C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 426Bij de bouw van de Huisvuilcen-trale te Alkmaar (lijnen 1 t.m. 3),afgerond in 1995 [1], was reedsrekening gehouden met eenmogelijke uitbreiding met eenvierde lijn (fig. 2). De loshal en dehoofdbunker waren reeds aange-legd voor de realisering hiervan.Langs de gehele gevel van dederde lijn waren voorzieningengetroffen voor een eenvoudigeaansluiting van de nieuwbouw,waarbij was uitgegaan van eenvierde lijn die identiek zou zijnaan ??n van de bestaande drie lij-nen. Bij de bouw van de lijnen 1t.m. 3 is zelfs uit oogpunt van effi-ciency overwogen de funderings-palen voor de vierde lijn alvast aante brengen. Hiertoe is echter nietbesloten, een verstandige keuzezoals later zou blijken.In het jaar 2000, wanneer wordtvoorgenomen een vierde lijn tebouwen, blijken uitgangspuntenUitbreiding Huisvuilcentrale Alkmaar (vierde lijn)Ingrijpende aanpassingen ineen in bedrijf zijnde installatieing. P. van Rens, ir. A. Rijswijk en ing. R.M.J. Kettenis M.Sc., Royal Haskoningir. J. de Vries, BH4 en ing. F.P. de Bruin, BnvREnkele maanden geleden is de uitbreiding van de Huisvuilcentrale Alkmaar(foto 1) met de vierde lijn afgerond, gevolgd door de inbedrijfstelling en over-name. Deze uitbreiding was een complex project, gezien de zeer korte door-looptijd en de ingrijpende aanpassingen van een in bedrijf zijnde installatie.C o n t r a c t u e l e f e i t e nDe HVC vierde lijn is gerealiseerd en overgedragen door het consortiumBnvR, bestaande uit BAM Civiel en het Zwitserse Von Roll Umwelttech-nik. Met deze `Overname' krijgt de Huisvuilcentrale de beschikking overeen ultramoderne verbrandingsoven voor bedrijfsafval, inclusief eenomvangrijk rookgasreinigingssysteem en installaties voor de elektriciteitsop-wekking uit de verbrandingswarmte. Royal Haskoning heeft in opdrachtvan BH4 (Bouwcombinatie BAM Civiel en BAM Utiliteitsbouw) hetontwerp en de engineering voor de civiele constructies verricht.De bouw van de vierde lijn is gestart in januari 2003, de aanneemsombedraagt circa 100 miljoen. Het project is conform planning overgeno-men.HVC is een afvalverwerkingsbedrijf met een breed takenpakket, waardoorhet bedrijf in staat is om zowel vanuit milieutechnisch als economischoogpunt te zorgen voor een optimaal en doelmatig afvalbeheer. De verwer-kingscapaciteit van de verbrandingsinstallatie van HVC is met de vierdelijn uitgebreid naar 630 000 ton per jaar.1 |Artist impression Huis-vuilcentrale AlkmaarC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 4 27en technieken dermate gewijzigd,dat de uitbreiding een anderevorm krijgt dan was voorzien,mede als gevolg van een groterecapaciteit (1,5 keer de capaciteitvan ??n van de afzonderlijkebestaande lijnen) en de gewijzigdeopzet van het rookgasreinigings-proces. De voorbereide voorzie-ningen bleken daarmee niet toe-pasbaar meer. Zelfs het gereali-seerde hoofdtrappenhuis (tevensvluchtweg) moest volledig wordengesloopt en enkele meters verderweer opnieuw worden opge-bouwd. Daarnaast treedt na enke-le jaren de installatie te hebbengedreven met een `grote' bunker(deze was immers gebouwd voorvier lijnen), gewenning op aandeze `luxe'. Met de komst van devierde lijn zou daarmee ook deopslagcapaciteit (hoofdbunker)moeten worden vergroot en hetoorspronkelijke bunkermanage-ment worden aangepast. Dehoofdbunker werd binnen hethuidige bouwvolume en debestaande logistiek vergroot vancirca 32 000 m3tot 41 000 m3. Degrofvuilbunker, inclusief de ver-kleiningsinstallatie in de vorm vaneen rotorschaar, heeft hierdooreen andere locatie gekregen.Zoals uit het voorgaande blijkt ishet niet raadzaam gebleken eenvoorinvestering te doen voor toe-komstige uitbreidingen of ontwik-kelingen van procesgebouwen.Reeds na enkele jaren zijn tech-nieken of inzichten dermategewijzigd, dat veelal voor eengewijzigde uitvoering wordt geko-zen.De bouwopdracht van de vierdelijn bestond daarmee uit de vol-gende hoofdonderdelen:? realisering procesgebouw(hoofdgebouw);? vergroten hoofdbunker en reali-sering nieuwe waterkelder;? bouw grofvuilbunker in loshal;? uitbreiding turbinegebouw enLuCo (luchtcondensor tenbehoeve van luchtkoeling).Hierna wordt nader ingegaan opde aanpassingen van de hoofd-bunker en de bouw van de grof-vuilbunker in de loshal.O n t w e r p p r o c e sBij de engineering van dit soortprocesgeori?nteerde bouwwerkenis altijd sprake van een spannings-veld tussen de aanlevering van degegevens van de procesinstallatiesen de start van de bouwactiviteitenvan de civiele constructies, waar-door slechts beperkt tijd overblijftvoor de engineering van deze con-structies. Gedurende de realiseringvan de civiele constructies heeft deinkoop plaatsgehad van de proces-installaties. Na het inkoopprocesheeft de detailengineering vandeze procescomponenten plaatsge-had, waarna de belastingen en deondersteuningspunten pas defini-tief kunnen worden vastgesteld.Wijzigingen verstoren op dezewijze het uitvoeringstraject en zor-gen ervoor dat constructiedelen adhoc moeten worden herberekend2 |Lijnen 1 t.m. 3 met uit-breiding1 = loshal2 = nieuwe grofvuilbun-ker3 = hoofdbunker4 = voormalige grofvuil-bunker5 = procesgebouw(hoofdgebouw)6 = uitbreiding procesge-bouw met vierde lijn7 = turbinegebouw metuitbreiding8 = luco met uitbreiding12 657834C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 428en aangepast, hetgeen in dit soortprojecten niet ongebruikelijk is.V e r g r o t e n h o o f d b u n k e rDe wens de opslagcapaciteit in dehoofdbunker te vergroten hadgevolgen voor de krachtswerkingin het bunkergebouw. In de oor-spronkelijke situatie was het bun-kergebouw verdeeld in drie com-partimenten: een huisvuilbunkervan 18 x 65 m2met een opslag-hoogte van 27 m, een grofvuilbun-ker van 18 x 11 m2met een opslag-hoogte van 17 m en een tussenge-bied met de opstelling voor derotorschaar en een waterkelder.Voor het ontwerp van de construc-tie is de horizontale druk van hetafval de dominante belasting. Dewerkelijke grootte van deze drukis moeilijk te voorspellen door deinhomogeniteit van het afval ende afhankelijkheid van de wijzevan stapelen ervan. Zo is een erva-ren kraanmachinist in staat eenontgravingsfront te cre?ren datvrijwel verticaal staat. Bij gewoonontgraven kan een hellingshoekvan ongeveer 45? ontstaan. Ookneemt met de stapelhoogte depakkingsdichtheid van het lagergelegen afval toe. Zo varieert devolumieke massa van circa300 kg/m3tot circa 750 kg/m3.Het constructieprincipe van debunkers is in feite een doos dieaan de bovenzijde open is. De kop-wanden worden aan de buitenzijdedoor vloeren gesteund, verankerdin de langswanden. De langswandaan de loshalzijde is voorzien vanpenanten. De langswand aan deketelhuiszijde wordt via vloerenafgesteund naar de verticaleschachten in het ketelhuis. De kop-wanden van de bunkers verbindende langswanden en vangen daar-mee een deel van de horizontaledruk op. Door de druk van hetafval worden de wanden en devloer niet alleen loodrecht op hetvlak belast, maar worden er ooktrekkrachten in deze elementenopgewekt.De capaciteit van de hoofdbunkeris vergroot