Om meer water te kunnen afvoeren van het IJsselmeer naar de Waddenzee realiseert bouwconsortium Levvel (BAM, Van Oord, Rebel en Invesis) in opdracht van Rijkswaterstaat twee nieuwe spuisluizen. Het gekozen ontwerp bleek echter gevoelig voor specifieke waterstanden en golven vanuit het IJsselmeer en kon niet uitgevoerd worden. We moesten terug naar de tekentafel.

Bij het ontwerp van spuisluizen is informatie over combinaties van lokale waterstanden en golven onder extreme omstandigheden essentieel. Die combinaties noemen we hydraulische randvoorwaarden, vertelt Peter Jansen, adviseur constructieve waterbouw bij Rijkswaterstaat. ‘Je kunt je voorstellen dat voortdurende blootstelling aan golven gevolgen heeft voor hoe sterk een constructie moet zijn. Om de vereiste sterkte te bepalen, moet je rekenen met de hydraulische randvoorwaarden.’ In de hydraulische randvoorwaarden voor de nieuwe spuisluizen waren wel de hoge waterstanden op het IJsselmeer meegenomen, maar de combinatie met lagere waterstanden en hoge golven niet. In het aanbiedingsontwerp dat bij de aanbesteding is ingediend, was daar dan ook geen rekening mee gehouden. ‘Toen we met de aanvullende gegevens gingen rekenen, bleek dat in de dichte koker van het ontwerp golfklappen zouden ontstaan.’ Golven raken daarbij als het ware opgesloten in de spuikoker. Door de enorme druk die zo ontstaat, gaat de constructie kapot.

Dichte spuikoker technisch niet haalbaar

‘Met de nieuwe uitgangspunten voor het ontwerp bleek al snel dat de stalen schuiven in een dichte spuikoker twee keer zo zwaar moesten worden,’ vertelt Jansen. ‘De schuiven zouden dan niet meer binnen de ontworpen constructie passen. Bovendien zou ook het bewegingswerk waarmee de schuiven op en neer worden bewogen veel sterker moeten worden. En dan nog is er geen garantie dat de schuif de klap aankan. De conclusie was dat een spuisluis met een dichte spuikoker op deze plek technisch niet haalbaar was. We moesten verder zoeken.’

Oplossingsrichtingen

Hierna zijn verschillende oplossingsrichtingen verkend. Jansen vertelt dat eerst varianten onderzocht zijn waarbij je de golven kleiner maakt voordat ze de spuikoker in rollen. ‘Maar je moet de golven flink verkleinen voordat dit enig effect heeft. Dat was lastig uitvoerbaar. Bovendien houd je dan ook de stroming tegen en dat is niet handig. Als we gaan spuien willen we juist dat het water richting de spuisluizen gaat. Het was duidelijk dat we op zoek moesten naar een ontwerp waarin we niet de golven, maar de golfklappen zouden voorkomen. De omstandigheden die zich hier voordoen, waarin golven de koker in kunnen rollen, wordt bij spuisluizen meestal vermeden. Ze leggen de spuikokers dan bijvoorbeeld dieper, zodat ze altijd onder water liggen. Dan voorkom je ook dat golfklap ontstaat.’

Nieuw ontwerp

Het ontwerp dat nu gekozen is, heeft een vrije ruimte tussen de stalen schuif en de betonnen kokerconstructie. Jansen: ‘De golven komen nog steeds de koker in, maar kunnen voor de schuif omhoog en naar achteren wegstromen. Daarnaast is er een ontluchtingskanaal in de koker, waardoor de waterdruk ook weg kan. Zo weten we zeker dat golfklappen de schuif niet kunnen raken. Ook niet als ze in de koker ontstaan.’ Nu het nieuwe ontwerp compleet is, wordt de bouw van de nieuwe spuisluizen naar verwachting in 2023 hervat door Levvel.