De stormvloedkering in de Oosterschelde

De Oosterschelde Stormvloedkering is het laatste onderdeel van het Deltaplan, een plan datonmiddellijk na de watersnoodramp van 1953in het Parlement werd aangenomen om de veiligheid van de Nederlandse kust-verdediging op peil te brengen. Het oorspronkelijke Deltaplan hield een volledige afsluiting van alle zeegaten in Zuid-Nederland in,met uitzondering van de Wester-schelde en de Nieuwe Waterweg, de toegangen tot de havens van Antwerpen respectievelijk Rotterdam. Toen de afsluitingswerkzaamheden van de Oosterschelde in volle gang waren, besloten Regering en Parlement in

1976 het ontwerp om ecologische redenen te wijzigen in een stormvloedkering met schuiven, waardoor de getij-werking grotendeels gehandhaafd zou kunnen blijven; alleen tijdens stormvloed zouden de schuiven gesloten worden.

BITUMARIN's geschiedenis is nauw verbonden aan de geschiedenis van het Deltaplan. Deoprichting van BITUMARIN stond in het teken van de praktische toe-passing van een methode om asfaltmastiek onder water aan te brengen als bodemverdediging. De eerste proef-nerninçen met deze methode vonden reeds in 1956 plaats. Bij de uitvoering van het Deltaplan zouden grote hoeveelheden bodemverdediging nodig zijn,en daarom was Rijkswaterstaat geïnteresseerd in het op industriële wijze produceren van bodemverdediging als alternatief voor het traditionele rijshouten zinkwerk. Het eerste grote werk van BITUMARINlag echter buiten het Deltagebied: bij de verlenging van de havenhoofden van Ilrnuiden werd op grote schaal steenasfalt toegepast, een speciaal voor de waterbouw ontwikkeld asfaltmengsel.

BITUMARIN en haar moedermaatschappijen hebben daarnaast een grote bijdrage geleverd aan de ontwikkeling van asfaltconstructies voor andere toe-passingen, zoals voor de verdediging van dijksbelopen. Vanouds bestonden de Nederlandse dijken grotendeels uit klei, maar door de schaarste aan goede klei en de ontwikkeling van bagger- en opspuittechnieken werd het concept van de moderne Nederlandse dijk ontwikkeld: een volumineus zandlichaam met flauwe taluds en relatief dunne verdedigingsconstructies, grotendeels uit asfalt bestaande. Zo werd op grote schaal gebruik gemaakt van asfaltbeton, zandasfalt, gepenetreerde steen en

FIXTONE®.

Deze brochure geeft een overzicht van asfalt- en andere specialistische technieken zoals door BITUMARINen DOSBOUW,waarin twee van BITUMARIN'smoeder-maatschappijen participeren, in het Oosterschelde-project zijn toegepast.

Noord Beveland

•

asfaltmastiek

•

FIXTONE®matten gepenetreerde steen

•

asfaltbeton

•

FIXTONE®in situ

Bij de bouw van de oorspronkelijke Oosterscheldeafslu i-ting en het daarna gewijzigde ontwerp van de

Stormvloed-kering zijn de volgende hoeveelheden verwerkt.

Constructie- Materiaal Hoeveelheid

onderdeel

stortebedden asfaltmastiek 325.000ton

bodemverdediging FIXTONE®-matten 1.400.000m2

kraagstukken

dijk/talud FIXTONE®in situ 150.000ton

verdediging zandasfalt 150.000ton

W

asfaltbeton 70.000ton

gietasfalt voor

Z

_LIî_

N

penetratie 30.000ton

"Negatieve Overlap" gegradeerd

\.I..J

tussen funderings- stortmateriaal

matten 750.000ton

drempel steenasfalt in

0

kunststofzakken 60.000ton

Schouwen

Zeezijde

/

.

.

.

BITUMARIN-technieken zijn op grote schaal toegepast

als bodemverdediging eninde fundering nabij de grote prefab pijlers.

