? waterbouw ? beheer ? bouwgeschiedenising.B.P.Nieswaag en C. de Best, Bouwdienst R?kswaterstaatAan de monding van het Noordzeekanaalligthet Noordzeesluizencomplex. Het vormt depoort naar het Amsterdamse havengebied en is daarom van wezenlijk belang. Het com-plex ondergaat een cornplete renovatie, die gestartis in 1987 en in 2000 zijn voltooiingzal vinden.In verschillende artikelen zal de komende tijd de renovatie van drie vande viersluizenwor-den behandeld. Van ontwerpfilosofie, naar beschrijvingvan het gekozen ontwerp, tot hetbespreken van enige uitvoeringsaspecten.ln dit artikel wordtnader ingegaan op de bete-kanis van de renovatie van het totale complex en in het bijzonder op enkele sluizen.DE POORTNAARAMSTERDAMWORDTVERNIEUWD (I)CD Plattegrond sluizencomplexB?na letterl?k kunnen we hetcomplex (fig. 1,foto 2) 'de poort van Amsterdam' noemenals we denken aan de SAIL-manifestatiesdie inde hoofdstad worden gehouden. Hetcomplex laat zich graag fotograferen met indesluizen de prachtigewindjammers en bar-ken die op doorreis z?n. De vele mensen dieaan de kantstaan, z?n er getuige van hoe ge-degen de schepen door de sluizen wordengeschut.Niet alleen voor Sail, maar ook voor anderedoelen is dit complex van wezenl?k belang.De havengebieden van Amsterdam, Zaan-dam en Beverw?k z?n gebaat bij een snelleen veilige schutting van de schepen. De pro-ducten die de schepen vervoeren zijn voor-namelijk voedingsmiddelen, olie-, metaal~en chemische producten. Daarnaast spelenvervoer van zeezand en recreatievaart ookeen grote rol.In figuur 3 z?n de afmetingen van de vierbreedste kanalen ter wereld gegeven, waar-onder het Noordzeekanaal.Geschiedenis van de sluizenHet ontstaan van het sluizencomplex heeftalles te maken met de bereikbaarheid vanAmsterdam. Tot inde vorige eeuw was de ge-bruikelijke route via de Zuiderzee. Het 'voorPampus liggen', vanwege de geringe diep-gang, was een veel gehoord gezegde. Opzoeknaar alternatieven werd het Noord-Hol-14~'~'Iki!"",,,,," ~.-. -- c:::::-----'''''''''---'''-------------------__IJmu i 4."14. Spul.lule8. Noor4.rslulsC. Mlcl4."sluisO. SpuisluisE. ZuiclerslulsF'. KI el ne sluisV?Yuur10r."CEMENT1997/5Tabel 1Karakteristieken van de sluizen@ Sluizencomplex in 1994, op de voor-grond de GEMIJfoto: Meetkundige Dienst Rijkswaterstaatlandschkanaal gegraven, maarvanwege ver-zanding voldeed dat op den duurook niet.In de tijd dat het plan voor het Noord-Hol-landschkanaal op tafel lag, heeft ook dekortste verbinding van Amsterdam naar dezee een rol gespeeld. Het is historisch juistdat koningWilleml deze verbinding al op hetoog had. De 'deskundigen' zagen op dat mo-ment teveel risico's. Echter in 1876ishet erwel van gekomen. Het kanaal werd gegravenen de eerste drie sluizen werden gebouwd.Twee sluizen zijn nu nog functioneel en dra-gen de naam Kleine sluis en Zuidersluis. Dederde sluis was een spuisluis; nadat de nieu-we spuisluis in 1940 in gebruik is genomen,is de oude afgedicht.Vanwege de toenemende industrialisatie inAmsterdam en de Zaanstreek, maar ookdoor de schaalvergroting van de schepen,werd verbreding en verdieping van hetNoordzeekanaal noodzakelijk. AI snel werdbegonnen met de aanlegvan de derde sluis,de huidige Middensluis.Na de eeuwwisseling werden plannen ge-maakt om tot een nog grotere sluis te ko"men. Deze werd in 1929 gerealiseerd endraagt de naam Noordersluis.De sluizen zijn in de volgorde gebouwd vanzuid naar noord, met in principe dezelfdetoename van scheepsgrootte en categorie(tabel 1).? De vier breedste kanalen ter wereld methistorische afmetingena. Noordzeekanaalb. Panamakanaalc. Manchesterkanaald. SuezkanaalCEMENT1997/5~~\?.13.72I_r/,-t 91,5015? waterbouw ? beheer ? reconstructieDe renovatie van drie sluizenDe renovatie van de drie