Een tunnel door het veen van Gouda

Figuur 1: Overzicht situatie Gouwebrug januari 1976

Een tunnel door het veen van Gouda {I)

door: ing. C. Hansen, Rijkswaterstaat Direktie Sluizen en Stuwen

Inleiding

paar waar Rw. 20 samenvloeit met Rw. 12, heeft het verkeer niet 'alleen te maken met moeilijkheden, gepaard gaande met in- en uitvoegen, doch ook met de rivier de Gouwe; de brug ter plaatse vormt met slechts vier te smalle rijstroken een enorm obstakel voor de ruim 60.000 auto's per werkdag.

Ook op de brug vindt het weven van de verkeersstromen plaats, waartoe de beschikbare ruimte heden geenszins voldoet. Zie figuur 1.

Figuur 2: Overzicht situatie Gouwetunnel

WADDINXVEEN

MOORDRECHT

Verder is de Gouwe, hoewel niet breed, een druk vaar-water, waarover per dag gemiiddeld 100 schepen pas-seren; de hiermee gepaard gaande vele brugopeningen betekenen nog meer overlast voor de automobilist. Ter verbetering van. deze situatie zijn nu plannen in uit-voering ter verdubbeling- van de Rijksweg 12 tussen Gouda en Utrecht. Daarin is de bouw van een tunnel onder de Gouwe begrepen. Zie figuur 2.

Deze tunnel krijgt twee verkeerskokers, die ieder vier rijstroken van elk 3,50 m' breedte met aan weerszijden

7688

Figuur 3: Dwarsdoorsnede over oostelijke inrit

een vluchtstrook bevatten, zodat de totale breedte 48 m bedraagt. Zie figuur 3.

De lengte wordt bepaald door de diepteligging van de weg onder de Gouwe (10,50 m' -N.A.P.), de onder-straal (2500 m') en de hellingen (ca 1 : 40).

Gebruikelijk bij tunnels is een helling van 1: :22, maar omdat het verkeer in de tunnel moet afsplitsen en weven, is het wenselijk om het overzicht op de weg te verbeteren door deze hellingen te verkleinen. Hoewel de Gouwe, zoals eerder gezegd, niet breed is, wordt de totale lengte hierdoor toch nog 700 rn' (figuur 4), waar-bij de eigenlijke tunnel, dus de bak waar de Gouwe door-voerd wordt, slechts een breedte van 40 m krijgt. De bovenkant van de bodem van deze bak, misschien beter aquadukt te noemen, ligt op 4,40 m -N.A.P.; in relatie met de gemiddelde waterstand in de Gouwe betekent dit dus ca 3,90 m' daaronder.

Aan de oostoever is over de tunneltoerit een viaduct gebouwd, waarover de Henegouwerweg wordt geleid. Dit is een drukke provinciale weg, waarover behalve veel doorgaand verkeer Gouda- Waddinxveen v.v., ook het in- en uitvoegend verkeer van Rijksweg 12 passeert. Aan de westzijde lopen, eveneens nagenoeg parallel aan de Gouwe, twee kleinere gemeentelijke wegen, de Wil-helminakade en de Ringdijk; ook deze zijn met via-ducten over de toerit van de tunnel geleid (fig. 2 en 4). Alle viadukten geven de mogelijkheden orn kabels en

Figuur 4: Lengte-doorsnede

~

(1981) 10

leidingen van de diverse nutsbedrijven, op adequate wijze het tunneltracé te laten passeren.

Onder het diepste punt van de tunnel is een water-kelder gebouwd, hoewel dit uiteraard voor de bouwers van een tunnel meestal het moeilijkste deel van het tracé is; daar moet echter het hemelwater worden opge-vangen en afgepompt. Het bufferbassin en de pomp-installatie zijn gedimensioneerd op een regenbui, die statistisch ééns in de 250 jaar voorkomt.

Met de bouw van de tunnel werd begonnen in oktober 1975. De bestaande brug zal in gebruik blijven voor regionaal en langzaam verkeer.

Ontwerp en bouwmethode

Het verkeer en de gekozen bouwmethode werd in hoge mate bepaald door de bodemgesteldheid en de waterhuishouding. Het tracé doorsnijdt vijf verschil-lende waterhuishoudingen; van west naar oost zijn dit: a. De Zuidplaspolder. Het maaiveld van deze outveende polder ligt op 5,50 m -N.A.P. en de grondwater-spiegel op ca 6,20 m -N.A.P. De polder loosde zijn overtollig water via een sterk verouderd gemaal nabij Waddinxveen in de Ringvaart.

b. De Ringvaart. Deze voert het water van de Zuidplas-polder af in de richting Gouda. De vaart eindigt in Waddinxveen en het waterpeil is ca 2,00 m -N.A.P. c. De Oostpolder. Deze wordt gevormd door de smalle

strook grond tussen Ringvaart en Gouwe; het maai-veld ligt op ca 1,80 m -N.A.P. Het waterpeilligt er op ca 2,40 m -N.A.P., dus onder dat van Gouwe en Ringvaart.

Het overtollige water van deze polder wordt via de Alphense Wetering in zuidelijke richting afgevoerd; daarbij moet worden opgemerkt dat de vele bebou-wing een hoge afvoercoëfficiënt veroorzaakt. d. De Gouwe. Deze waterweg is bijna de enige in

West-Nederland met een vrijwel tonbeperkte doorvaart-hoogte leidend van noord naar zuid. De daaruit voort-vloeiende hoge intensiteit van de scheepvaart werd in de inleiding reeds genoemd. Bovendien is het de ader die het gebied van de Nieuwe Waterweg tot het Noordzeekanaal en ten westen van de Gouwe van water voorziet. In droge perioden loopt de stroom-snelheid op tot ca 30 cm per seconde. Uiteraard wordt de waterkwaliteit nauwlettend gekontroleerd. De Gouwe staat in open verbinding met de boezem van Rijnland, dus met de plassengebieden in Zuid-Holland; het waterpeil varieert rond 0,50 m -N.A.P. e. De polder Bloemendaal. Het maaiveld van deze

pol-der ligt op 1,80 m -N.A.P. en het grondwaterpeil op 2,20 m1 -N.A.P. Daar in deze polder o.a. rozenteelt plaats vindt, is de waterkwaliteit hier zeker belangrijk. Onder al deze polders en wateren bevindt zich op 12 m -N.A.P. een dik zandpakket; de stijghoogte van het grondwater daarin is hetzelfde als de waterhoogte in de Zuidplaspolder. Dit betekent dat ter plaatse van de tunnelbouw de waterhuishoudingen in de bovenste grondlagen, bestaande uit veen en slappe klei, niet in verbinding gebracht mogen worden met dat zandpakket. Daarom is de bouwmethode, waarbij een, eventueel el-ders, gebouwd zinkelement wordt allgezonken in een ge-baggerde sleuf, niet geschikt. De zinksleuf zou de water-afsluitende lagen doorsnijden en de Gouwe zou leeg lopen.

De bouwmethode in open bemalen bouwputten lijkt zeer aantrekkelijk, omdat deze relatief de goedkoopste kan zijn.

Ook deze methode viel af, omdat waterstandsverlaging in het zandpakket zodanige zettingen van het klei- en veenpakket kan veroorzaken, dat bijv. de bestaande op-rit van de Gouwebrug gevaar zou lopen; bovendien zou schade op kunnen treden bij. de vele bedrijven en wo..: ningen in de naaste omgeving. Daardoor zou deze goed-koopste methode niet de goedgoed-koopste blijven.

Gekozen werd voor de methode waarbij damwand-kuipen gemaakt worden, waarin een afsluitende laag van onder water te storten beton wordt aangebracht. Deze laag wordt gestort tot onder de koppen, van te voren, dus töt ver onder water weggeheid voorgespannen be-tonnen trekpalen en ontleent daaraan zijn weerstand tegen de waterdruk uit het zandpakket na het droog-zetten van de put.

De damwanden variëren in lengte van 10 tot ruim 25 m; de dikte van deze betonlaag is kontraktueel minimaal slechts 1,10 m'. De langsdamwanden worden verankerd met groutankers, die voldoende in de zandlaag reiken. De meeste groutankers worden vanaf het maaiveld aan-gebracht, maar op de diepste plaatsen langs het tunnel-tracé onder water vanaf 5 m -N.A.P.; in het bijzonder daar, waar men te maken heeft met de grootste te keren grondhoogten betekent dat lichtere wanden en ankers. De grootste ankerkracht bedraagt horizontaal 80 tf!m',

hetgeen per groutanker axiaal een kracht van ca 120 tf betekent.

Bij het beproeven van de ca 10 meter lange groutlicha. men ontstonden daarbij moeilijkheden door de bekende doch steeds weer tegenvallende grondgesteldheden. ' Het tracé werd gecompartimenteerd door dwarsdamJ.. wanden, zodat meerdere korte kuipen ontstonden en een goede fasering van de bouwvoortgang mogelijk was De dwarswanden ter weerszijden van de Gouwe zij~

gekoppeld door een verankeringskonstruktie op de bo-dem van de Gouwe. Die ter weerszijden van de Hene-gouwerweg waren gekoppeld door voorspankabels via kokers, die door het wegliohaam liepen.