6)

FIXTONE®-rnatten beschermen de zandbodem tegen uitschuring, om de stabiliteit van de pijlers te verzekeren.

e

Asfaltmastiek stortebedden onmiddellijk aansluitend op de zware stenen drempel constructie.

De stabiliteit van deze stortebedden isontworpen voor de situatie van een weigerende schuif bij opkomende stormvloed, waarbij zware aanval door zeer turbulente stroming te verwachten is.

e

Constructie van de"negatieve overlap", het

gecontroleerd afdekken van de open ruimte tussen twee funderingsmatten met gegradeerd grind en andere stortmaterialen in verschillende lagen, en het afdekken hiervan met grindwiepenmatten als bescherming in de bouwfase.

Steenasfaltzakken tussen pijler en stortsteendrempel ter bescherming van de pijlerwanden.

Oosterscheldezijde

In het oorspronkelijke vaste afsluitingsplan waarvan de

bouw in de zeventiger jaren aanving, waren grote

hoeveelheden bodemscherming nodig. De bestaande

methoden voldeden kwalitatief niet geheel aan de eisen

en leverden bovendien problemen op ten aanzien van

capaciteit en kosten. Deoplossing was een geotextiel,

doorlatend voor water, maar zanddicht. met vaste ballast,

die ook bij optredende ontgrondingen en

zettings-vloeiingen met het geotextiel verbonden zou blijven.

Twee systemen werden uitgewerkt en toegepast: een

betonblokkenmat met nabestorting van staalslakken en

een FIXTONE®-mat.

Het werkdek: Verdeelwagens,

wapening enfilterdoek..

pen zinkbalk staalkabels filterdoek betonblok stalenbalk FIXTONE"

Bevestigingvan de

randverzwaring

0.80m.

bovenaanzicht betonbalken

Vormenconstructie van de

FIXTONE®-mat

:P__

r_~oorsnede

~'_----Leggen FIXTONf:®-mat 1FIXTONf:®-mat 2 zinkbalk 3 hijsdraden zinkbalk 4 achterdraden zinkbalk 5profiler

Het asfaltschip "Jan Heijmans"werd verbouwd om productie van 17m brede FIXTONE®-mattenaan boord

mogelijk te maken, die een lengte hadden van 150tot 220

m. Voor het leggen van deze matten tot waterdiepten van

50 m,werd de 12,5cm dikke FIXTONE®-laagvoorzien

van een wapening bestaande uit een samenstel van stalen kabels en gaas. Aan de einden van de mat werden

betonnen ballastblokken bevestigd. De matten werden

aan boord geproduceerd en tijdelijk opgerold op een rol

met een diameter van 8 m. Tijdens de kentering werden de matten gelegd door de mat uit te rollen en het vaartuig

gecontroleerd te verhalen.

Een speciale toepassing van deze techniek was het

leggen van kraagstukken. Deze stukken werden

lood-recht op de oevers aangebracht en reikten tot boven de

waterspiegel. Voor het leggen van deze kraagstukken

werd een 125tons bokconstructie op het voorschip aan-gebracht.

FIXTONE®-matop mattenrol

overlap =2/3x 5.00=3.33m.

-

I

3 lagen van 0.10m,

baanbreedte 5.00m.

Methode van aanbrengen banen asfaltmastiek

Asfaltmastiek onder water is oorspronkelijk ontwikkeld voor gebruik als bodemverdediging als alternatief voor de traditionele systemen en is als zodanig in

verscheidene sluitgaten van het Deltaplan toegepast. In tegenstelling tot FIXTONE®heeft asfaltmastiek een hoog gehalte aan bitumen. Als gevolg van de energie-crisis werd asfaltmastiek dan ook relatief kostbaar voor normaal gebruik als bodemverdediging.

