Kennisplatform over betonconstructies

Grootste sluis ter wereld
Nieuwe Zeesluis IJmuiden (1)
Rico Sies, Leon Lous

ma 11 mei 2020
artikel

Het sluizencomplex in IJmuiden krijgt er een aanwinst bij: begin 2022 is een nieuwe zeesluis beschikbaar, die ruimte moet bieden aan de groei van de scheepvaart. De kolk van de nieuwe sluis wordt 70 m breed, 500 m lang en 18 m diep en is daarmee de grootste van de wereld.

Serie over de Nieuwe Zeesluis IJmuiden

Een nieuwe, grotere zeesluis in IJmuiden moet ruimte bieden aan de steeds groter wordende zeeschepen en daarmee de bereikbaarheid van de haven van Amsterdam verbeteren. Technisch hoogstandje van het project zijn de deurkassen die zijn uitgevoerd als pneumatische caissons. In een vierluik nemen we je mee in het ontwerp en de uitvoering van de nieuwe sluis. Dit eerste artikel is een inleiding van project. De overige delen:

Het vervoer van goederen via zee neemt toe en vracht- en cruiseschepen zijn steeds groter en vooral breder. De huidige Noordersluis aan de ingang van het Noordzeekanaal bij IJmuiden, gebouwd in 1929, is daardoor straks te klein. Hij bereikt bovendien in 2029 het einde van zijn technische levensduur. Een nieuwe, grotere zeesluis is een voorwaarde voor de verdere ontwikkeling van de Amsterdamse havenregio en de internationale concurrentiepositie. Het Noordzeekanaal vervult immers een grote rol in de verbinding met het Europese achterland.
Een vlotte en veilige bereikbaarheid van havens en bedrijven langs het Noordzeekanaal staat daarbij voorop. Veilig betekent in dit verband ook ‘waterveilig’. Het gehele sluizencomplex heeft namelijk een waterkerende functie en moet de voeten van Noordwest-Nederland droog houden. De Nieuwe Zeesluis wordt aangelegd op NAP +8,85 m en biedt daarmee een versterking van de waterkerende functie om zo voorbereid te zijn op een stijgende zeespiegel.

"Het sluizencomplex heeft een waterkerende functie"

1. Impressie van het toekomstige sluizencomplex IJmuiden, inclusief de Nieuwe Zeesluis (bron: ZUS)

Sluizencomplex

Het bestaande sluizencomplex bestaat uit de Zuidersluis uit 1876, de Middensluis uit 1896, de Noordersluis uit 1929, de Spuisluis uit 1940 en het Gemaal uit 1975. De nieuwe sluis vervangt de huidige Noordersluis die daarmee overbodig wordt.

2. Overzicht sluizen in het complex (bron Google Earth)

Aanbesteding

Rijkswaterstaat heeft als opdrachtgever de bouw van de Nieuwe Zeesluis in de markt gezet als DBFM-contract: Design, Build, Finance, Maintain. Het gecontracteerde aannemersconsortium OpenIJ is niet alleen verantwoordelijk voor het ontwerp, de bouw en de financiering van de Nieuwe Zeesluis, maar gedurende 26 jaar na oplevering ook voor het onderhoud ervan.
Voor Rijkswaterstaat was een aantal zaken van groot belang bij de aanbesteding van het werk:

  • Veilig werken, voor eigen mensen, gebruikers en omgeving.
  • Stabiliteit van het sluizencomplex en met name de bestaande Noorder- en Middensluis. De Nieuwe Zeesluis komt tussen de Noorder- en de Middensluis in te liggen. Stabiliteit van deze bestaande sluizen moet tijdens de bouwwerkzaamheden geborgd zijn.
  • Borging van de waterkering, de belangrijkste functie van het sluizencomplex. Deze waterkerende functie moet ook tijdens de bouwwerkzaamheden zijn geborgd.
  • Minimaliseren van de hinder voor scheepvaartverkeer. Kort gezegd: tijdens de verbouwing blijft de winkel open. De scheepvaart moet zo veel mogelijk doorgang blijven vinden.
  • Minimaliseren hinder voor de omgeving (omwonenden, bedrijven).

De risicomaatregelen die OpenIJ aanbood voor het beperken van omgevingshinder en stabiliteit van de bestaande sluizen en waterkering scoorden heel goed. Een voorbeeld hiervan is het toepassen van diepwanden in plaats van damwanden/combiwanden om trillings- en geluidshinder te beperken en daardoor de stabiliteit van de Noorder- en Middensluis te waarborgen. Ook het bouwen van de deurkassen door middel van pneumatische caissons in plaats van grote traditionele bouwkuipen, droeg hier in belangrijke mate aan bij. De keuze voor het toepassen van nivelleerschuiven in de sluisdeuren om de waterstand te nivelleren in plaats van omloopriolen, heeft ertoe geleid dat het ruimtebeslag van de Nieuwe Zeesluis sterk werd terugbracht. Dit had een positief effect op de stabiliteit van de bestaande Noordersluis.

