De bestaande spuisluizen in de Afsluitdijk zijn onmisbaar voor de waterveiligheid en het peilbeheer van het IJsselmeer. Maar omdat de constructies verouderd zijn en niet voldoen aan onze huidige normen voor waterveiligheid moeten ze versterkt en gerenoveerd worden. Tijdens het project bleek dat er in het ontwerp met aanvullende uitgangpunten rekening moest worden gehouden. Het eerdere ontwerp kon daardoor niet binnen de opdracht en planning van bouwconsortium Levvel (BAM, Van Oord, Rebel en Invesis) uitgevoerd worden. Daarom is besloten de renovatie en het onderhoud uit de opdracht te halen.

In de Afsluitdijk liggen vijf spuigroepen met ieder vijf spuikokers: drie in Den Oever, twee in Kornwerderzand. Als het water in de Waddenzee lager staat dan in het IJsselmeer, voeren we hiermee het overtollige water uit het IJsselmeer af (spuien). De spuisluizen moeten versterkt worden om te voldoen aan de huidige normen voor waterveiligheid. Voor de versterking en renovatie van deze 90 jaar oude spuisluizen moet de gewenste sterkte van de constructies berekend worden, vertelt Rob Bongers, technisch manager bij Rijkswaterstaat. ‘Dat gebeurt aan de hand van de combinatie van lokale waterstanden en bijbehorende golven onder extreme omstandigheden: de hydraulische randvoorwaarden.’

Aanvullende gegevens voor het IJsselmeer

Ook voor het ontwerp van de nieuw te bouwen spuisluizen rekende Levvel met hydraulische randvoorwaarden. Daarbij bleek dat de gegevens van het IJsselmeer niet compleet waren, ondanks een zorgvuldig doorlopen voorbereiding waar RWS ook diverse externe deskundigen bij betrokken heeft (o.a. Deltares, Witteveen+Bos, Horvat). Bongers: ‘De berekeningen voor de aanpassing van de bestaande spuisluizen waren toen nog niet uitgevoerd. Na onderzoek werd duidelijk dat ook hier andere combinaties van waterstanden en golven vanuit het IJsselmeer mogelijk waren dan de reeds verstrekte.’ Met name voor de bestaande spuisluizen bij Den Oever ontbraken enkele hydraulische randvoorwaarden die invloed hebben op de gewenste sterkte van de constructie. Hierbij zijn twee aspecten van belang, legt Bongers uit. ‘In de eerste plaats de golven die vaak voorkomen en veel wisselende belasting op de schuiven veroorzaken, waardoor staalvermoeiing kan optreden. In de tweede plaats de zwaardere golven die minder vaak voorkomen, maar wel voor overbelasting van de constructie kunnen zorgen. Door de hogere ligging van de bestaande spuisluizen zijn vanuit het IJsselmeer hogere waterstanden met golven die nog net de koker in kunnen rollen bijzonder vervelend voor de constructie.’

Overbelasting van de betonnen constructie

In het ontwerp voor renovatie van de bestaande spuisluizen bij Den Oever en Kornwerderzand waren de spuikokers volledig afgesloten met stalen schuiven. ‘Na berekeningen met de hydraulische randvoorwaarden bleek dat bij dat ontwerp golfklappen konden ontstaan’, aldus Bongers. ‘Golven raken daarbij als het ware opgesloten in de spuikoker. De enorme druk die daardoor ontstaat, kan tot overbelasting van een aantal betonnen constructiedelen leiden.’ De bestaande spuisluizen hebben hier nu geen last van. ‘De twee schuiven van de spuisluizen zijn zo geplaatst dat er aan de bovenkant een opening is. De waterdruk kan daardoor ontsnappen. Om de noordelijke opening af te sluiten, werkt een grote betonnen balk (defensiebalk) mee als hoogwaterkering vanuit de Waddenzee.’

Bestaande spuisluizen uit het contract

Na intensief overleg tussen Rijkswaterstaat en Levvel is besloten om de renovatie en versterking van de bestaande spuisluizen uit de opdracht van Levvel te halen. De financiële consequenties van de gevolgen van de gewijzigde uitgangspunten bleken voor Rijkswaterstaat met name voor de bestaande spuisluizen bijzonder groot. En ook voor Levvel bleken de risico’s om dit deelproject binnen de bestaande opdracht succesvol te realiseren groot. Dat heeft onder meer te maken met onderlinge afhankelijkheden tussen de bouw van de nieuwe spuisluizen en pompgemalen en de aanpak van de bestaande spuisluizen. De technische oplossing uitwerken kost tijd want dat is nog best ingewikkeld. ‘Dat is ook niet gek’, aldus Herald Vervoorn, technisch manager Afsluitdijk bij Rijkswaterstaat. ‘Iets nieuws bouwen of iets ouds renoveren, een monument nog wel, dat is nogal een verschil. Er zijn bepaalde aannames nodig over de (reken)sterkte van de bestaande constructieonderdelen. Bij de uitvoering treden ook andere risico’s op bij de renovatie van een monument van 90 jaar oud dan bij de bouw van een nieuwe constructie. Logisch dus dat je er anders mee omgaat, en mogelijk tot een andere aanpak en oplossing komt.’

Zoeken naar een oplossing

Momenteel onderzoekt Rijkswaterstaat welke oplossing voor de bestaande spuisluizen geschikt kan zijn. De bestaande spuisluizen staan bij Den Oever en Kornwerderzand. ‘De waterstanden en golven verschillen natuurlijk per locatie. Bij Kornwerderzand komt de situatie waarin golfklappen kunnen ontstaan vaker voor dan bij Den Oever. En de waterstanden en golven zijn daar bij zuidwestenwind ook nog eens hoger’, legt Bongers uit. ‘Daarom focussen we nu op de situatie bij Kornwerderzand. Een oplossing die voor die locatie werkt, zou ook bij Den Oever moeten voldoen. We werken nu hard aan het in kaart brengen van mogelijke oplossing. Zodat we daarna verder kunnen met het ontwerp.’