Uit de zo gevormde kuipen werden de veen- en klei-lagen in den natte verwijderd, waarna waar nodig tot aan de onderkant van de onderwater te storten beton aanvulzand werd gestort. Daarna werden de palen ge-heid, die met hun koppen tot ver onder water ver-dwenen, doch boven de onder water gestorte onge-wapend betonnen laag bleven. Na een verhardingstijd van drie weken werd deze bodemafsluiting droogge-pompt; het bovenste deel van de er uit stekende paal-koppen werd gesneld en de blootgekomen paalwape-ning opgenomen in de gewapen'd betonnen vloer van de tunnel. (Zie figuur 3). Deze konstruktie-vloeren, in dikte variërend van 0,60 tot 1,40 meter werden gestort op een werkvloer van bekistingsplaten, uitgelegd op een grindlaag, die tevoren op de bodem-afsluitende betonlaag werd gestort en afgevlakt. De funkties van deze laag, bestaande uit grind met een max. korrel van 3 cm, zijn het effenen van de onder water aangebrachte bodem en de drainage van water afkomstig uit lekkende damwandsloten, krimpscheuren in de bodemafsluiting, hemelwater, etc. De laagdikte variëert van 0,15 tot ruim 0,50 m'.

De tunnel is geheel recht en verdeeld in 31 moten, in lengten variërend van 10 tot 29 m'. Per moot werd de vloer in één keer gestort. De wanden werden later ge-stort, waarbij de damwand als verloren bekisting dienst deed. Om scheurvorming in de wanden te voorkomen, werden zij tijdens de eerste verharding gekoeld. De ·dilatatievoegen tussen de moten werden voorûen van rubber- metalen voegstroken. De helften van de Gouwe-bak worden elk in twee fasen gemaakt. De damwanden, die boven de bakbodem uitsteken, werden onder water afgebrand (zie figuur 5).

De viadukten zijn samengesteld uit geprefabriceerde liggers met een ter plaatse gestorte druklaag. Het via-dukt in de Wilhelminakade deed tijdelijk dienst als stempelkonstruktie van een damwand langs de Gouwe. De fasering

Ten westen van de Gouwe werden de wegen (Ringdijk en Wilhelminakade) tijdelijk buiten het werkterrein omgeleid. Om de Ringvaart bij de tunnelbouw af te kunnen dammen is in de Zuidplaspolder een afvoer· kanaal gegraven; dit kanaal is met een duiker, die het einde van de tunnel vormt, daaronder door gevoerd. In de nabijheid ervan is tussen de bestaande en de toekom· stige Rijksweg een nieuw gemaal gebouwd, dat het wa· ter uitslaat in de Ringvaart.

Hiermede is tevens het sterk verouderde gemaal "van de Bregge" in Waddinxveen vervangen. De Alphense Wetering en de afgedamde Ringvaart lozen met over· storten en afvoerleidingen in het nieuwe afvoerkan~al. Een inlaat vanuit de Gouwe voert water voor ververs!llg aan.

®@

Fi D T VI tv fa V i w lit V i S( ]J e1 V ti f; g [ I z V tl c d z

'

~ , e

l

e

zijn bo- [ene-via klei-i tot 1eton ge- ver- mge-sstijd lgge- paal-

rape-.ktie- Figuur 5: Dwarsdoorsnede over de tunnel t.p.v. het aquadukt

Jctie-nieter aten, ::!em-De een mder 'later :uren dikte n, in ·d de r ge-lienst men, De van u we-lden, ;vat er ~erde . via-t als mwe. ,gdijk :rrein af te voer-e het 'd. In

De Gouwe werd in twee stappen gepasseerd (zie fig. 6). Tijdens de werkzaamheden in deze fasen is de door-vaartbreedte teruggebracht tot 15 meter. Tijdens de tweede fase werd de Gouwe geleid door de in de vorige fase, in de oostelijke, aangrenzende put gebouwde helft van het aquadukt. Om deze fasering mogelijk te maken werd aan de noordoostzijde de Gouwe verbreed. Stop-lichten langs de rivier regelden het éénrichtings-scheep-vaartverkeer. Geleidewerken en een bodembekleding be-schermen de konstruktie tegen de scheepvaart.

In de vorenbedoelde eerste fase werd tegelijk met de eerst te bouwen helft van het aquadukt, ernaast ook een viadukt over de oostelijke tunneltoerit gebouwd. De tijdelijke verlegde Henegouwerweg kon in de tweede fase rechtgetroyen en over het tunneltracé worden geleid.

De waterdichtin·g

De bak, waar de Gouwe doorgeleid wordt, is voor-zien van waterdichte bekleding en een beschermschil van beton. De huidige tendens van betonkoelen en wa-terdichte bekleding weglaten, werd hier niet gevolgd, omdat dit, in verband met de wat ingewikkelder vorm dan gebruikelijk en het aantal stortnaden, geen bedrijfs-zekere methode is.

,Voor de wanden van de tunnelbak is door R.W.S. wel gekozen voor koelen van de beton. Overigens wordt de eigenlijke waterdichting gevormd door de damwanden en de onderwaterbeton. De grindlaag is gedraineerd en lekwater uit damwandsloten kan dus naar de pomp-kelder worden afgevoerd.

kom- Kontraktuele verplichtingen

t wa- Na een aanbesteding met voorgaande selektie werd het werk aangenomen door de Hollandsche Beton Maat-"van schappij te Rijswijk, dochter van de Hollandsche Beton hense Groep. De belangrijkste onderaannemers zijn Soleton over- voor het heiwerk en de groutankers en Van Oord Wer-maal. kendam voor het grondwerk, beide eveneens dochters

~rsing van de H.B.G. Verder zijn onder meer ingeschakeld de fa. Flipse uit Wolphaartsdijk voor het

betonijzervlecht-~

~ (1981) 10

werk en de Goudse Betonmortel Centrale voor de aan-voer van de betonll1ortel.

De aanneemsom bedroeg ca

.f

50.000.000,- exclusief B.T.W.

In de aanneemsom zijn de leveranties van het Rijk niet opgenomen (hoofdzakelijk wapeningsstaal en dam-wanden).

Het bouwkontrakt voorzag in een bouwtijd van 51;2 jaar; de gunning vond plaats in oktober 1975.

In totaal is o.a. verwerkt: 4.500 ton damwandstaal; 5.000 ton wapeningsstaal;

46.000 ms gewapend beton, bevattende 275 kg HOA-cement/m3;

43.000 ml voorgespannen heipalen;

28.000 ms onderwater te storten beton, bevattende 325 kg MOA-cell1ent/m3.

Figuur 6: Tijdelijke doorvaartvemauwing

Uitvoering

Hei- en Grondwerk

In de bouwovereenkosmt wordt de aannemer gewezen op de noodzaak van fundaties voor hulpkonstrukties, zoals o.a. werkwegen. Om zwaar bouwverkeer (hei-stellingen ten behoeve van damwandschotten, beton-mixers, aanvoer van betonpalen, enz.) tot onmiddellijk langs de putten mogelijk te maken, werden daartoe stalen buispalen tot in de zandlaag geheid; hierop wer-den werkwegen van konstruktiestaal en draglineschotten gebouwd. Vanaf deze werkwegen konden o.a. de zware damwandschermen worden geheid bovendien; echter fungeerde de binnenste palenrij van deze ter weerszijden gebouwde weg als fundatie voor zware railsbanen, waar-over een de bouwput waar-overspannende ver.rijdbare brug-konstruktie, ter lengte van 60 meter, kon rijden (zie figuur 7).

Na het aanbrengen van de groutankers zijn de slap-pe grondlagen verwijderd en over enige hoogte ver-vangen door aanvulzand. Elders werd ook in het zand-pakket ontgraven; een en ander hangt af van de hoogte-ligging van de fundering langs het tracé. De uit de ont-gravingen vrijkomende, bruikbare en niet-bruikbare gronden werden afzonderlijk afgevoerd en opgeslagen. Overwegend werd, gezien de bouwmiethoden, gewerkt met kleinere cutterzuigers, die nog bewegingsmogelijk-heden hebben in de 50 meter brede damwandkuipen. Tijdens het cutteren moest na enige tijd de waterstand in de betreffende put worden verlaagd tot ca 5,50 m -N.A.P.; dit is de stijghoogte van het grondwater in het zand pakket.

De dwarsdamwanden ter weerszijden van de Gouwe zijn aan elkaar gekoppeld. Dit heeft als konsekwentie dat zowel de ontgravingen als de waterstandsverlagingen nauwgezet in gelijk tempo en tegelijkertijd moesten ge-schieden. Daarbij bleek dat een plank in de wand op de oostoever uit het slot was geraakt. Door gebruik te ma-ken van een dijk, dwars door de bouwput op de andere oever, was het in de beide bouwputten mogelijk om de waterstand weer te verhogen, de koppelkonstruktie te ontlasten en het damwandslot tot op grotere diepte te dichten.

Figuur 7: Zuidelijke werkweg en verrijdbare brugkonstruktie met hei-apparatuur.

Daama werd weer getracht om volgen' de

rxmprontJ.~.'.·.

2

.'

lij~e ~eoogde

methode de beide putten te

ontgrav~~~~~

HterbiJ bleek echter, dat een koppelanker bezweek en·; dat via damwandverplaatsingen het Gouwewater onder I

het gerepareerde slot de bouwput binnendrong. Om er. i

ger te voorkomen, werden beide bouwputten weer Vol ' water gezet door het openen van de veiligheidsafsluiters die al eerder in de damwanden waren aangebracht. Bet vervangen van het verwrongen en bezweken damwand. gedeelte en het flexibeler maken van de koppelkonstruk. tie heeft veel stagnatie en kosten meegebracht. Ook werd besloten de bouwmethode en de fasering van het werk op bepaalde punten aan te passen. Zo werd onder meer in de betreffende putten ter weerszijden van de Gouwe gebaggerd en geheid vanaf Gouwe peil, dus zonder verval over de damlwand, waardoor de veilig-heid werd verhoogd.