"De maatregelen voor het beperken van omgevingshinder en de stabiliteit van de bestaande sluizen en waterkering scoorden goed in de aanbesteding"

Eén reservedeur

OpenIJ heeft een ontwerp gemaakt waarin een dubbele kering is opgenomen. Dit betekent dat zowel de deur in het buitenhoofd als die in het binnenhoofd is ontworpen op de maximale waterstand. Daarnaast is er een waterkering rondom de kolk aangebracht (fig. 3).
De dubbele kering heeft grote voordelen voor de betrouwbaarheid van de waterkering. Bij een schutsluis is immers altijd één deur gesloten. Indien vanwege een calamiteit bij extreem hoog water de deur in het buitenhoofd niet kan worden gesloten, wordt de waterkering geborgd door de deur in het binnenhoofd. Het andere voordeel is dat er slechts één reservedeur nodig is, de deur in het buitenhoofd is immers gelijk aan die in het binnenhoofd. Het geplande onderhoud is namelijk zo georganiseerd, dat er maximaal aan één deur tegelijk onderhoud wordt gepleegd. En de kans op een calamiteit, waarbij de buiten- en binnendeur tegelijkertijd onderhoud behoeven, is verwaarloosbaar.
De constructie van de sluisdeur is vanwege dat uitgangspunt zo gedimensioneerd dat bij een aanvaring, met een kans van optreden minder dan eens in de tien jaar, de deur wel blijft functioneren.
De reservedeur is opgeslagen in een onderhoudsdok bij het binnenhoofd. Hier kunnen de deuren worden onderhouden en geïnspecteerd. Bij een deurenwissel wordt de sluisdeur opgedreven door water uit de in de deur aanwezige ballasttanks te verwijderen. Vervolgens kan deze met sleepbootassistentie worden getransporteerd.

3. Dubbele waterkering: (links) buitenhoofd en (rechts) binnenhoofd

Trillingsarm bouwen

Het motto in het ontwerp was ‘Diepwand tenzij...’. Met diepwanden werden immers trillings- en geluidshinder beperkt en de stabiliteit van de Noorder- en Middensluis beter gewaarborgd. Dit heeft ertoe geleid dat op plekken waar land was of land te maken was, diepwanden zijn toegepast. In totaal is circa 1850 m1 diepwand aangebracht. De overige wanden bestaan uit damwanden en combiwanden (fig. 4), waar de aansluitingen op bestaande constructies door middel van boren, trillingsvrij worden aangebracht.
De beide deurkassen van de sluis zijn trillingsarm gebouwd. Deze constructies zijn binnen een bouwkuip gemaakt en vervolgens pneumatisch afgezonken, een geheel trillingsvrij proces. Het grote voordeel van deze constructie is dat de bouwkuipwanden minder zwaar hoeven te worden uitgevoerd. Tevens zijn geen stempellagen, trekpalen en een waterafsluitende laag nodig.

Een verdere toelichting op het ontwerp en de uitvoering van de pneumatische caissons staat in deel 2 ('Ontwerp deurkassen') en deel 3 ('Pneumatische caissonmethode') van dit vierluik.

4. Overzicht van de caissons, diepwanden en combiwand

Logistiek centrum

De Nieuwe Zeesluis wordt gebouwd op een kunstmatig eiland tussen twee bestaande sluizen in. Om de hinder voor de omgeving te beperken wordt al het grote materiaal per schip aangevoerd. Een andere reden hiervoor is een lengte-/aslastbeperking op het sluizencomplex. OpenIJ heeft tijdens de uitvoeringsperiode in het westelijk havengebied een kade tot haar beschikking (foto 5). Daar werden alle buispalen en andere bouwmaterialen opgeslagen, zijn wapeningskorven gevlochten en werd materieel wat niet nodig was opgeslagen.
Op het eiland waar de sluis wordt gebouwd, is een grote loswal aanwezig waar de bevoorrading vanuit het logistiek centrum aan wal komt. Aan deze loswal zijn ook twee tijdelijke betoncentrales opgericht, waarvoor de grondstoffen per schip worden aangevoerd. De betoncentrales hebben een capaciteit van 200 m3/uur en verwerken tot het einde van het project in totaal 300.000 m3 beton.

5. Logistiek centrum OpenIJ in Alaskahaven Amsterdam (foto Topview Luchtfotografie)

In gebruik

De contouren van de Nieuwe Zeesluis zijn al duidelijk zichtbaar. Momenteel wordt nog volop gewerkt aan de drempels van de beide sluishoofden en de sluiskolk moet nog worden uitgegraven. In het najaar van 2020 zal de buitendeur op zijn definitieve plek in het buitenhoofd worden aangebracht en in werking worden gesteld. Vanaf dat moment vervult de buitendeur de waterkerende functie en kan het toeleidingskanaal naar de nieuwe sluis worden gegraven. Verder wordt de bovenrolwagen in het binnenhoofd nog aangebracht en de binnendeur en reservedeur in de deurkas van het binnenhoofd gepositioneerd. In 2022 wordt de Nieuwe Zeesluis IJmuiden in gebruik genomen.

projectgegevens

Project Nieuwe Zeesluis IJmuiden
Opdrachtgever Rijkswaterstaat
Opdrachtnemer OpenIJ, consortium bestaande uit BAM-PGGM, VolkerWessels en DIF
Contractvorm DBFM met 26 jaar onderhoud
Oplevering 2022

Reacties

xMet het invullen van dit formulier geef je Cement en relaties toestemming om je informatie toe te sturen over zijn producten, dienstverlening en gerelateerde zaken. Akkoord

Copyright 2020 Aeneas Media

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren