Uitvoering Gouwe aquaduct

ir.C.J.A.Reigersman

projectleider Hollandsche Beton Maatschappij

Stadium I en stadium 11: heien en hulpweg en damwanden Situatie

~~In

MOORDRECHT

Uitvoering Gouwe-aquaduct

Inleiding

Op 13 oktober 1975 werd met de uitvoering van het Gouwe-aquaduct door de Holland-scha Beton MaatHolland-schappij BV een begin ge-maakt. De uit te voeren werkzaamheden kun-nen worden gesplitst in het maken van de bouwkuipen met diverse hulpconstructies en heteigenlijke betonwerk in deze bouwkuipen. De te kruisen rivier en verkeerswegen beïn-vloeden in hoge mate de werkvolgorde en de terreinindeling. Het betonwerk is begonnen in het voorjaar 1978 en loopt tot eind 1980. Door de reeds in het bestek voorgeschreven fase-ring wisselen perioden met een intensieve materieelinzet en die met een hoge

perso-,,

I ,

'•

I , I ' I I 11 11 ' I I ' 1_}

i

,l!!ill_:__ +

nee I inzet el kaar regel matig af. Het werk wordt momenteel uitgevoerd met ca. 70 man CAO-personeel (exclusief onderaannemers) en ca. 10 man stafpersoneeL

Planning

Het kritieke pad tijdens de bouw wordt volle-dig bepaald door de twee helften van het ei-genlijke aquaduct. Dit betekent dat de voort-gang van de gekoppelde bouwkuipen B2 enD, de scheepvaartomlegging en de bouwkuip C, de eigenlijke bouwtijd bepalen (zie situatiete-kening). Een tweede subkritieke bouwstroom start vanaf de voltooiing van het viaduct in put D via het omleggen van de Henegouwerweg over vak E1. De onderdelen waar de uitvoe-ringstijd niet op grond van de voorgeschreven fasering vaststaat zijn de op- en afritten: bouwkuipen A, B1, E2, FenG.Getrachtisdeze bouwkuipen zoveel mogelijk in een door-gaande bouwstroom uit te voeren.

Deze bouwstroom valt in drie onderdelen uiteen:

a. de vloeren;

b. de bekisting voor wanden lager dan 6 m; c. de bekisting voor wanden hoger dan 6 m. De bouwputten met diverse

hulpconstructies

De hulpweg en de damwand (stadium I en stadium 11)

Teneinde transport langs de ontgraven bouw-kuipen mogelijk te maken, was een hulpweg aan beide zijden langs de damwand noodza-kelijk. Op grond van het bestek is bij enkele bouwkuipen een bovenbelasting van slechts 10 kN/m2toegestaan, terwijl bij andere bouw-kuipen in het geheel geen bovenbelasting toelaatbaar is. Deze hulpweg is gefundeerd op stalen palen die tot even in de zandlaag

-++-+-7,.,.~20 - - . ' IG ~·

--jmQ_

j

I E1 : 2))5 i 2ll5

~

I

i

E21

! m~'zrn~msltn~ I nJs_

4

ms WADDINXVEEN - - - · - - -·-j,_ UtREOh----+ (2214 -fbj ' ___ _l-_;_i ____ _t---

=

F t__ ___ L ____ --l~llc-=='1 ~~ --- L

r=

I

J

l_

!

F j

.

__ __,-___ ____; Cement XXXII (1980) nr. 2 77

Heien van de langsdamwand

foto's: tenzij andere bron: Afd. Reprografie Hoofddirectie Waterstaat, Den Haag

geheid zijn. In de binnenste palenrij zijn meer palen voorzien om deze rij eveneens dienst te laten doen als fundering van railbalken voor een speciaal voor dit werk ontworpen vak-werkbrug met een overspanning van 60 m. Op de stalen palen bevindtzich een stalen frame-constructie, afgedekt met dragline-schotten. Op plaatsen waarde ondergrond erg slap is, of waar de rivier of de Ringvaart gekruist wordt, moet de hulpweg vooruitbouwend geheid worden. Het heien van de langs-damwandschermen is in de meeste gevallen vanaf deze hulpweg geschied (foto 1). Voor beide heiwerkzaamheden is gebruik gemaakt van een American 5299 dragline stelling, uit-gerust met dieselblokken resp. type D30 of D46. De dwarsdamwanden zijn afhankelijk van de situatie op dezelfde wijze of met een vibratorblok in een opbouwkraan van grote afstand geheid.