door de dwarswandenin het middengebied volledig teslopen en zo de oorspronkelijkehoofd- en grofvuilbunker met el-kaar te verbinden. Voorts zijn dewanden van de grofvuilbunker ver-hoogd voor een opslaghoogte van27 m.Door deze aanpassing wijzigdehet constructieschema van delangswanden en de te verhogenkopwand, waardoor een aantalpenanten en de vloeren zwaarderwerden belast. Om inzicht te krij-gen in de krachtswerking van hetbunkergebouw inclusief de paal-fundering, is een volledig 3D-model gemaakt in ESA PrimaWin (fig. 3). In overleg met deopdrachtgever zijn voor de nieuwehoofdbunker acht gebruikssitu-4 |Overzicht aanpassingenbestaande bunker en los-hal3 |3D-model ESA Prima Winloshalhoofdbunkernieuwerotor-schaargebiedvoormaligegrofvuilbunkervoormaligerotorschaar-gebiedketelhuis= stortopeningnieuwegrofvuilbunkerC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 4 29aties gedefinieerd, die zijn ge-bruikt om de maatgevende sne-denkrachten en vervormingen tebepalen.De vervormingen zijn van belangvoor de gehandhaafde kraanbanendie over de bovenzijde van delangswanden van de bunkerlopen. De horizontale verschilver-plaatsing tussen de beide langs-wanden varieert in extreme situ-aties maximaal 100 mm. Dit isopgevangen met de breedte vanhet loopvlak van de wielen.Met de 3D-berekening kon wordenaangetoond dat de fundering vol-doende draagkracht had. De beton-constructie moest wel op diverseplaatsen worden versterkt om desnedenkrachten in de nieuwe situ-atie te kunnen opnemen.In verband met het ongunstigewerkmilieu in de hoofdbunker zijndeze versterkingen zoveel mogelijkbuiten de bunker gemaakt. Diversevloeren, wanden en een aantalpenanten zijn opgedikt met gewa-pend beton; plaatselijk is gewerktmet uitwendige wapening die inhet werk is voorgespannen. Eendeel van de op te dikken wanden isuitgevoerd met spuitbeton. De kop-wand in de oorspronkelijke grof-vuilbunker is naast verhoging vande wand ook voorzien van eennieuwe penant, inclusief funderingen verstijvingen (fig. 4).B o u w g r o f v u i l b u n k e r i nl o s h a lZoals eerder vermeld moest voorde grofvuilbunker een nieuwe loca-tie worden gezocht. Daarvoor iseen aantal varianten onderzochtzoals een nieuwe grofvuilinstallatiein een nieuw gebouw. Uiteindelijkbleek, om architectonische enlogistieke redenen, de beste keuseen nieuwe grofvuilbunker in deloshal te bouwen (fig. 4).In de loshal ligt de vloer op+6,000 m, vanwaar het huisvuil inde bunkers wordt gestort. Onderdeze vloer bevinden zich techni-sche ruimten en een deel wat oor-spronkelijk was bedoeld voor GFT-verwerking. De GFT-verwerking isnooit gerealiseerd en enkele tech-nische ruimten zijn verplaatst. Inhet vrijgekomen deel is de nieuwegrofvuilbunker gerealiseerd van 20x 15 m2. De vloer van de hoofdbun-ker ligt op -4,000 m. Voor de nieuwte maken grofvuilbunker werd hette kostbaar om onder de bestaandeconstructie in het grondwater eenkelder te maken. Besloten is devloer van de grofvuilbunker op Peilte realiseren.Het dak van de loshal is een staal-constructie, bestaande uit vak-werkliggers, aan de buitenzijdeafgespannen met tuien. Om archi-tectonische redenen moest ditbehouden blijven. De loshal is eenbrandcompartiment. Omdat denieuwe bunker een apart compar-timent moest worden, is deze uit-gevoerd als een doos in een doos.De wanden zijn uitgevoerd inbeton en lopen tot onder het dak.Op deze wanden is onder het dakvan de loshal een nieuw plafondgemaakt van voorgespannen lig-gers met gasbetonplaten, waar-door een nieuw compartimentontstond.Afhankelijk van