De hydraulische belasting op de stortebedden van de Stormvloedkering is dermate hoog dat een zware filter-constructie van stortsteen vereist zou zijn om de hoge stroomsnelheden en wervels te weerstaan die ontstaan als één van de schuiven door welke omstandigheden dan ook zou weigeren terwijl de overige dienen te worden gesloten bij opkomende stormvloed.

Toepassing van asfaltmastiek was in dit geval economisch vanwege zijn hoge weerstand tegen stroom. Een totale dikte van 0,3 m,opgebouwd uit lagen van 0,I m in situ aangebracht was voldoende om een 4 m dikke filter-constructie van stortsteen te vervangen.

Het aanbrengen van asfaltmastiek in situ in 0, I m dikte met een baanbreedte van 5 m vereist een uitmuntende procesbeheersing van mengen en verdelen van de asfalt-mastiek en het verhalen van het vaartuig. Naast deze procesmethode werd de kwaliteit van het gemaakte werk gecontroleerd door speciaal voor dit doel ontwikkelde dikte-meet-apparatuur en onderwater-video-systemen.

Inspectie-vaartuig "Hillechien"

met dikteprik/kernboor apparatuur

Onderwatervideo-opname asfaltmastiek

Détail verdeelmond

"Jan Heijrnans"

"Jan Heijmans" brengt asfalt-mastiek aan voor stortebed

Verwijderen van aanzandingen voor het maken van de

"negatieve overlap"

Aanbrengen funderingsmat door

"Cardium" met assistentie van de "Jan Heijmans"

De Oosterschelde pijlers zijn geplaatst op grote prefab funderingsmatten, bestaande uit een filterconstructie van drie lagen zand en grind. Deze matten zijn aan wal gefabriceerd en op een drijvende stalen cylinder gerold.

De geladen rol werd naar het legvaartuig "Cardium" getransporteerd en afgerold, waarbij het vaartuig "Jan Heijmans" assistentie verleende.

De open ruimte tussen de funderingsmatten, "negatieve overlap" genaamd, moest met twee of drie zorgvuldig aangebrachte lagen gegradeerd filtermateriaal worden afgedekt. Wederom werd de "Jan Heijmans"verbouwd om ingezet te worden voor deze stortwerkzaamheden. Vóór het aanbrengen van de filterlagen werd de open ruimte ontdaan van aanzandingen met een systeem van water/lucht stralen.

Op sommige locaties zou zelfs het zwaarste filtermateriaal tijdens de bouwfase eroderen, zodat het nodig was om daar nog een grindwiepenmat boven op te leggen.

"Sepia" met grindwiepenmat

geladen op weg naar de

"Jan Heijmans"

;nDEOER2'I,RI2 IS•. N 691.9a

)I[..;",>(.Q)I[,..,...r.,~IU(:-1500, 158. -1~. 15. 35. 15. -13.95 -11.•t Filhr9'". --SI.-18. SI(\.J,szy I. 2. plo1. d.d. ,1-MJG-81 51D ]5 l!.i 1111 Aanbrengen grindwiepenmat door"Sepia",afgemeerdaan "JanHeijmans"

Constructie"negatieve overlap", inclusieftoplaag en grind-wiepenmat londermat 2 bovenmat 3grind 1-32mrn 4 grind 30-60mm 5 breuksteen 40-210mrn 6 grindwiepenmat ".

".

Computersimulatie echo-peilingen. Duidelijk zijn onder-en bovonder-enmat te onderscheidonder-en, alsmede twee "negatieveover-lappen"

-,e

"Sepia" afgemeerd aan "JanHeijmans"

Het dijkvak tussen de geulen waarin zich de beweegbare kering bevindt, en de havenhoofden van de werkhavens en damaanzetten zijn geconstrueerd als een moderne Nederlandse dijk.

Deze damgedeelten bestaan dan ook voornamelijk uit opgespoten zand met flauwe hellingen, beschermd met relatief dunne lagen asfalt of prefab betonblokken.