Bij het heien van de voorgespannen betonnen trekpalen met doorsnede 0,40 x 0,40

rn2

werd gebruik gemaakt van het Hydroblok. Dit blok kan de palen tot ver onder water wegheien en heeft als bijkomend voordeel dat men er "beheerst" mee kan heien. Bedoeld wordt dat door de hydraulische bediening, zowel de slagduur als de trefsnelheid, zelfs tijdens het heiproces, aan te pas-sen zijn aan de grondgesteldheid, de paallengte, etc. Dat dit voordelen biedt bij het heien van trekpalen, waarin haarscheurtjes ontoelaatbaar zijn, is duidelijk. De heistelling reed bovenop de eerder beschreven brug-konstruktie, waarlangs een rollenbaan was gemonteerd. De palen werden vanaf de werkweg aan de noordzijde door een daar op de brug gemonteerde vaste kraan op een slee gelegd, die de palen via die rollenbaan onder de stelling brengt. Gemiddeld verwerkte deze ca 12 palen per 8-urige werkdag. Gezien de funktie als trekpaal was het noodzakelijk de palen op diepte te brengen; dit geldt ook met het oog op de plaatselijke ribbelstruktuur van de palen op de hoogte van de onder water te storten beton; deze ribbelstruktuur dient om een schuifvaste ver-binding daarmee te bereiken.

Deze schuifvastheid moest ook bij de damwanden be· reikt worden, waartoe, uiteraard nog voor het heien, op

Figuur 8: Overzicht verrijdbare brugkonstruktie met appara· tuur t.b.v. het storten van beton onder water

~­

®@

de juiste hoogte nokken zijn aangelast. Deze nokken gaven als prettige bijkomstigheid, de duikers de juiste hoogte aan waarover het damwandoppervlak schraap-schoon gemaakt moest worden om een goede aan-hechting met de beton te verkrijgen.

verder hebben de duikers in deze bouwfasen de paal-koppen geinspekteerd, resterende verontreinigingen (veen- en kleiballen, etc.) verwijderd en de zelfs bij zeer nauwgezette grondpeilingen niet aangemeten hoog-ste punten moeten opzoeken.

De bouwputten hebben geen stempelramen of iets der-gelijks; het vele peilwerk, benodigd bij het baggerwerk en het onder water storten van de dure beton, geschied-de met een "ruitennet" met peilraaien, aangebracht h.o.h. 1 mi. Nauwkeurige bestudering van de baggerpeil-kaarten was dringend omdat de bodemafsluitende beton-laag minimaal 1, 10 m' dik mocht zijn, slechts vergroot door de plaatselijke diepte-afwijkingen van de bo-dem naar beneden.

Daarbij bleek het mogelijk om de hoogste punten te lokaliseren en deze met hogedrukspuiten of modder-spuiten te effenen. Plaatselijk werd soms de betonnen bodemafsluiting iets lager gelegd, beton gespaard en ruimte geschapen om straks het puin te bergen, dat vrij komt bij het afslopen van te hoog gestorte punten.

Betonwerk

Ook voor het onder water storten van beton werd ge-bruik gemaakt van de verrijdbare brug. Daartoe werd aan de westzijde een 0,50 m' brede horizontale trans-portband met een loopsnelheid van 5 m'/sec. gemon-teerd. Aan de noordzijde reikte deze band tot boven de walkant, waar een bak erboven was aangebracht. Deze bak werd met betonmortel gevuld door twee korte op-voerbanden, onder een helling van 12 °; deze banden, ge-plaatst evenwijdig en vlak naast de railbaan van de brug werden vanuit een doseerbak van de juiste hoeveelheid mJortel per tijdseenheid voorzien. Zelf werden ze recht-streeks gevuld vanuit de betonmixer, waarvan er dus twee gelijktijdig konden lossen (zie figuur 8). Onaf-hankelijk van de transportband was een langs de brug

verrijdbare stortinstallatie opgehangen. Deze bestond in hoofdzaak uit een stalen buis met diameter 0,70 m', rijkelijk voorzien van gaten groot ca 0,10 x 0,20 m', zodat de druk van het putwater zich binnen de buis vrijelijk kan handhaven. Onder aan de buis was het z.g. labyrint bevestigd, om bij verrijden van de installatie de beton op de juiste hoogte achter te kunnen laten. Binnen de buis bevindt zich het z.g. hydroventiel; dit is een rubberslang, waardoor de betonmortel naar beneden valt en pas vlak bij de bouwputbodem met het water in aanraking komt, want zodra de aanvoer stagneert of beëindigd wordt, zal de waterdruk de rubberslang dicht-drukken. Door deze ventielwerking viel de mortel niet onnodig door het water en spoelde niet uit een. Een in-genieuze vinding van "tasters" zorgde ervoor dat een bedieningsman, tezamen met een peiler de juiste voort-bewegingssnelheid van de stortinstallatie regelt. Daarbij diende ook nauwgezet de te voren uitgezette stortroute van de pijp tussen de paalkoppen te worden aange-houden. Een en ander maakte het gebruik van radio-kommunikatie noodzakelijk.

Na verrijden van de brug moest de stalen buis met ven-tiel en labyrint op een gewijzigde die:J?te worden ge-bracht. Dit is voor de bedieningsman mogelijk gemaakt door het geheel in takels op te hangen. De vulling van het hydraventiel vanaf de horizontale transportband geschiedde door een meerijdende afwerpwagen. Tijdens deze werkzaamheden is de heistelling tijdelijk van de brug verwijderd en is bovenop de brug in het midden, een vastopgestelde giekkraan geplaatst, waar-langs een flexibele betonpompleiding is gekonstrueerd; daardoor stuwde een elders geplaatste betonpomp de verse mortel naar plaatsen, waar dit, op aanwijzing van duikers en peilers, bijv. ter korrektie van het grove werk of op voor het grote ventiel onbereikbaar geble-ken plaatsen, nodig was. Het einde van de pompslang aan de kraan was uiteraard ook voorzien van een hydra-ventiel, zij het in een wat eenvoudiger uitvoering. Eind januari 1978 zijn op deze wijze de bodemaf-sluitingen gestort in de bouwputten, grenzend aan de Gouwe. Daarna is er met het maken van gewapend betonwerken een aanvang gemaakt.

®

stadionweg 27

+

3077 an rotterdam

~

telefoon 010-823566*

guis'

heibedrijf"b:~:

~

(1981) 10

drijvende hei-installaties •

heikranen •

vibratoren •

597

Een

tunnel door het veen van Gouda (11)

door: ing. C. Hansen, Rijkswaterstaat, Direktie Sluizen en Stuwen

Figuur 1: Opname d.d. 27 maart 1981; overzicht aquaduct met aanleg aansluitwegen in uitvoering.

Inleiding

In de editie nr. 63 van juni 1978 werd de twmel be-schreven, die gebouwd wordt op de plaats waar de Rijkswegen 12 en 20 samenvloeien*). Op het moment van samenstellen van dat artikel was uren gevorderd tot het droogpompen van de bouwputten ter weers-zijden van de Gouwe en begon het maken van gewa-pend betonwerken.

Inmiddels hebben ontwerpers en toekomstige beheer-ders het raadzaam gevonden om het kunstwerk de naam "Gouwe-aquaduct" te geven en dat met borden bij de inritten kenbaar te maken.

Omdat in het voorjaar van 1981 het kunstwerk gereed kwam (zie fig. 1), is een terugblik op de werkzaaml-heden opportuun, mede omdat de enigsZJins spectacu-laire bouw veel belangstelling trok, zowel uit binnen-als buitenland. Daarbij kan vermelding van enkele op-gedane ervaringen nuttig zijn.

Maken van de bouwputten

V oor het verankeren van de damwandschermen is door de aannemer gekozen voor het I.R.P.-groutankersys-teem (I.R.P. - Injection Renouvable sous pression -herinjecteerbaar onder druk).

Het systeem is erop gebaseerd dat, indien een anker niet

aan de eisen. voldoet, het opnieuw geïnjecteerd en proefbelast kan worden. Dit herinjecteren kan diverse malen, al naar gelang de omstandigheden, herhaald worden.

In het bestek was slechts de te leveren horizontale ankerkracht per meter dam/wand aangegeven.

De aannemer heeft zelf zijn verankeringssysteem hierop gebaseerd; dat wil zeggen, afhankelijk van de te leveren kracht, ankers bestaand uit 10 of 12 strengen 0 1;2" Freyssinet, of uit één Dywidagstaaf 0 32 of 0 36 mm. De ankers zijn in het ontwerp zodanig geprojekteerd, dat de maximaal te leveren kracht per anker benut kon worden.

Het begin van het verankeringsgedeelte werd bepaald

*) Dit artikel is enigszins aangepast hiervoor afgedrukt.