de vullingsgraadbeweegt de hoofdbunker enkelecentimeters op en neer tenopzichte van de loshal. De con-structie van de loshal is daaromgedilateerd van de hoofdbunker.De dilatatie loopt v??r de vuilstort-openingen langs. De langswandenvan de grofvuilbunker hangendaarom overkragend boven dezeopeningen (fig. 5).Vanaf de bestaande loshalvloerwordt via twee stortopeningen hetgrofvuil in de bunker gestort. Inde bunker rijdt over de volle leng-te een bestaande aangepaste bo-venloopkraan met poliepgrijper,die het grofvuil weghaalt bij destortopeningen, het opstapelt inde grofvuilbunker en het transpor-teert naar de verkleiningsinstalla-tie, vanwaar het via een transport-band naar de hoofdbunker gaat.De belasting uit het grofvuil ishoger dan waarop de vloer oor-spronkelijk is berekend. Daaromzijn door de bestaande vloer nieu-we funderingspalen aangebracht.De vloer op +6,000 van de loshal iseen paddestoelvloer op een stra-mien van 8,40 x 8,40 m2. Voor degrofvuilbunker is in deze vloer eengrote sparing gemaakt, waardooreindvelden ontstaan die voorheendoorgaande velden waren. De veld-momenten worden hierdoor gro-ter. Uit de controleberekeningenbleek dat de aanwezige wapeningnog wel voldeed voor de sterkte,maar op sommige plaatsen nietmeer aan de scheurwijdte-eisenvoor milieuklasse 5d. Om de wape-ning te beschermen is aan de on-derzijde van de vloer een elastischblijvende coating aangebracht.De vraag bij dit soort installaties isniet ?f er brand uitbreekt in debunker, maar hoe deze moet wor-den bestreden. E?n van de maatre-gelen is met bluskanonnen devuurhaard te bestrijden. In het5 |Dwarsdoorsnede overbunkers+ 46.2000.000- 4.000+ 26.700nieuwe grofvuilbunker hoofdbunker+ 6.000C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 430ontwerp is ermee rekening gehou-den dat de bunker met 4 m waterkan worden gevuld, waarna eenoverstort in werking treedt. Eenlaaggelegen brandhaard dooft zona verloop van tijd automatisch.Een alternatief voor hoger gelegenbrandhaarden is om deze met depoliepgrijper uit te graven en viahet calamiteitenluik, in de hoekvan de bunker, te verwijderen.Door de beperking van de hoogtevan het dak van de loshal en dewens niet in het grondwater tebouwen, ontstond een geringbeschikbare vrije hoogte. Metname de hoogteligging van dekraanbaan in combinatie met dehoogte van de vultrechter en derejectcontainer onder de rotor-schaar (opvang van grote stukken,ter voorkoming dat de rotorschaarvastloopt), waren hiervoor bepa-lend.U i t v o e r i n g s a s p e c t e nGedurende de uitvoering van dewerkzaamheden in de bunker iser doorlopend aandacht geweestvoor logistiek, gezondheid en vei-ligheid.LogistiekDe logistiek in de bunker werd inhoge mate be?nvloed door de ge-ringe werkruimte, de slechte toe-gankelijkheid en het gebrek aanopslagruimte. Zoals hiervoor algesteld zijn ontwerptechnischzoveel mogelijk aanpassingenbuiten de bunker gerealiseerd.Slechts het hoognodige is in debunker gemaakt, na nauw overlegtussen ontwerper/engineers enbouwer.De toegang tot de bunker voormateriaal en materieel is mees-tentijds slechts mogelijk geweestvia de stortgathelling (45?).Daardoorheen is zelfs een 40tons mobiele kraan naar binnen`geschoven', die al het hijswerkmoest doen in een zeer beperkteruimte. De ruimte werd nogbeperkt door de aanwezigheidvan steigers.Voor het uitwisselen van de bun-kerkranen zijn er dakopeningengemaakt. Deze gaten mochtenalleen voor grote hijswerken wor-den gebruikt, aangezien de bun-ker in principe dicht moest blij-ven in verband met de noodzake-lijke