De verankeringen (stadium 111)

Afhankelijk van de hoogte van de ankers vindt na het heien van de damwand een droge ont-graving plaats. Al naar gelang de voorge-schreven ankerkracht bestaan deze groutan-kers uit Dywidagstaven of Freyssinetstrengen variërend van 1 m tot 3 m hart-op-hart met ankerlichamen in de zandlaag onder 12,50 m -NAP. Voor de Freyssinetankers zijn zware stalen doorvoerpotten aan de damwand gelast.

Ter plaatse van de Gouwe bevinden de aan de damwand gelaste doorvoerpotten zich op 5,50 m-NAP. Tot het afspannen van de ankers tot 30 %van de ankerkracht moet het water-peil in de bouwkuip op Gouwe-niveau ge-handhaafd blijven. Dit maakt het noodzakelijk het boren van de ankers vanaf een drijvende con$tructie uit te voeren (foto 2) en het eerste afspannen (tot 30%) te doen op, door duikers op de doorvoerpot geplaatste opzetpijpen. Hierna mag het water tijdelijk verlaagd wor-den, waarna de ankers één voor één worden ontspannen, de opzetpijpen verwijderd en de ankers na een beproeving definitief worden afgespannen. Tijdens deze werkzaamheden zorgt een tijdelijke gording vooreen verdeling van de krachten.

De dwarsdamwanden ter plaatsevan de diepe bouwputten moeten ook verankerd worden. Zo zijn de damwandschermen D/E1 en E1 /E2 aan elkaar verankerd door middel van kabel-strengen via mantelbuizen onder de tijdelijk omgelegde Henegouwerweg.

Gecompliceerder is de situatie bij de Gouwe. Daarzijn trekankers ontworpen, dieeen

even-Stadium 111: aanbrengen van de verankeringen

2

Boren en invoeren van de ankers in de bouwkuipen rond de Gouwe

tuele hoekverdraaiing van een damplankkun-nen volgen zodat de ankerkracht toch cen-trisch is. Deze koppelankers zijn met behulp van een lange evenaar door een bok vervoerd en geplaatst (zie foto 9). Hierbij is gebruik gemaakt van tevoren aan de damwand gelaste staalprofielen om de ankers onder water te geleiden tot op de verdiepte Gouwebodem. Hoewel het uitgooien van ankers door sche-pen in de Gouwe niet is toegestaan, is de ankerconstructie beschermd door bouw-staalmatten en draglineschotten.

Stadium IV: de natte ontgraving

De ontgraving (stadium IV)

Door de grote breedte van de bouwkuip is het niet goed mogelijk de ontgraving vanaf de onderheide hulpwegen uit te voeren. Daarom is gekozen voor een ontgraving door middel van kleine cutterzuigers van het type Beaver en Beaver King (foto 3).

De uitkomende specie wordt via leidingen afgevoerd naar depots in de omgeving, waar-bij zand en baggerspecie gescheiden moeten blijven.

3

Cutteren van de bouwkuipen 82 enD met daartussen de tijdelijk versmalde Gouwe

In bouwkuipen waar een ontgravingsniveau van minder dan 12,50 m- vereist is en toch onderwaterbeton moetworden gestort, wordt een grondverbetering toegepast. Klei en veen worden tot op het zandpakket ontgraven, waarna een zandlaag variërend van 1 tot3 min den natte wordt aangebracht. Dit laatste ge-schiedt met behulp van een grondpers met sproeileid ing.

In de hoogst gelegen moten met open bema-ling wordt slechts over de bovenste meters een grondverbetering in den droge aange-bracht, waarna allewerkzaamheden vanafde-ze grondverbetering kunnen plaats vinden.

Het heien van betonpalen (stadium V)

Voor het heien van de betonnen trekpalen is een reeds eerder genoemde vakwerk-brug-wagen door de HBM ontworpen meteen over-spanning van 60 m. Deze brugwagen wordt elektrisch aangedreven over een railbaan op de binnenste palenrijen van de hulpweg. Op de brugwagen bevindt zich een op rails ge-plaatste Menck MR 40 stelling met verlengde leider. De palen worden vanaf het palen-opslagterrein aangevoerd met een palenwa-gen, door een vast op de brugwagen opge-steld kraantje naar boven gehesen en op een slede over een rollenbaan tot bij de stelling getrokken. De palen worden tot maximaal 11 m onder water weggeheid met het hydra-blok BM 550 (foto 4). De paallengten variëren van 12m bijeenwaterhoogtevan 13m tot16,5 m bij een waterhoogte van 3,5 m.