Figuur 2: Boorstelling t.b.v. aanbrengen groutankers; invoeren Freyssinet in boorgat

600

op 2

y,

à 3 m on dec de "heiding klei/veen en ' a n d ] lengte van het verankeringslichaam werd bepaald do e

d~

te leveren kracht in de ankerrichting, daarbij

erv~r

wtgaande dat deze ca 10 tf!m' (gebruiksbelasting) kan opnemen, mits de sondeerwaarde ter plaatse van h

~

verankeringsgebied minimaal 80 tot 100 kgf/cm2 b e droeg. Het korrelverdelingsdiagram werd beoordeefct in verband met de injecteerbaarbeid van het zand.

pakket.

Hierbij werd verondersteld, dat de injectiedrukken grote dan of gelijk moesten zijn aan 20 kgf!cm2. r Als werkbelasting van de 10- of 12-strengs Freyssinet-ankers werd 5 5% van de breukbelasting van het staal (kwaliteit QP 190) aangehouden, dus met een veilig-heidscoëfficiënt van 100/55 = 1,8.

De Freyssinetankers, h.o.h. 1 m, moesten een trekkracht in de ankerrichting leveren van 91,5 tf tot 116 tf af-hankelijk van de hellingshoek van het anker (af~isse­ lend 40° en 45°) en het aantal strengen (10 of 12 0

Y2 ").

Ze zijn daar geprojekteerd, waar de groot-ste belastingen zich voordoen, te weten in de bouw-putten nabij de Gouwe; zie fig. 2.

De Dywidagstaven met een diameter van 32 en 36 mm kwaliteit QP 105, werden eveneens belast tot 55o/; van hun breukbelasting. De te leveren ankerkracht va-rieerde van 34 tf tot 56,6 tf in de staafrichting van het anker. De Dywidagankers vonden we in de damwand-schermlen, die de hoger gelegen op- en afritten omslui-ten. Ze werden, naar gelang de vereiste ankerkracht van de damwand, geplaatst op hart op hart-afstanden van 2, 3 of 4 meter.

Voorts gaf het bestek aan, dat het ontwerp en de uit-voering van de groutankers moesten voldoen aan de aanbevelingen voor de uitvoering van voorgespannen injectie-ankers, zoals deze zijn voorgesteld door de betreffende F.I.P.-subcommissie, d.d. 23 februari 1973. Bij het beproeven van de eerstgemaakte groutankers bleek dat het in eerste opzet geschatte aantal aanzien-lijk moest worden verhoogd.

Een relatie tussen de per situatie variërende sondeer-waarden van de diepe zandlaag en de toe te laten ankerkrachten was niet te vinden. Ook hier bleek de

ondergrond onbetrouwbaar, maar gelukkig waren de ankers herinjecteerbaar en na het eventueel afkeuren wegens te grote kruip of bezwijken te herstellen; daarna moest dan vaak voor een lagere belasting worden ge-kozen en dienden ankers te worden bijgeplaatst. ln enkele putten bleek bij het ontgraven dat het zand plaatselijk op iets grotere diepte werd aangetroffen dan aan de hand van de "prikacties" van boorders en son-deerders mocht worden verwacht. Dit had consequen-ties voor de productie van de cutterzuigers, waarbij de dieper aangetroffen "harde" klei met een knijper moest '""'r-9&>,, worden verwijderd. Archeologische vondsten deed men

niet.

Tijdens het heien van de betonpalen in de nog met water gevulde bouwput D bleek dat op sommige plaat-sen de damwandschotten meezakten. Daardoor kregen de onde'r helling geboorde groutankers "ruimte" en kwamen de damwanden enigszins voorover. Nauwge-zette proeven met betrekking tot de heivolgorde van de palen gaven hierbij geen uitsluitsel. Een gelukkige bij-komstigheid was dat de constructiedikte van de be-tonnen wanden van het kunstwerk voldoende ruim was om het verlies te comlpenseren.

Bepaald spectaculair waren de uren waarin de brug-wagen, met de onttakelde heimachine er al of niet op, diverse keren de Gouwe moest passeren om op de andere oever ingezet te worden. Uitgebreide maatrege-len om de verkeersstremmingen "te land en ter zee" in goede banen te leiden waren daarbij noodzakelijk. De in de editie van dit blad van juni 1978 beschreven stortwijze van de slechts 1,10 m' dikke bodemafslui-tingen heeft goed voldaan: De loopsnelheid van 5 m' per seconde van 0,50 mi' brede transportband bleek juist gekozen; de betonmortel kon zonder outmengen in het werk worden gebracht, bij een zetmaat van 14 cm, met toleranties van 3 cm. Uit figuur 4 van artikel (I) blijkt dat bij de te maken waterkelder over de breedte van de bouwput twee taluds onder helling 1 : 6 in de onder water te storten beton moesten worden gemaakt; dit is nog juist mogelijk gebleken, wellicht door de aan-wezige paalkoppen, die de mortel enige steun gaven. De gemiddelde overall-"stortproductie" bedroeg ca 75 m1s per uur. De extra onder water te storten beton, door de niet zuiver op diepte (lees: iets dieper) afge-werkte, ontgraven putbodem en door de

onnauwkeurig-heden bij het afwerken van het bovenvlak van die beton, bedroeg ca 12% van de theoretisch benodigde hoeveelheid.

Gereedmaken bouwputten n•a droogpompen

Om de bouputten te kunnen droogpompen was het noodzakelijk te weten of de verlangde kwaliteit van de ongewapend betonnen bodemafsluiting was bereikt. Hierbij moest men aspecten in ogenschouw nemen zo-als het cementgehalte ad 325 kg Hoogovencement-A, de minimale dikte van slechts 1,1 0 m', de lage tetnl-peratuur van het bouwputwater, het risico van out-mengen, cementverlies enz. In het bestek werd naast het als laag te kwalificeren cementgehalte en een mini-mum hardingstijd van slechts 3 weken een kwaliteitseis van een beton B 22,5 genoemd. Deze laatste eis is tel-kens in het werk aan de hand van door duikers onder water gewonnen boorkernen, getoetst, waarbij daaraan steeds, zij het soms ternauwerdood, kon worden vol-daan. Dat dit moeilijk zou zijn was overigens al geble-ken uit proeven in een der ontgraven bouwputten. Daarbij werden onder water miet de geïmiteerde stort-methode betonblokken 2,20 x 2,20 x 1,10 m' gestort, welke na 3 weken boven water werden gehesen; de eruit geboorde betonkernen geven nog juist het benodigde

Figuur 4: Vit de bouwkuip gehesen proefblokken met boorgaten

Figuur 3: Storten van beton onder water in een iets verder van de GouWe ge-legen bouwkuip.

vertrouwen, zie fig. 4. Vermeldenswaard is nog, dat op de wal gemaakte betonkubi en bewaard in het bouw-putwater of in een waterbak, waarin de temperatuUT van de proefblokken met thermokoppels werd gelijk gehouden aan die van het putwater, qua betonkwaliteit in ongunstige, resp. gunstige zin zeer afweken van de boorkernen. Daarom was het nodig, in elke put weer, onder water kernen te boren.

Bij het droogvallen van de bodemafsluitingen bleek ûch slechts een zeer dunne sliblaag te hebben afgezet; deze liet zich met hogedrukspuitlansen eenvoudig verwijde-ren. De oneffenheden zouden zich kunnen laten be-schrijven als een maanoppervlak met bergen en dalen, in hoogte en diepte variërend met golven van max. 30 cm; slechts zeer incidenteel was het nodig om te hoog gestorte beton met een compressor te verwijderen. Na het verwijderen van ongerechtigdheden was het zaak om de bodemafsluitingen met hun grote lengte- en breedteafmetingen, gepaard met een minimale dikte zo spoedig mogelijk af te dekken met de grindlaag, ter bescherming tegen scheuren door droogtekrimp. Vanaf de kant van de putten konden vrachtwagens het grind langs de damwanden storten, waarna z.g. bobcats voor transport en verdeling tussen de paalkoppen konden zorgdragen. Deze gewoonlijk in scheepsruimen ope-rerende zeer kleine bulldozers bleken daartoe voldoen-de hijsbaar, wendbaar en klein van afmetingen. Tege-lijkertijd werden flexibele drainbuizen, h.o.h. 2,50 m'

Figuur 5: Aanbrengen grindlaag en drainbuizen boven droog gezette, onder water gestorte bodemafsluiting.

~

(1981) 10

uitgelegd, welke bij de later geformeerde putten, na verwijdering van de compartimenteringsdamwanden werden doorgekoppeld aan die van de eerder gemaakte putten; zie fig. 5.

Bij deze bouwmethode, waarbij compartimenterings-damwanden beurtelings van de ene en later aan de an-dere zijde waterkerend waren, deed zich het euvel voor van verplaatsingen ter hoogte van de onderwaterbeton. De daarbij optredende lekkages tussen damwandstaal en beton moesten worden gedicht door het injecteren van harsen e.d. via boorgaten. Ook is overgegaan tot het met cement injecteren van het zand onder de bodem-afsluiting. Bij zwaardere lekkages bleek het vooraf in-jecteren met een met water reagerend zwelmiddel (soms werd daarbij 10 keer het uitgangsvolume bereikt!) vaak de juiste remedie; het middel werd dan "schuinweg" via boorgaten door het beton naar de leknaad geperst. Na het aanbrengen en effenen van het grind werd een plastic folie gespreid, waarop een ongewapende beton-nen werkvloer, dik 0,10 m' werd gestort; aldus werd het drainage-grind niet vervuild en werd het onnodig af-schilferen bij het koppensnellen van de eruit stekende heipalen voorkomen. De eerder beoogde methode, waarbijde constructievloeren zouden worden gestort op een werkvloer van een uitgelegde hechthoutbeplating, bleek practisch veel bezwaren te hebben (kromtrekken, paszagen en lekkages bij stuiknaden, heipaalkoppen en damwanden enz.).