onderdruk ter voorkomingvan stankoverlast naar de omge-ving.GezondheidVoor aanvang van de werkzaam-heden was duidelijk dat gezond-heidsaspecten in de werkomge-ving van de hoofdbunker de nodi-ge aandacht van alle partijen verg-de. Met name fijn stof, schimmelsen bacteri?n waren aanwezig inconcentraties die de MAC-waar-den overschreden. Dit had totgevolg dat er maatregelen moes-ten worden genomen zoals hetwerken met wegwerpkleding(overals en handschoenen) en eenaangeblazen vol gelaatsmaskervoor de beademing, die bij elkeshift van nieuwe filters moestworden voorzien.VeiligheidUit oogpunt van veiligheid is eenaantal maatregelen getroffen. Omte voorkomen dat er vuilnis op demensen zou worden gestort, iseen aantal stortgaten gedurendede gehele bouwperiode afgeslotengeweest. Dat deze beperkingeneen verstorende invloed haddenop de bedrijfsvoering van de huis-vuilcentrale moge duidelijk zijn,maar in goed overleg zijn de effec-ten geminimaliseerd.Aan de binnenzijde van de bunkerwerd het vuil hoog gestapeld enzoals boven reeds gesteld, kan dattot zeer steile fronten leiden, maardat hoeft niet. Omdat de gebuffer-de hoeveelheid vuil niet verlaagdkon worden, moest een bescher-8-9 | Aan het werk in dehoofdbunker6-7 | Calamiteitenwand inhoofdbunker; slopenbetonwand van voor-malige rotorschaarge-biedC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2005 4 31mende constructie in de bunkerworden gebouwd, een zogenoem-de calamiteitenwand. Dezebestond uit zware staalprofielen,waartussen damwandplankenwaren aangebracht. Belangrijk cri-terium voor deze keuze was eensnelle montage en demontage.De wand moest maximaal 14 mafval keren en zo de mensen dieaan het werk waren beschermentegen een lawineachtige afstor-ting.De grofvuilbunker in de loshalIn de grofvuilbunker in de loshalwaren de ruimtelijke beperking ende draagkracht van het rijdek inde loshal na het sloopwerk, demeest relevante invloeden. Debeperking in de vloerbelastingwas vooral van belang voor dematerieelkeuze. De verzwakkingwas veroorzaakt doordat het totaleverband uit de vloer verloren wasgegaan bij het maken van de ope-ning voor de te maken grofvuil-bunker. Pas nadat het betonwerkweer was aangeheeld en aange-past was deze beperking niet lan-ger relevant.Zoals al is gesteld, is deze bunkereen doos in een doos. De ruimtetussen de dakspanten van de los-hal en het dak van de bunker wasop het krapste punt 100 mm endus onvoldoende om normaalbeton te kunnen storten. Hier isvoor vloeibeton gekozen, waar-door handmatig verdichten nietmeer nodig was en toch een goe-de betonkwaliteit werd gereali-seerd.De grootste uitdaging was hetplaatsen van de dakbalken en debovenloopkraan in dit gedeelte.Aangezien hier het dak van de los-hal in tact moest blijven, waardoorhijsen onmogelijk werd, moestende balken omhoog worden geduwden in positie worden gedraaid.Dat er bij dit soort verbouwingende nodige noodzakelijk geco?rdi-neerde ontwerp- en uitvoerings-creativiteit tot stand komt, mogeduidelijk zijn, maar in goed con-structief overleg tussen opdracht-gever, bouwer en constructeur isaan alle mogelijke problemen hethoofd geboden. L i t e r a t u u r1. De Haas, G., Eenshuistra, J.P.,Brittijn, P.F., Nieuwbouwhuisvuilcentrale Noord-Holland. Cement 1994, nr. 6.Projectgegevensopdrachtgever:NV Huisvuilcentrale N-H (HVC)design & build aannemer:Consortium BnvR (BAM en Von RollUmwelttechnik)architectonisch ontwerp:Bonnema architectenadvisering constructies, materialhandling en bouwkundigeuitwerking:Royal Haskoning10 | Huisvuilcentrale inbedrijf