Bovenop het hydrablok is een stalen baak gemonteerd om de juiste hei hoogte, omgere-kend naar hetwaterniveau, te kunnen aflezen. Het heien van de drukpalen geschiedt vanaf de grondverbetering met een landstelling waarin of een hydrablok of een dieselblok geplaatst is.

4

Heien betonpalen met hydrablok HBM 500

vanaf de brugwagen

Cement XXXII (1980) nr. 2

Stadium V: heien van de betonpalen met het hydrablok

Stadium VI: aanbrengen van het onderwaterbeton

79

Het aanbrengen van onderwaterbeton

(stadium VI)

Hoewel in veel gevallen het aanbrengen van onderwaterbeton volgens de pompmethode de voorkeu rverdient, is in dit geval een andere methode gekozen.

Volgens het bestek is een minimale dikte van het onderwaterbeton van 1,1 m voorgeschre~

ven. Dit betekent dat het verschil tussen de hoogstetop van de ontgraving of zandaanvul-ling en het laagste dal van het onderwaterbe-ton, die theoretisch kunnen samenvallen, groter of gelijk aan 1,1 m moet zijn. De

nauw-keurigheid van storten, mede gezien de grote oppervlakte die gestort moet worden, speelt zodoende een belangrijke rol. De betonhoe-veelheden die per put in één keer verwerkt moeten worden variëren van 2000 m3 _{tot 6500}

m3_{. Gedacht moet dan ook worden aan}

capa-citeiten van gemiddeld minimaal 50m3_/uur,

wat topcapaciteiten van 70 tot 80 m3_/uur

vereist.

Een belangrijk facet is daardoor, dat de hulp-weg geheel vrij moet blijven voor het mixertransport teneinde een ongehinderde specie-aanvoer te garanderen. De pompme-thode zou speciale opstelplaatsen vereisen om de hulpweg niet te blokkeren.

Mede gezien bovenvermelde argumenten leek het aantrekkelijk gebruik te maken van de brugwagen. Langs de brugwagen is een snel-lopende (5 m/s) transportband gemonteerd, die gevoed wordt via een verzamelbak door

5

Storten van onderwaterbeton met behulp van transportband en stortgiek

6

Stalen ring die het beton uitvlakten de tasters voor het vaststellen van de juiste hoogte van het beton in het hydraventiel

twee opvoerbanden aan de noordzijde van de hulpweg. Zodoende is het mogelijk twee be-tonmixers tegelijk te lossen en de theoreti-sche capaciteit van de transportband van ca. 100m3_{/uur te benaderen. Langs de}

brugwa-gen en de transportband beweegt zich een storthuisje waarin een betonafwerpwagen gemonteerd is (foto 5). Deze brengt de band omhoog, los van de rollen en werpt via een schraapconstructie de betonspecie van de band in een hydravent iel. Dit is omgeven door een stalen buis

0

700 mm, voorzien van gaten. Door de stalen buis kan de hoogte van de onderkant van het hydraventiel nauwkeurig worden ingesteld, zodat het hydraventiel goed beschermd is.

Het hydraventiel bestaat uit twee rubberpla-ten die aan beide zijde op elkaar gevulcani-seerd zijn, versterkt door staalplaten en op diverse niveaus zijn opgehangen aan kettin-gen. Onder invloed van de waterdruk die zich door de gaten in de stalen pijp kan opbouwen zullen beide rubberplaten op elkaar gedrukt worden. Zodra de betonspecie in het hydra-ventiel terecht komt, zal deze door het hydra-ventiel naar beneden zakken, terwijl bij uitblijven van betonaanvoer de beide rubberplaten onder invloed van de waterdruk weer op elkaar ge-drukt worden. Ontmenging van de specie kan zodoende niet plaatsvinden. De stalen buis heeft over de onderste metereen diametervan 600 mm, zodat het hydroventiel, wanneer het vol met specie staat, tegen de stalen buis wordt aangedrukt. Stalen klosjes - tasters genaamd- die in de wanden van de buis zijn geplaatst en dievanuit hetstorthuisje heen en weer bewogen kunnen worden, worden zo-doende vastgedrukt. Door enkele klosjes op verschillende hoogten te monteren, is het mo-gelijk in het storthuisje de speciestand in het hydraventiel te bepalen en zodoende de noodzaak van voortbeweging van het stort-huisje te constateren. Rond de stalen buis bevindt zich een stalen ring met een diameter van 1 ,25 m, waarmee de betonspecie wordt uitgevlakt (foto 6).