sluizen die in dezeartikelenserie wordt besproken betreft deKleine sluis, de Zuidersluis en de Noorder-sluis, een en ander in het brede kadervan detotale renovatie van het sluizencomplex.Waarom renovatie?'Is het dat nog wel waard?'Wie kent niet die gedachte bij het opknap-pen van bijvoorbeeld een woning of het op-lappen van een oude fiets. Zo is het ook ge-gaan bij de afweging van de renovatie vanhet gehele sluizencomplex.In de jaren tachtig is uitgebreid onderzoekgedaan naar de status en de conditie van desluizen. Vanwege de leeftijd van alle sluizengeen onbetekenende vraag. Vooral ook nietomdat er in de loop van de tijd al het nodigeaan functionele verbeteringen was uitge-voerd.Mede aanleiding was dat de betrouwbaar-heid van deuren en bewegingswerken vande Noordersluis van zodanige aard was, datte vaak uitval optrad met alle gevolgen vandien.Ook bij de andere sluizen bestond een toe-nemend gevaar van stremming bij vervan-ging van onderdelen en/of systemen. Enjuist die stremming is voor de scheepvaartmet haar belangen niet acceptabel en diento Pentekening van Kleine sluis en Zuider-sluis bij aanleg. Te zien is de uitstroomope-nfng van de Kleine sluis (links) en de Zuider-sluis (rechts)daarom als een dwingende randvoorwaardete worden beschouwd.Bij het onderzoek zijn ook uitgebreide in-specties van de sluizen uitgevoerd.Bij de afweging of een sluis voldoet aan dehuidige en toekomstige eisen, spelen de vol"gende factoren een rol:? Wat is de verwachte levensduurvan de ge-hele sluis en die van de afzonderlijke on-derdelen en systemen zoals bewegings-werken, elektrische installatie enz.?? Wat zijn de beperkende elementen vooreen optimale schutcyclus? Hierbij moetworden gedacht aan de wijze waarop desluisdeuren worden bewogen, de nivel-leermiddelen en dergelijke.? Hoe gevoelig zijn de sluizen of sluisonder-delen voor niet-beschikbaarheid vanwegeonderhoudsgevoelige onderdelen, aanva-ring ofschutbeperkingen vanwege geringestabiliteit van de sluishoofden?? Voldoen de huidige voorzieningen nog tenaanzien van bedrijfsveiligheid,bedrijfsze-kerheid en bediening?Bepalend voor de keuze van renovatie vande sluizen is geweest dat vooral de civieleconstructies nog steeds in meerdere of min-dere mate voldoen. Met niet al te grote in"spanning kan een levensduurverlengingvanminimaal vijftig jaar worden gerealiseerdzonder dat de huidige constructie geweldwordt aangedaan. Ook kan aanpassingplaatshebben zonder grote en langdurigestremmingen.Voor de overige disciplinesgeldtdatvernieu-wing van het onderdeel of systeem binnenhetbestaande concepttoch wel mogelijk is.Hier komt bij dat de huidige geometrie vande sluizen goed aansluit bij het overgrotedeel van het huidige scheepvaartaanbod.Overigens blijktuiteen kortgeleden verrichteMasterplanstudie dat er behoefte is aaneen extra, nog grotere sluis. In ??n van devolgende artikelen zal dit aan de orde ko-men.De voordelen van renovatie, afgezet tegende hoge investeringskosten van nieuwe slui-zen, hebben uiteindelijk de keuze voor reno-vatie bepaald, zodat gezegd kan worden:'Het is het waard'.Een bijkomende factor die bij de renovatieeen rol speelt, is dat hetgehele complex (als??n van de laatste schakels) dient te vol-doen aan de eisenvolgens de Deltawet. Metde renovatie van de sluis zal ook de hoogwa-terkering worden aangepast tot Deltahoog"te. Als doel van het project is dan ook gefor-muleerd:Het complex van de Noordzeesluizen te IJ"muiden dientna renovatie te voldoen aan dehuidige eisen met betrekking tot bedrijfsze-kerheid, bedrijfsvoering en Deltaveiligheid.De sluizenmogen niet gelijktijdig worden ge-renoveerd. Dat betekent dat ze stuk voorstuk worden aangepakt, waarbij voor de slui-zen afzonderlijk ook nog weerstremmings-beperkingen