Gewapend betonwerken

pe vrij cementarme betonmortel voor de gewapend betonconstructies (gehalte ad 275 kg cement per m3) leek niet de best geschikte om te pompen, mede gezien de lage w.c.-factor (overwegend lager dan 0,50). Over-wegend is daarom gebruik gemaakt van betonkubels, die met mobiele kranen boven het werk werden ge-bracht.

Bij de opbouw van de wandbekistingen deed zich een specifieke moeilijkheid voor, zie fig. 6. Hoewel slechts op een bekistingsdruk gedimensioneerd werd van 4 tf/m2 bij een stijghoogte van 0,5 m/uur (zoals eerder op soortgelijke werken gemeten), moest deze naar de als verloren bekisting te beschouwen damwandschot-ten aan de buidamwandschot-tenzijde worden overgebracht. Daartoe is gebruik gemaakt van z.g. aanlasblokken van diverse zwaarten. Bij het aanbrengen ervan diende te worden overwogen dat het damwandstaal door het grondwater "gekoeld" werd. In deze blokken werden dywidagstaven als centerpennen geschroefd, die voor het gedeelte dat door de wand stak, waren omhuld door "Drossbach"-aalhuiden. Deze blikken hulzen kunnen door hun schroefvormige flensnaad verwijderd worden, nadat de centerpen is losgeschroefd. Het in de beton overblij-vende kokertje heeft een geprofileerd binnenoppervlak en laat zich dus goed met een cementmortel dichtstop-pen.

Bij de voegbandconstructie deed zich de mogelijkheid voor om deze aan de hand van elders verkregen erva-ringen te verbeteren, zie fig. 7. Via de aangebrachte buisjes is het mogelijk om een epoxyhars te injecteren, die zich een weg zoekt langs het sponsrubber, dat daar-bij daar-bij samenpersen een kanaaltje in de beton vormt. De hars zal interne grindresten vullen en de hechting tus-- tus-- ''"" sen de rubbermietalen voegenband en de beton verbetus--

verbe-teren.

Het koelen van de verse betonmortel in de wandbe-kistingen, bedoeld om de hydratatiewarmte af te voeren en scheurvorming te voorkomen, is goed verlopen. Interessant is het wellicht om iets meer te schrijven over de voegconstructie, midden onder de Gouwe.

~

'////~

!>uts.$.. !(J_lTI!!Ll!& '>iill iîn..

emd schroefdraad M 10

Figuur 7: Voegbandconstructie

"- STORTFASE

Bij de aansluiting van het betonwerk van de dakplaat aan het damwandscherm in de Gouwe ,werd de laatste strook van ca 1 cm' breedte aan weerszijden pas ge-stort nadat mocht worden aangenomen dat de hydra-tatiekrimp van het dakbeton goeddeels had plaatsge-vonden. Verder moest de strook aan de oostzijde de trekkracht van de damwand naar de eerst gestorte dakhelft ernaast kunnen overbrengen, tijdens de bouw-fase, waarin de scheepvaart daarover werd geleid; hier-toe werd een gedeeltelijk met Densoband omwikkelde ankerconstructie aangebracht.

Omdat de sluitstukken van de tunnelwanden eronder pas konden worden gestort nadat de oostelijke en wes-telijke dakstrook tot één "inhangstrook" waren ver-enigd door het aanlassen van wapening aan het dam-wandstaal, brengt hij zijn gewicht en belasting via een tandconstructie over naar de beide dakhelften. In de eindtoestand, na afbranden van het damwandstaal op de bakbodem, ontstaat dan zonder maatregelen te treffen een lekweg voor het Gouwe-water via de slotruimten

Figuur 6: Diverse bekistingen en de ondersteuning t.b.v. de bekisting voor de bakbodem.

Figuur 8: Aanbrengen lasrupsen over planknaden in de "weste-lüke" bouwfase; via het brandgat worden deze aangesloten op

de lasrups aan de oostzüde ~

door het tunneldak. Daarom werden tot over enige lengte de damwandnaden ter weerszijden (dus in twee bouwfasen) afgelast. Oml de bodems van de zo gefor-meerde verticale "buisjes" ook te kunnen dichten werd tijdens de "westelijke" bouwfase een horizontaal gat in het slotstaal gemaakt, waarin aansluitend aan de oostelijke lasrups aan de bovenzijde de lekweg kon worden gedicht; na het aflassen van de slotnaden in de westelijke, tweede put is dan deze lekweg gesloten. Een andere lekweg zou kunnen ontstaan langs het op-pervlak van het damwandstaal, hoewel dit ter plaatse van de beton, kort vóór het aanstorten van de mortel, met straalmiddelen werd gereinigd. Ter vergroting van de "kwelweg" is op ca halve hoogte van de inhang-strook, aan beide zijden van het damwandschot een horizontale stalen doorgaande plaat gelast. In het eerder genoemde brandgat t.p.v. de sloten zijn de wederzijdse platen aan elkaar gelast.

Toen ook aan de westelijke zijde het betonwerk vol-doende veiligheid als waterkering bood om het dam-wandschot in de beide tunnelbuizen te verwij,deren, was het moment aangebroken oml de champagneglazen te heffen.

Vervolgens moesten daar de laatste wandgedeelten in de tunnel worden aangebracht. Hoewel de bekisting er-voor gevuld werd onder de druk die de betonpomp kon opwekken, ontstond uiteraard aan de bovenzijde, bij de aansluiting tegen de inhangstrook een naad. Deze werd gedicht door het injecteren met epoxyharsen, waartoe tevoren kanalen waren geformeerd door sponsr!Jbber stroken te plakken op de onderzijde van het plafond;

606

,

~

deze sponsrubber is te vergelijken met die aan de i rubbermetalen voegstrook.

De verwerkte hoeveelheden beton, onderverdeeld naar soort en toepassing, kunnen als volgt vermeld worden:

±

28.000 m3 onderwater te storten beton; 325 k !

cement/m3 g

±

44.500 m\3 gewapend beton voor vloeren, wanden en andere grotere storten; 275 kg cement/m3

±

1.500 m3 gèwapend beton voor kantstukken bermen, brugdekken etc.; de mortel voor de brugdekken bevatte 325 k<r

cement/m3. o

De voorgespannen betonnen heipalen, in doorsnede over-wegend 0,40 x 0,40 m2, hadden een toatle lengte van ca 43.000 m'. Ze varieerden in lengte van 13,50 m' tot 17,00 m' en bevatten 365 kg cement/ml3.

Bij de keuze van de toepassing van Hoogovencement-B kwamen aspecten aan de orde zoals betere bestandheid tegen de in de bodem aanwezige veenzuren en de lagere hydratatiewarmte.

Afbouw

Zoals uit de titel van dit artikel blijkt heeft de veen-bodem het karakter van het kunstwerk en zijn bouw-methode bepaald. Daaraan heeft ook de esthetisch ad-viseur bij de bepaling van het verfwerk gedacht; over-wegend is gekozen voor bruine en beige tinten. Het verf-systeem is opgebouwd uit drie lagen, te weten: a. 1 laag koudverhardende 2-componenten primer op

basis van epoxyhars, laagdikte 25 Mu;

b. 1 laag hooggevulde koudv1erhardende 2-componen-ten coating op basis van epoxyhars, laagdikte 100-150 Mu;

c. 1 laag koudverhardende 2-comlponenten lak op basis van polyurethaanharsen, eiglans, laagdikte 60-75 Mu. Deze lagen zijn aangebracht met het verfpistool, onder controle van het vochtgehalte in het te bewerken beton-oppervlak, waarbij dit niet meer dan 4% vocht mocht bevatten.

Tevoren zijn de oppervlakken deels licht, deels zwaar gegritstraald, deels ingewassen met een ·epoxy- mortel, afhankelijk van plaats en eerder aangebrachte structuur van de wand. Dit geschiedde met de bedoeling om de hechting van de verf te verbeteren en speciaal daa~,

waar het gevaar voor aantasting bij vorst door doOl-zouten het grootst zal zijn.

De niet geverfde oppervlakkeh eronder tot aan het as-faltdek, alsmede de ervoor in aanmerking komende brugdekdelen zijn met het oog op dat risico tweemaal ingewassen miet een lijnolie-kerosinemengsel van tel-kens 100 gram/m2. Om die delen vanuit de betontech-nologie te verbeteren . is het cementgehalte opgevoerd tot 375 kg per ms, het luchtgehalte van de mortel rnet een luG:htbelvormer verhoogd tot 5 à 6% en werd een zetmaat, onder toepassing van een plastificeerder, van max. 4 cm aangehouden.

Het plafond en een deel van de wanden in het kunst-werk onder de Gouwe is in lagen van ca 4 mm tot eeli totale dikte van 3,5 cm bespoten miet een mengs~l, Pyrok genaamd, van portlandcement, kalk vermic~I;te en een bruine kleurstof. Dit geschiedde om brandveiltf heidsredenen. Nevenvoordelen zijn een verbeter e acoustiek, het voorkomen van condens en een beter

: verf-~r op onen- 100-basis 5 Mu.