De brugwagen moet steeds zo worden opge-steld dat het storthuisje met stalen buis en hydraventiel tussen twee palenrijen door kan rijden. Bij elk stortstramien moet de hoogte-ligging juist worden ingesteld, aangezien de vloeren in lengterichting en dus ook het onderwaterbeton onder een helling 1:40 lig-gen. Plaatselijkzijn zelfs hellingenvan 1 :10en 1 :6 gestort vanwege de specifieke vorm van een onder de tunnelvloer geprojecteerde pompkelder. Om de damwandkassen vol-doende te kunnen vullen en om bij eventuele storingen het stortfront 'levend' te houden, is een tweede betoncircuit voorzien. Dit is een op de brugwagen vast opgestelde stortgiek, die gevoed wordt door een op de zuidelijke hulpweg meerijdende betonpomp. De stort-giek kan eveneens het beton via hetstorthuis-je in het hydraventiel pompen (zie foto 5). De machinist van de stortgiek zal in dat geval het storthuisje in zijn bewegingen moeten volgen. Op deze wijze worden gedurende

en-kele uren maximale capaciteiten gehaald van 100 tot 120 m3_{/uur, terwijl het gemiddelde,}

inclusief schafttijden en aan- en afloop van het stort, dan 60 tot 70 m3_{/uur bedraagt. De}

betonspecie wordt aangevoerd in mixers van 6 tot10m3 _{grootte, vanaf een betoncentrale}

op ca. 6 km afstand van het werk. Tijdens het betonstorten is eenduikerploeg aanwezig om het stortfront te controleren, op te treden bij onverwachte situaties en de pompslang zo-nodig te begeleiden.

De starre en nauwkeurig op hoogte te stellen onderwaterbetoninstallatie garandeert een betrekkelijk vlak oppervlak, wat een econo-misch gebruikvan beton geeften het eventue-le hakwerk tot een minimum beperkt(foto 7).

7

Onderwaterbetonvloer na droogmalen van de bouwkuip

8

Heien van tijdelijke remmingwerken met een drijvende bok

9

Vervoeren en plaatsen van de koppelankers Diverse werkzaamheden en transporten rond en op de Gouwe

De bouwputten, die gedeeltelijk in de Gouwe gesitueerd zijn, worden tegen aanvaring schermd door tijdelijke remmingwerken, be-staande uit geheide Peine-profielen, met el-kaar verbonden door zware stalen gordingen. Dit hei- en trekwerk wordt vanaf het water met een bok uitgevoerd (foto 8).

Aanvankelijkwasvoorzien in een loswallangs de Gouwe, om eventueel gebruik te maken van aanvoeren per schip. Door gebrek aan ruimte en de beperkte mogelijkheden om de diverse wegen te kruisen, bleek dit niet haal-baar. Slechts voor direct te plaatsen onderde-len als tijdelijke remmingwerken en de brug-wagen, wordt gebruik gemaakt van aanvoer

per schip.

Om de scheepvaart over het gereedgekomen deel van het aquaduct te kunnen leiden, moest de oeverlijn grotendeels worden her-zien. Hiertoe moest een deel van de bestaande oever worden ontgraven. De specie die met zware knijpers werd geladen, is met splijtbak-ken afgevoerd.

Zoals reeds in de inleiding naar voren is ge-bracht, hebben de rivier en de verkeerswegen een sterke invloed op de fasering, hetwerkter-rein en de gehele uitvoering van het werk. Het materieeltransport brengt hierdoorgrote pro-blemen metzich mee. De ca. 135 ton wegende brugwagenconstructie, exclusief heistelling en onderwaterbetoninstallatie, moet menig-maal van de ene zijde van de rivier naar de andere worden vervoerd. In eerste instantie kon ditworden opgelost door vieronderheide oplegpunten waarop zgn. inhangliggers wer-den geplaatst. Tijwer-dens een tijdelijke scheep-vaartstremming was het dan mogelijk de brugwagen van de ene zijde van de Gouwe naar de andere te verplaatsen over deze van rails voorziene inhangliggers.