gelden. Voor de Noordersluisgelden de zwaarste eisen waarbij stremmingin enkele dagdelen zal plaatsvinden.16 CEMENT1997/5Voor de Middensluis, die reeds gerenoveerdis, is een stremmingvan enkelewekengeac-cepteerd.Omdat bij de Kleine sluis en de Zuidersluiskan worden uitgeweken naar een anderesluis, geldt een maximale stremmingsperio-de van respectievelijk 1,5 en 1 jaar.Om de omvang van de renovatie per sluis tekunnen bepalen dient de huidige status ende daarmee samenhangende beperkingenbekend te zijn, maar ook het toekomstig ge-bruik.Renovatie Kleine sluis en ZuidersluisDe Kleine sluis en de Zuidersluis zijn, met deeerdergenoemde spuisluis, midden in deduinen op staal gebouwd (fig. 4 en 5). Bij deaanleg is het optreden van wellen een grootprobleem geweest; sommige waren tot gro-te, diepe gaten uitgespoeld. Door het toe-passen van koehuiden als grote zeilen, ver-zwaard met grind en ballaststeen en daaropprefab (voordie tijd!) betonblokken van 1 m3heeftmen weervaste grond onder de voetengekregen. Deze blokken waren aanvankelijkbestemd voor de bouw van de zeepieren.Om meer voortgang in het werk te verkrijgenen vanwege de genoemde problemen, zijnze als fundatie voor de sluizen gebruikt. Bo-venop de prefab blokken is een laag stamp-CEMENT1997j5beton verwerkt (circa 1,0 m dik) en daarbo-ven een metselwerkvloer met als opbouwvoor de wanden ook weer metselwerk.Nadat de deurenjarenlangmetlieren zijn be-wogen, zijn ze in dejaren vijftig voorzien vaneen Panamakwadrant-bewegingswerk. Dekelders hiervoor zijn in de kolkwanden ge-maakt.Aan de westzijde zijn de sluizen overbrugddoor middel van twee draaibruggen.Verbazingwekkend is de conditie van de slui-zen te noemen, zeker als men bedenkt datzij reeds 120jaar dienst doen (foto 6).Uiter-aard is er in de loop van de tijd het nodigeaan gewijzigd zoals aanslagen, taatsen enhalsbeugels.ln tabel2is dat op hoofdonder"delen weergegeven. De hierin genoemde in-stabiliteit van de hoofden en de wandenheeft ertoe geleid dat er sinds 1986 voorbeide sluizen een schutbeperking geldt bijeen waterstand beneden NAP - 1,25 m enboven NAP + 1,25 m.Duidelijk zal zijn dat een flink aantal onder-delen en systemen moeten worden aange-past.? Plattegrond van de sluizen bij aanleg.De volgorde van boven naar beneden is:Oude spuisluis, Zuidersluis en Kleine sluis.Hierop is tevens te zien dat de Kleine sluis isuitgevoerd met een 'groene kolk'17? waterbouw ? beheer ? reconstructie? Kleine sluis en Zuidersluis in 1996Tabel 2Status hoofdonderdelen van de Kleine sluisen ZuidersluisUit een analyse van het scheepvaartaan-bod, de scheepvaartafwikkeling en ook descheepvaartprognoses, is vast komen staandat het niet mogelijk was om beide sluizengelijktijdig te stremmen. Voor het complexzou ditontoelaatbarewachttijden en een on-toelaatbaarveiligheidsbeeld tot gevolg heb-ben. Daarom is door de opdrachtgever alsvoorwaarde gesteld datde beide sluizen nietgelijktijdig mogen worden gestremd.Gefaseerde renovatie van de twee sluizen iseen extra complicerende factor vanwege degemeenschappelijke voorzieningen die zichop de scheidingswand tussen de sluizen be-vinden en vanwege stabiliteitseisen. De inde scheidingswand gesitueerde bewegings-kelders moeten worden vervangen, zodattij-delijke bewegingswerken noodzakelijk z~n.De hoogwaterkering sluit aan op de buiten-hoofden van de sluizen. Vrij eenvoudig kun-nen deze met de renovatie op de vereistehoogte worden gebracht. Ter plaatse van dedeur?n is dat niet mogelijk. Hier wordt eenoverstort over de deuren geaccepteerd, het-geen niet leidt tot aantasting van de bodem-bescherming en evenmin tot overschrijdingvan de ongewenste 'topgebeurtenis' (hetoverstromen van de dijken langs het Noord-zeekanaal) die in ??n van de volgende