Figuur 9: Overzicht opbouw westelijke wriifraamconstructie

aanzien. Vermiculite wordt zoals wellicht bekend, als erts in Zuid-Afrika gewonnen, op grootte gemalen, ge-zeefd en daarna bij ca 1000°C geëxfolieerd; het dan ontstane materiaal is zeer licht.

Het verspuiten geschiedde volgens de z.g. natte mle-thode, d.w.z. dat de vermiculite met juist gedoseerde hoeveelheden kalk, portlandcement, kleurstof en water gemengd werd tot een verspuitbare mortel. Deze werd in lagen van enkele mm per keer opgebracht. Daarbij ontstaat een spanningvrij poreus materiaal dat bijna zijn eigen gewicht aan water kan opnemen, vorstbestendig is en na het aanbrengen op eenvoudige wijze op laagdikte te controleren is; met b.v. een spijker kan met hand-kracht afgetast worden hoe dik de aangebrachte lagen

onaer·~*l zijn.

Beschadiging door b.v. te hoog geladen auto's zijn vrij eenvoudig te repareren, waarijb slechts een gering kleur-of structuurverschil zichtbaar kan blijven.

._.w'"'' ···!211 Op de betonnen vloeren is tussen betonnen kantstroken

een asfaltverharding aangebracht. Na het grondig rei-nigen van het betonoppervlak zijn Densa-profielstrip-pen tegen de zijkanten van het betonwerk geplakt en

uwu, <'SI is een kleeflaag van 0,6 kg/m2 asfaltbiturn/en verspoten,

welke is afgestrooid met zand. Vervolgens is een uit-vullaag van dioht asfaltbeton, gemiddeld dik 0,05 m' aangebracht, zodanig dat de toplaag minimaal 0,035 m'

H'-'J'~u·· "('• doch maximaal 0,07 cm zou zijn. Na het opspuiten van

weer een kleeflaag werden de toplaag van een

hoog-ntP•f'n •• ;:;lll waardig dicht asfaltbeton en een afstrooilaag van

kie-00

zeislag aangebracht. Vervolgens zijn boven de dilatatie-voegen in het betonwerk de beide asfaltlagen inge-zaagd; in de zaagsnede werd een populieren plankje aangebracht en de bovenste 2 cm gevuld met een rub-berhoudende voegvullingsmlassa.

De verlichting van de weg in de afritten is gelijk aan die van de aansluitende weggedeelten. De verlichting onder de Gouwe, dus onder de bakconstructie, bestaat uit een

no~;male wegnachtverlichting van lage druk natrium-lampen.

In de machineruimten is het noodstroomaggregaat (con-tinuevermogen 75 kVA) explosievrij en afzonderlijk van de pompinstallatie opgesteld. Deze installatie, die normaal gesproken wordt gevoed vanaf het plaatselijk electrisch net, bestaat uit 4 Flygt-pompen met een ver-mogen va n1 ,5 11]3 water per minuut bij een opvoer-hoogte van 15 m waterkolom.

Wanneer zich in het verkeer een calamiteit voordoet, waarbij voor het milieu schadelijke stoffen zijn betrok-ken, wordt de lozing naar de Gouwe gestopt en ge-schiedt dan naar een afsluitbare vijver ten noordoosten van de kelder; vandaar kan dit afzonderlijk worden afgevoerd.

Tot slot moeten nog de wrijfraamconstructies, opge-hangen aan de betonnen zijwanden van de bakcon-structie, genoemd worden; samen met ertussen aange-brachte mbberfenders, 01000 mm, kunnen zij bescha-diging van schepen en betonwerk door aanvaringen voorkomen.

Westelijke toegangswegen

Gouwe-aquaduct

door ing. C. Hess, projectleider rijkswaterstaat dir. Zuid-Holland

Tekeningen A. Roovers

Inleiding bestaande situatie

In een van de drukste internationale verkeersroutes in Nederland (E 8 en E 36) bevindt zich in het gedeelte van de route, dat via rijksweg A12 voert nog een be-weegbare brug over de rivier de Gouwe (nabij. Gouda). Deze brug ligt precies ter plaatse van de samenvoeging van rijksweg A20 (E 36) van Rotterdam richting Utrecht met rijksweg A12 (E 8) van Den Haag richting Utrecht.

Beide genoemJde rijkswegen zijn aangelegd in de periode 1934- 1938.

Momenteel zijn deze wegen zeer zwaar belast met verkeer. (ieder

±

2000 m.v.t. per uur in de middag spits).

De huidige situatie in ogenschouw nemende blijkt direkt dat het verkeer komende van de rijksweg A20 (2 rij-stroken) via een enkele zeer korte invoegstrook moet invoegen op rijksweg A12 (2 rijstroken). (Fig. 3). Ter plaatse van de Gouwebrug zijn eveneens slechts 2 rijstroken zonder middenbermbeveiliging beschikbaar. (snelheidsbeperking 70 km/uur).

Direkt achter het landhoofd van de Gouwebrug be-vindt zich een zeer korte geteperde uitvoeging naar Gouda.

Een en ander resulteert in een enorm capaciteitsbeper- Figuur 1. Situatie Al2 en A20

kende situatie waarbij bedacht moet worden, dat de rechter rijstrook praktisch uitsluitend voor in- en uit-voegend verkeer gebruikt wordt, zodat in de interna-tionale route (E 8) ter plaatse van de Gouwebrug slechts 1 rijstrook in iedere richting beschikbaar is voor het doorgaande verkeer.

Als hierbij verder blijkt dat de Gouwebrug per dag vele malen vele mlinuten geopend wordt voor het wel

Figuur 3. Bestaande situatie t.p.v. de Gouwebrug

~

o o o o

o

RUKSWECi IN Ai\NLEri Z!JIDPLASPOLDER

LOER

FIG. 1

zeer drukke verkeer op de Gouwe, (de scheepvaartroute Hollandsche IJssel-Oude Rijn en verder aansluitend op het Aarkanaal) kan wel gesteld worden, dat we hier met een onhoudbare situatie te maken hebben.

Nieuwe plannen

Reeds in 1967 zijn door dir. Sluizen en Stuwen van de Rijkswaterstaat plannen op papier gezet om tot een

"

->f.

:e

WADDI.NXVEEN ~ ••.• ·~··· ... :.·RIJKSWATERSTAAT ; 'DIRECTIJ,a WEGEN ' ; ' ' . ' .

I_ -·'

..

•:

•

,~ ? \.,. ' .\~' \ 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 ~:::;:~.:.··--...t:.·.'. ÇiOUI>A 'i !

.-WESTELIJKE TOEGANGSWEGEN GOUWEAQUADUCT.

FIG.4

Figuur 4. Situatie Westelijke toegangswegen Gouwe-aquaduct

vaste oeververbinding te komen ter vervanging van de beweegbare Gouwebrug, dit in het kader van capaci-teitsvergroting van rijksweg 12.

Vanwege de beperkte ruimte welke naast de brug be-schik.baar is, alsmede vanwege grondmechanische- en kosten overwegingen is gekozen voor een aquaduct ter plaatse van de Gouwe, waar de rijksweg onderdoor ge-voerd wordt middels een open bak constructie waar-over weer parallel aan het aquaduct enkele lokale en provinciale wegen gevoerd worden via een 3-tal via-ducten.

Directie Wegen van de Rijkswaterstaat - reeds bezig met de voorbereiding voor de aanleg van de "Goudse Knoop", het verkeersplein van rijksweg 12 met de nieuw aan te leggen rijksweg 3 tussen Nieuwerkerk a!d IJssel en Amsterdam - kreeg opdracht omJ aan

de westzijde van de Gouwe de aansluitende wegen op het Gouwe aquaduct te maken.

Deze aansluitende wegen zouden een tijdelijk karakter hebben. Na het gereed komen van het verkeersplein rijksweg 3 - Rw. 12 konden deze tijdelijke wegen ver-vallen.

Er werd uitgegaan van een ontwerp-snelheid van 70 km/ uur bij horizontale stralen van 250 m.

Door het niet in uitvoering komen van rijksweg 3 (de Goudse Knoop) is het ontwerp voor de westelijke aan-sluitende wegen op het Gouwe aquaduct wat verruimd.

~

(1981) 10

Er worden nu horizontale stralen toegepast van 750 m, zonder snelheidsbeperking. Tevens is een stukje reoon-structie van rijksweg 20 in de nieuwbouwplannen op-genomen.

Reconstructie rijksweg A20

Ter plaatse van de kruising van rijksweg 20 met de spoorlijn Gouda-Den Haag v.v. en Gouda-Alphen a/d Rijn v.v. bevindt zich in rijksweg 20 een stalen boog-brug. ("Groene brug") welke in dwarsprofiel een ruim-te heeft van 12 meruim-ter. Binnen dit dwarsprofiel bevin-den zich 2 x 2 rijstroken zonder middenbermbeyeili-ging. (Fig. 7).

De buitenste rijstroken zijn 3 meter breed terwijl de binnenste rijstroken 2,50. m breed zijn, waarvoor een inhaalverbod voor vrachtwagens en een snelheidsbe-perking werd ingesteld.

Om aan deze situatie een einde te maken zijn naast de stalen boogbrug en naast het eveneens in rijksweg 20 aanwezige viadukt over de Vijfde To~ht nieuwe via-dukten gebouwd. Het verkeer richting Utrecht kan straks gebruik maken van de bestaande kunstwerken twee rijstroken

+

vluchtstrook).