Na omlegging van de Gouwe blijkt deze me-thode niet meer bruikbaar; enerzijds omdat de rivier nu breder is, anderzijds omdat de keerwand van het aquaduct een zodanige hoogte heeft, dat de brugwagen hier nietzon-der speciale voorzieningen overheen kan. Daarom is het nu noodzakelijk de brugwagen met zeer zware kranen op 'roll-on-roll-off' platformwagens te plaatsen waarna deze, onderling verbonden, met lieren op een pon-ton getrokken worden.

Cement XXXII (1980) nr. 2

Aan de andere zijde van de rivier aangekomen wordt de brugwagen op de platformwagens van het ponton getrokken en over één van de gereedgekomen viaducten gereden, waarna plaatsing op de rails door middel van grote opbouwkranen kan plaatsvinden (foto 10).

81

10

Plaatsen van de brugwagen met behulp van een zware kraan

Stadium VIl: het betonwerk

11

Ondersteuning van het aquaduct, alsmede verschillende bekistingsschotten

12

Aanbrengen van de beschermlaag van spuitbeton op de keerwand van het aquaduct

Zowel het hei- als het stortmaterieel voor onderwaterbeton evenals de diverse bekis-tingsconstructies moeten enkele malen over de Gouwe en de verkeerswegen getranspor-teerd worden.

Het betonwerk (stadium Vil)

Nadat de bouwkuip, gevormd door met grout-ankers verankerde damwanden en een met trekpalen verankerde vloer van onderwater-beton is drooggemalen, kan het eigenlijke betonwerk beginnen.

Kleine bulldozers, 'bobcats' genaamd, bren-gen tussen de palenstramienen het grind aan en vlakken dit vervolgens uit. Hierna kan de werkvloer worden aangebracht en kunnen de betonpalen worden gesneld.

Bij de bouw van de op- en afritten wordt ge-bruik gemaakt van mobiele kranen, terwijl in de op zichzelf staande vakken rond de Gouwe óf een torenkraan óf een kraan op rails op de grote brugwagen kan worden ingezet. De be-tonvloeren worden zoveel mogelijk vooruit-bouwend gemaakt. De aanvoer kan dan ge-schieden over het gereedgekomen werk, ter-wijl zo min mogelijk nadeel van de grote breedte van de bouwput wordt ondervonden. Het wapeningsstaal wordt aan beide zijden van de Gouwe per as aangevoerd, onder de traverse gelost en na op maat gebracht en gebogen te zijn in het werk gehesen met de bouwkraan.

De vloerstorten variëren van 600 tot 1100 m3

en worden uitgevoerd met behulp van grote

kranen en 2 m3_{-kubels. Op deze wijze blijkt}

mettwee kranen een produktievan100m3 _per

gewerkt uur haalbaar te zijn.

Pompen bleek gezien het cementgehalte (275 kg/m3_{), de in de betonspecie verwerkte}

hulp-stoffen en de verlangde lage zetmaten niet aantrekkelijk.

De wandkisten bestaan uit zware spanten en zwaar balkijzer. Centerpen-verankeringen worden aan de damwand(= verloren buiten-bekisting) gelast. Zowel de zware spantbekis-ting van 10 m hoog als de lichtere spant- en balkijzerbekisting van 6 m hoog worden zo-veel mogelijk in vaste cyclussen ingezet. De bekistingen zijn berekend op een bekistings-druk van 50 kN/m2

. De wanden van de laatste

moten van de op- en afritten hebben een zoda-nige vorm dat een traditionele bekisting noodzakelijk is.

Een gedeelte van de wanden wordt met water gekoeld door middel van een ingestort bui-zencircuit Hiertoe worden koelaggregaten van diverse capaciteit gebruikt. De bekisting van het eigenlijke aquaduct rust op een ondersteuningsconstructie van systeemstei-ger (foto 11 ).

Op de waterdichte bekleding tegen de keer-wand van het aquaduct is een beschermlaag van spuitbeton aangebracht (foto 12). Alle in het zicht komende betonoppervlakken zullen tenslotte licht gestraald en vervolgens geschilderd worden.