arti-kelen bij de ontwerpfilosofie aan de orde zalkomen.Noordersluis(fig. 7, foto 8)De Noordersluis is in den droge gebouwd.Om de bouwputten niette groot te maken ende risico's beperkt te houden, is de bouw infasen uitgevoerd. Eerst de kolk, daarna hetbinnenhoofd en ten slotte het buitenhoofd.Het buitenhoofd is uitgevoerd met twee rol-deuren metaan de noordzijde gelegen deur-kassen. Deoostkas van hetbuitenhoofd iszodanig uitgevoerd dat de deuren er tevensin onderhouden kunnen worden.Het binnenhoofd heeft ??n roldeur metdeurkas aan de noordzijde.In totaal z~n er vier roldeuren, waarvan ertwee operationeel zijn: in de westkasvan hetbuitenhoofd en ter plaatse van het binnen-hoofd. De derde deur staat opgesteld in deoostkas van hetbuitenhoofd. De vierde deurverblijft in opslag ter plaatse van de zoge-noemde 'Velser kom' en dient ter uitwisse-ling met de overige deuren.De roldeuren staan op rolwagens die rijden18 CEMENT1997/5? Noordersluis in 1996(2) Overzicht Noordersluisgingswerken de elektrische installaties. Eenomvangrijk deel van de civiele constructiesmoet nog gebeuren. In ??n van de volgendepublicaties zal daar nader op worden inge-gaan.Uitgangspunt voor aanpak van deze renova-tie zal zijn dat de sluis, behalve door noodza-kelijke deurwisseling, niet langer dan 52 uurmag worden gestremd.nOOl"def"'stUlslIfegZoals blijkt uit tabel 3, is er in 1990 reeds re-novatie verricht aan de deuren, het bewe-over een rail op de sluisvloer. De deuren wor-den voortbewogen met lierconstructies diestaan opgesteld in de deurkas. De deurenvormen tevens de verbinding voor het ver-keer vanaf en naar het sluiseiland, waar deoverige sluizen zijn gelegen.De kolkwand heeft, in relatie tot de kolkbo-dem op NAP - 15,50 m, een hoog aanlegni-veau. Palen en betonnen damwanden vor-men de fundatie van de kolkwand op NAP -7,50 m, waardoor geen omvangrijke bema-ling nodig was.Op de palen is de betonnen L-wand aange-bracht, die loopt tot NAP + 5,00 m.Het nivelleren van dekolkwaterstand heeftplaats door een stelsel van omloopriolen.Het gebruik van de sluis heeft na de inge-bruikname in 1930geen problemen opgele-verd. Echter aan het einde van de TweedeWereldoorlog heeft de conditie van de sluiseen flinke deuk opgelopen doordat de Duit-sers enkele onderdelen hebben opgeblazenom de sluis in het ongerede te brengen. Vanhet binnenhoofd is ??n van de wanden ge"heel ontzet.In 1946 zijn herstelmaatregelen getroffen.Niet alle beschadigingen zijn toen hersteld;de achterzijde van de kolkwand pas in 1996.CEMENT1997/5 19? waterbouw ? beheer ? reconstructieTabel 3Status hoofdonderdelen van de NoordersluisTijden geldMet hetgereedkomen van de Middensluis in1996 is een eerste stap gezet naartotale re-novatie. De planning voor de andere sluizenis alsvolgt:? Kleine sluis: 1996 - 1998;? Zuidersluis : 1998 - 1999;? Noordersluis: 1998 - 2000.Medio 1996 is voor reconstructie van deKleine sluis en renovatie van de Zuidersluisopdracht verstrekt aan de aannemerscom-binatie CFE/MBG en Ph. de Koning.De opdracht voor de Noordersluis zal aanhet einde van ditjaar plaatshebben.De renovatie van het gemaal loopt momen-teel. Als laatste onderdeel van het sluizen-complexkomt een nieuwe spuisluis aanbod; gereed in 2002.20De totale kosten die gemoeid zijn met de ge-hele renovatie bedragen circa 475 miljoengulden.Literatuur1. Van der Velde, J.J., Het vijftigjarig bestaanvan het Noordzeekanaal. 1926.2. Exalto, JA, De grote spuisluis te IJmui-den. Otar 1962, nr. 4.3. Exalto, JA, Overbrugging en mechanise-ring van de Zuidersluizen te Ijmuiden. Otar1964, nr. 3.4. Hakkeling, B., De Sluisweg te Ijmuiden.Otar 1958.5. Josephus Jitta, J.P., De vernieling en deherstelling van de Noordersluis te Ijmuiden.De Ingenieur 1946, nr. 23.?CEMENT1997/5