Het verkeer richting Rotterdam kan dan gebruik maken van de nieuwe kunstwerken (2 rijstroken

+

vlucht-strook). (Fig. 6

+

7).

De nieuwe kunstwerken zijn zodanig uitgevoerd, dat

atatie aag !llar

-uoA

Figuur 5. Te reconstrueren gedeelte van rijksweg 20

later verbreed kan worden tot 3 rijstroken

+

vlucht-strook.

Om het verkeer in één rijrichting te kunnen ontvangen Wordt het rijdek van de stalen boogburg, dat nu een dak-profiel heeft, gereconstrueerd.

Tevens wordt het bestaande viadukt over de Se Tocht-Weg, dat in bijzonder slechte conditie verkeert

ver-,~

-

--·---~

vangen. Hiertoe zal nadat het rijdek van het bestaande viadukt verwijderd is, een nieuwe kunstwerk over het bestaande heen gebouwd worden, waarna het oude kunstwerk onder het nieuwe weggesloopt wordt. Teneinde deze werkzaamheden uit te kunnen voeren wordt momenteel alle verkeer in beide richtingen tijde-lijk over de nieuwe kunstwerken gevoerd.

ROTTERDAM ~ ~~~-vr _ . . ·~ ~ . . -~ -~-~ 11 +

I

+

\

N~U\'IE VIADUCT vr ~~~~~~~~---"B'"'ES"-èT."'AA~Nc="DE=-:'.ST":Aco.LE"':N'-'B"'=O"'-OG"-'B'-"R"-'UG'-t--~---.,---UTRECHT vr

Figuur 6. Situatie boogbrug met nieuw viaduct

Invloed aanleg Gouwe-aquaduct op waterhuishouding.

Het westelijke gedeelte van het aquaduct en aanslui-tende wegen bevinden zich in de Zuidplaspolder met een p.p. van 6,40 m -NAP. De Zuidplaspolder is een droogmakerij, om1geven door een Ringvaart met een peil van 2 m -NAP. De Gouwe heeft een peil van 1 m -NAP en tussen de Gouwe en de Ringvaart ligt een smalle polder de Oostpolder met een peil van 2,20 m

~NAP. (zie Fig. 1 en 4).

Om de doorstroming van de Ringvaart van de Zuid-plaspolder en de hoofdtocht van de Oostpolder de Alphense Wetering ten allen tijde, ook tijdens de bouw van het Gouwe-aquaduct te. kunnen garanderen, zouden de bouwkosten van het aquaduct aanzienlijk hoger uit-vallen dan wanneer deze watergangen ter plaatse van het aquaduct zouden kunnen worden afgedamd. Tijdens de ontwerpfase bleek, dat in de Zuidplaspolder omvangrijke werken werden uitgevoerd, voor de ver-betering van de waterhuishouding.

Het bestaande gemaal "Van der Breggen" ten noorden

614

FIG 6

van rijksweg 12 zou hierdoor drastisch moeten worden verbouwd.

Dit gemaal pompt het water uit de polder in de Ring-vaart, waarna het water via de Ringvaart naar het zui-den wordt afgevoerd om via het "Abraham Kroese-gemaal" bij Nieuwerkerk a/d IJssel in de Hollandsche IJ ssel te worden uitgeslagen.

Nieuw gemaal

In overleg met het toenmalige polderbestuur is gezocht naar een andere oplossing om het water de afrit naar het Gouwe-aquaduct te laten passeren.

Dit heeft geresulteerd in de bouw van een nieuw polder-gemaal met een capaciteit van 230 ms per minuut, ten zuiden van het Gouwe-aquaduct, tussen de oude en de nieuwe rijksweg 12. Dit pompgemaal brengt het water vanuit de polder (6.40 -NAP) via 2 persleidingen onder de Noordringdijk naar het niet afgdamde gedeelte van de Ringvaart. (Fig. 8).

Om dit nieuwe gemaal in verbinding te brengen rnet de bestaande polderwatergangen, moest een nieuw

fvoer-STALEN BOOGBRUG "GROENE BRUG "

~

DWARSPROFIEL A- A BESTAANDE SITUATIE DWARSPROFIEL A· A DEFINITIEVE SITUATIE

Figuur 7. Dwarsprofiel boogbrug met nieuw viaduct

kanaal evenwijdig aan het afgedamde gedeelte van de Ringvaart gegraven worden. Dit afvoerkanaal kruist de bakconstructie van rijksweg 12 via een betonnen koker aan het westelijke uiteinde van de tunnelbak. Het afvoerkanaal (Fig. 9)

De constructie van het afvoerkanaal heeft de nodige problemen opgeleverd, omdat de stijghoogte van het grondwater in het onder slappe afsluitende lagen aan-wezige zand hoger is dan het polderpeil en de massa van de resterende afsluitende lagen zeer gering is. Grondbeschrijving afvoerkanaal

Sondeerresultaten tonen aan, dat vanaf het maaiveld (tijdens de uitvoering van het onderzoek tussen 4,60 m -en 5,5 m -NAP) slappe lagen voorkomen tot een diepte van 12,50 m -NAP.

De uitkomsten van boringen laten zien, dat dit pakket is opgebouwd uit elkaar afwisselende lagen klei en veen. Het pakket klei en veen rust op een zandformatie, waar-in de sonderwaar-ingen op een diepte van 17,50 m- à 19 m -NAP beëindigd moesten worden door de overschrij-ding van de indruk capaciteit van de gebruikte appara-tuur.

Aan het begin van het afvoerkanaal bij de zuidelijke dwarstocht (het voedingspunt vanuit de polder) ver-schilt de grondslag met het overige tracé van het af-voerkanaal.

229 m

Figuur 9. Afvoerkanaal

Daar begint de zandlaag reeds op een niveau van ca 8 à 9 m -NAP.

Uit de resultaten van de waterspanningsmetingen blijkt, dat er in de diepe zandlaag een wateroverdruk van ca 0,9 tflm2 heerst.

De grondwaterstand ligt tussen 6,12 m -NAP (z.p.) en 6,32 m -NAP (w.p.)

Stabiliteitsproblemen Ujdens het graven

Bij de aanleg van het afvoerkanaal kunnen twee vor-men van instabiliteit optreden te weten:

1. instabiliteit v,an de bodem en taluds ten gevolge van opbarsten.

2. instabiliteit van de taluds ten gevolge van afschuiven.

lr.•stabilnteit van de bodem t.g.v. opbarsten

In de diepe zandlagen is een wateroverspanning van 0,9 tf/m2 gemeten.

Indien de bodem van het afvoerkanaal zonder voor-ziening en op een diepte van 8,50 m -NAP gesitueerd wordt, zal bij het toekomstige polderpeil de bodem en een gedeelte van het talud opbarsten, daar ter plaatse van het grensvlak van de diepe zandlaag de verticale korreldruk geen evenwicht meer maakt met de water-overdruk.

Geadviseerd is de grond tot een niveau van 10 m -NAP te ontgraven en hierop een 1,80 m dikke zandlaag aan te brengen. Tengevolge van deze bovenbelasting zal de onder dit niveau liggende klei- en veenlaag uiteindelijk 0,25 à 0,30 m worden samengedrukt, zodat aan het einde van deze zetting de bovenkant van de zandlaag ongeveer op het gewenste bodempeil van 8,5 m -NAP zal komen te liggen.

616

DWARSPROFIEL B-B

ze fase

Bij de bovengenoemde dikte van de zandlaag wordt tevens de gewenste veiligheid tegen opbarsten van

1,1

bereikt, bij een polderpeil van 7m -NAP.

Verder is geadviseerd de zandlaag naar boven onder een helling van 1 : 4 op de taluds, bij een taludhelling van 1 : 3 door te zetten. Bij het normale polderpeil van 6,4 m -NAP wordt overal een veiligheid tegen op-barsten van 1,1 verkregen, terwijl bij het extreme pol-derpeil van 7m -NAP de veiligheid plaatselijk

1,0?

wordt. Dit is toelaatbaar, daar het slechts om een tiJ· delijke verlaging van de waterstand gaat.

lnstabili~eit van de taluds t.g.v. afschuiven

Stabiliteitsberekeningen zijn uitgevoerd, waarbij er va~­

uit is gegaan, dat op 5 m van de insteek van het af-voerkanaal een 1,00 m hoge bovenbelasting (uitge· graven grond, die naast het kanaal op het maaiveld wordt gedeponeerd) 1llet een uitloop onder 1 : 5 wordt

aangebracht. ·

De gebruikte grondconstanten zijn bepaald uit de

rr

sultaten van laboratoriumproeven en uit gegeve11:s a.; komstig van celproeven op slappe grond afkomstig ul

Zuid-Holland.

_424 m

L~.-

De berekening is zodanig, dat indien de berekende waarde van de veiligheidscoëfficiënt tegen afschuiven 1 bedraagt, het talud nog juist stabiel is. Bij een be-rekende waarde van

<1

treedt instabiliteit (afschui-ving) op.

Als uitvoeringsmethode zijn 2 oplossingen bekeken: 1. Ontgraving in den natte

2.0ntgraving in den droge. Ontgraving in den natte

De grond wordt onder een helling van 1 : 3 tot een ni-veau van 10 m -NAP ontgraven (zie Fig. 9).

Hierbij is het noodzakelijk het water in de bouwput op te zetten tot een niveau van tenminste 5,5 m -NAP (veiligheid tegen opbarsten = 1,07).