Boven Hoogwater is asfaltbeton toegepast. Dit mengsel dient kunstmatig verdicht te worden, waardoor toe-passing in de tijzone problematisch is.In de tijzone worden betonblokken en FIXTONE®in situ toegepast, en met gietasfalt gepenetreerde stortsteen op plaatsen waar zware golfaanval kan worden verwacht.

De teenbescherming bestaat uit een zinkstuk met gepenetreerde stortsteen of een asfaltmastiek slab, of FIXTONE®op een geotextiel filter.

,!ir---..._

1' I[ ---.;=

~---

-

~

-

-~~-~,

-'-~

~

--, -~~-

-j.!~

f--~--~

--

-

_'>z_mltIJm_=..==.=..==

-

4

---

_,

---i

'LJ:

---.

Dijkvak Neeltje [ans-Noordland

A betonblok

B gepenetreerde stortsteen C gewapend betonnen damwand D stalen buis

E gepenetreerde stortsteen 10/60 F zandasfalt dik 0.50m

G mijnsteen

H grindsleuf met grind 5-20mm

I bestorting: 1.3 t/m2 J filterdoek K Bestorting:1,9 t/m" L asfaltbeton Detail B + E o E I:{) L

~

.

.

16

0

;:g?)J

*-20m

~ G 0,35m / 0,65m Detail A F G

A mijnsteen B zand C zandasfalt D kraagstuk E FIXTONE®-matten F gepenetreerde stortsteen G FIXTONE®insitu H asfaltbeton

J

filterdoek MHWS = GHW = N.AP. + 1.39m MSL=N.AP. MLWS =GLW = NAP. -1.37m Havendam Noordland NAP MHWS G ca.6,50m 5,00m

I

.

_---_j

DetailC F 5,00m t---I E D 4 1 A C A H Damaanzet Schouwen

-.r.

4,00 m+

_...I

G 2.50m+ I~

!

-~ MHWS E ~).-~ - 1 N.AP. "r"

.-

.~ MLWS 200 m ~~

I

1 4 1'>. _C ').. '---_h.

I

A Bouwput

_-

H 430m+ 1 4 __, G d=O.2m-05m 400m+_{--;;po. 1:20 ~~} ~ G d O.12m-0.25 m 4 .. 1.5 1

_.J

_l

MHWS ~ MSL 0 - - - -

---r

_MLWS

-~

J

c

d = 0.25m A '--

'---Havendam Neeltje lans

-Gepenetreerde stortsteen glooiing.

Havendammen Noordland in uitvoering.

Bitumarin b.v. is opgericht in 1960en het aandelen-kapitaal is in handen van drie Nederlandse aannemings-concerns. Biturnarin opereert als zelfstandige

maatschappij en garandeert een vertrouwelijke relatie met opdrachtgevers, ingenieursbureau's en (hoofd)-aannemers. Indien nodig kan Bitumarin een beroep doen op de moedermaatschappijen op het gebied van

mankracht en eventuele technische en financiële ondersteuning, om zodoende haar mogelijkheden te vergroten.

Als specialist ontwikkelde Biturnarin een reeks nieuwe technieken op de volgende terreinen:

• kustwaterbouw Zoals golfbrekers, kribben, zee-weringen, dijken

• oeverbescherming van kanalen, rivieren en haven-bassins

• afdichtingen van dammen, ringdijken, waterbassins, vuilopslagplaatsen.

bitumarin

Bitumarin bv Postbus 42 5300 AA Zaltbommel Telefoon 04180-(1)3151 Telex 50025 Telecopier 04180-(1)5505 Bitumarine ltd 24 01d Road, Weston Stafford ST18 OJJ Telephone Weston 0889-271005 Telex 367297 bitmar g Telecopier 0889-270127

I I

Bitumarin ine 252 Nassau Street

Princeton, New Jersey 08540 Telephone (609) 921-3907 Telex 219143tiva

Telecopier (609) 924-7066