Wanneer de ontgraving voltooid is, kan de zandlaag op de bodem en de taluds worden aangebracht, waarna het water weer tot het normale Polderpeil verlaagd kan worden.

Bij deze wijze van ontgraving onderscheiden wij de uit-voeringsfasen 1 en 2 (Fig. 9); de bij deze fasen ver-kregen veiligheidscoëfficiënten met betrekking tot af-schuiving zijn respectievelijk 1,63 en 1,35.

Ontgravin.•fJ in den droge

Bij deze ontgravingsmetbode wordt geadviseerd door middel van een bronbemaling de waterspanning in de diepe zandlaag met ca 4,55 tf/ml2 te verlagen en tijdens de ontgraving een open bemaling in de bouwput toe te passen.

De veiligheidscoëfficiënt zal pas bij een taludhelling van 1 : 5 à 1 : 6 groter dan 1 worden. Daar deze hel-lingen in verband met de beschikbare ruimte niet accep-tabel zijn, wordt op deze ontgravingsmetbode niet ver-der ingegaan.

~

x Gekozen uitvoeringsmethode I I I

Gekozen is voor een ontgraving in den natte, waarbij de bovenste laag teelaarde gebruikt is om in den droge kaden aan te brengen ter weerszijden van de te maken ontgraving.

Hierna kon het water in de bouwput opgezet worden tot 5,50 m -NAP waarna in den natte ontgraven is met draglines ter weerszijden van de bouwput.

Na ontgraving is met een onderlosser een 1 meter dikke zandlaag op de bodem uitlopend op de taluds aange-bracht, waarna een 0,80 m dikke steenbe&torting (afm. 30-300) is aangebracht op het zand op bodem en taluds.

Voor deze steenbestorting in plaats van zand is ge-kozen i.v.m. de te verwachten stroomsnelheden in het afvoerkanaal.

Het eerder beschreven begin gedeelte van het afvoer-kanaal bij de Zuidelijke Dwarstocht waar de diepere zandlaag reeds op 8 à 9 m -NAP begint is zonder bij-zondere maatregelen ontgraven.

Aanleg aardenbanen Bereikbaarheid

Het tracé van de westelijke aansluitende wegen op het Gouwe-aquaduct wordt doorsneden door: (zie Fig. 4) a. 2 spoorbanen, te weten de spoorbaan Gouda-Den

Haag v.v. en de spoorbaan Gouda-Alphen a/d Rijn. b. 2 rijkswegen Rijksweg 12 en Rijksweg 20.

c. niet afsluitbare hoofdwatergangen van de Zuidplas-polder. (andere watergangen, dan de eerder omschre-ven Ringvaart).

Intensief zandtransport over de polderwegen is uitge-sloten. Voor de aanvoer van zand werd de volgende

'·

-iS

oplossing gekozen. Zandaanvoer ten noorden van rijks-weg 12: Vanuit de Reeuwijkse plassen werd in de eer-ste helft van 197S 600.000 ms zand via transportlei-ding onder de Gouwe door, in een zanddepot (binnen bet tracé van rijksweg 12) gespoten.

De tweede helft van 197S is 2SO.OOO m3 zand per schip aangevoerd in de Gouwe en met een bakken-zuiger eveneens in genoemd depot gespoten.

get zanddepot was niet groot genoeg om de totale hoeveelheid van 8SO.OOO m2 zand te kunnen bergen. Bovendien kon door grondmechanische aspecten niet hoger dan 4 à S meter boven het maaiveld gespoten worden.

Jiet zand dat door de ene aannemer in het zanddepot gespoten werd, moest door de aannemer die de aarden-banen aanlegde weer opgeladen en getransporteerd worden naar andere gedeelten van het tracé ten westen van de spoorlijn Gouda-Alphen a/d Rijn en ten zuiden van rijksweg 12.

Teneinde te voorkomen, dat deze aannemers op elkaar moesten wachten is het zanddepot in tweeën gedeeld met een denkbeeldige zanddijk van

±

1S m breed er tussen. Terwijl de ene aannemer de volgespoten helft van het depot leegreed, spoot de andere aannemer het andere leeggereden deel van het depot weer vol. Het ontgraven en leegrijden van het zanddepot is uit-gevoerd met een loader met een bakinhoud van 3,S ms en 4 Violvodumpers. Deze combinatie kon 10.000 m3 zand per week transporteren. Ontgraven werd een laag dikte van 2,SO m in een keer.

Het volspuiten gebeurde met een capaciteit van 30.000 à 50.000 m3 per week.

Naast de genoemde 8SO.OOO ms zand, is door de aan-nemer van het grondwerkbestek nog eens 400.000 ms zand per as aangevoerd naar de nabij rijksweg 20 te maken zandlichamen, alsmede naar de verbreding van rijksweg 20 nabij de Boogbrug.

Deze hoeveelheid zand is in hoofdzaak aangevoerd via een langs de spoorbaan Gouda-Alphen a/d Rijn aan-gelegde transportweg en een in rijksweg 20 aanwezige landbouwtunneL

De zandlichamen zijn zoveel mogelijk aangelegd boven het bestaande maaiveld waarbij de grasmat intact ge-houden werd.

Slechts op enkele gedeelten van het werk moesten cu-netten gegraven worden van O,SO m tot maximaal 1,SO m beneden het maaiveld i.v.m. de minimale dikte van het zandpakket onder verharding.

Zandpalen

Overal waar zandophogingen gemaakt moesten wor-den is verticale drainage van de onderliggende lagen toegepast in de vorm van zandpalen, teneinde de hy-drodynamische perioden te verkorten.

In verband met de geconstateerde overdruk van het Water in het diepe zandpakket ten opzichte van de polderwaterstand moesten de zandpalen op een diepte van minimaal 1 meter boven dit pakket beëindigd Worden.

Aanvankelijk bleek het zand, dat vanuit de Reeuwijkse plassen werd aangevoerd geschikt te zijn om gebruikt te worden als drainagezand in de te maken zandpalen. Waarbij het zand moest voldoen aan de bestekseis, dat de waterdoorlatendheid .ten minste 8 m per 24 uur mocht bedragen.

liet per schip aangevoerde zand voldeed echter niet, omdat dit zand erg veel slib bevatte.

~

(1981) 10

Vanaf dat moment is ertoe overgegaan om de zand-palen met speciaal daartoe aan te voeren drainzand te vullen.

Door het toepassen van verticale drainage werd de hydrodynamische periode welke zonder zandpalen

±

20 jaar zou zijn verkort tot

±

4 jaar.

Ter plaatse van te kruisen sloten zou de zetting wat groter zijn, daar enerzijds de korrelspanning onder de slootbodem geringer was dan onder het hoger gelegen maaiveld en anderzijds de aan te brengen ophoging

groter was. ·

De ophogingen zijn laagsgewijze aangebracht in lagen van O,SO - 0,7S m, afhankelijk van de snelheid waar-mede de aanpassing aan de belasting verhoging in de ondergrond plaatsvond.

Met name ter plaatse van de nabij de spoorlijnen als-mede nabij de weglichamen van de bestaande rijks-wegen 12 en 20 te maken zandlichamen is het ophoog tempo begeleid met waterspanningsmeters ten einde de kans op afschuivingen zo veel als mogelijk was te beperken.

Om het zettingsverloop van het aangebrachte zand te kunnen controleren zijn binnen de kruinen van de zandbanen iedere SO m zakbakens geplaatst.

Gebruik makend van de resultaten van deze zettings-metingen is nadat de zandlichamen op hoogte waren per computer berekend hoeveel overhoogte mlOest worden aangebracht om bij asfaltering de vereiste aan-leg hoogte te hebben.

Kunstwerken

Ter realisering van de aansluiting aan de westzijde op het Gouwe-aquaduct zijn 12 grotere en kleinere kunst-werken gemaakt.

De kleinere kunstwerken zijn uitgevoerd door dir. Wegen zelf, te weten:

1. Viaduct ter verbreding van rijksweg 20 boven de Se Tochtweg en de Se Tocht (voor 3 rijstroken); 2. Overkluizing van de hoofdpolderwatergang over de

Se Tocht;

3. Landbouwtunnel in de verbindingstakken 12-20 en 20-12 (lang

±

60 m, doorrijbreedte en hoogte 4 m). 4. Twee betonnen hangduikers; (ieder lang

±

40 m

inwendig 3 m breed en 1,7S m hoog);

S. Damwand en brug in de Zuidelijke Dwarsweg over

het afvoerkanaal;

6. Fietsbrug over het afvoerkanaal.

Door dir. Bruggen zijn en worden de volgende kunst-werken gebouwd:

1. Centrale tunnel t.b.v. tak 12-20 onder rijksweg 12 lang 120 m, 20 m breed;

2. Viaduct in rijksweg 12 over de spoorlijn Gouda-Alphen a/d Rijn (3 overspanningen à 19.23 m); 3. Viaduct in rijksweg 20 over de spoorlijnen

Gouoo-Den Haag en Gouda-Alphen a/d Rijn; (S overspanningen van

±

17.70 m)

4. Vervanging van het oude viaduct in rijksweg 20 over de Se Tochtweg.

Door dir. Sluizen en Stuwen zijn de volgende kunst-werken uitgevoerd:

1. Gemaal "Zuidplas";

2. Duiker in het afvoerkanaal om de oprit van het Gouwe-aquaduot;

3. Gouwe aquaduct met toe- en afritten en viaducten.