Realisatie sluisdeuren Nieuwe Sluiskolk Eefde

Hollandia Infra ontwerpt en realiseert de nieuwe sluisdeuren voor de 2e sluiskolk bij Eefde: 2 Puntdeuren in het benedenhoofd en een bijzondere segmentdeur in het bovenhoofd. Rijkswaterstaat heeft combinatie Lock2Twente (Mobilis TBI en CroonWolter&Dros) opdracht gegeven voor de bouw van deze sluiskolk.

Bouw van de tweede sluiskolk

Het Twentekanaal is een belangrijke verkeersader voor het achterland van Twente en tevens een belangrijke verbinding met (Oost-) Europa. Het sluiscomplex in Eefde is daarmee een cruciaal object voor deze toegang. De huidige sluis met zijn historische deurportalen, heeft groot onderhoud nodig. Tevens zijn de wachttijden voor het passeren van de sluis fors opgelopen en door de toename van scheepvaart. Rijkswaterstaat heeft combinatie Lock-to-Twente (L2T; combinatie Mobilis TBI en CroonWolter&Dros) opdracht gegeven voor de bouw van een tweede sluiskolk, geschikt voor schepen van 110 x 11,4 meter en een vaardiepte van maximaal 3,5 meter. Hiermee worden de wachttijden flink gereduceerd en krijgt de economie van Twente een flinke boost. Tevens wordt na de realisatie van de tweede sluiskolk de bestaande sluis gerenoveerd waardoor de overlast voor de scheepvaart tijdens die werkzaamheden grotendeels wordt voorkomen.

Risico op leegstromen van het kanaal

Gezien de monumentale status van het bestaande sluiscomplex is ervoor gekozen om de tweede sluiskolk te voorzien van keermiddelen die niet zichtbaar boven het maaiveld uitsteken (geen portalen). Het Bovenhoofd van de sluis wordt voorzien van een segmentdeur en het Benedenhoofd van puntdeuren. Het Twentekanaal wordt kunstmatig op niveau gehouden met behulp van gemalen. Het hoogteverschil tussen het waterniveau in het kanaal en de IJssel is, afhankelijk van het niveau van de IJssel en kan oplopen tot ruim 8 meter. Bij een eventuele calamiteit met de sluisdeuren zou een open verbinding kunnen ontstaan tussen het kanaal en de IJssel, waarbij het kanaal kan leegstromen, het achterland in. Dit wordt beschouwd als het top-risico van deze sluis.

Toepassing van een segmentdeur

In het aanbiedingsontwerp is het voorstel geweest on het Bovenhoofd te voorzien van een segmentdeur. Dit type keermiddel wordt normaliter toegepast bij noodkeringen. Dit omdat zelfs bij een hoge belasting de deur met een lage kracht gedraaid kan worden. Storm en zware stromingen zorgen voor een grote waterkracht op de deur. Door de radiale vorm van de deur worden deze krachten allemaal naar het draaipunt van de deur geleid, waardoor de deur “balanceert” op zijn draaipunten. Met een relatief kleine zijwaartse kracht kan de deur dan gesloten worden. In het geval van een calamiteit met een open-kolk situatie is enige zekerheid van kunnen sluiten van groot belang.

Robuust en betrouwbaar systeem

Het nivelleren van een sluis gebeurt normaliter met behulp van openingen in de keermiddelen die geopend en gesloten kunnen worden. Omdat een segmentdeur zeer eenvoudig en gecontroleerd te bewegen is, kan deze op een kier worden gezet om de sluiskolk vol te laten lopen. De segmentdeur is daarbij uitgerust met een zogeheten ‘vulmossel’ (een soort uitsparing in de radiale wand) waardoor het water zeer gecontroleerd de kolk instroomt. Deze methode draagt bij aan een eenvoudiger en tegelijkertijd robuust en betrouwbaar systeem.

Woelkelder om verval te breken

Omdat het verval bij Sluis Eefde erg groot is, is er net zoals aan de kanaalzijde van de monumentale sluis, onder de deur een woelkelder aangebracht. Bij openen van de segmentdeur stroomt het water eerst de woelkelder in. In deze woelkelder staan pilaren op de bodem, die de val van het water breken. Vervolgens stroomt het water vanuit de woelkelder door een zogenoemd weerstandsrooster de kolk in. Het weerstandsrooster zorgt ervoor dat de stroming van het water afneemt en voldoende spreidt. Op deze manier wordt gezorgd dat bij het vullen van de kolk de schepen stabiel in de kolk blijven liggen.

Primeur in Nederland

Het is uniek in Nederland dat dit type segmentdeur wordt toegepast in een schutsluis. Het gebruik van een segmentdeur als noodkering komt veel vaker voor. Een noodkering wordt echter sporadisch ingezet terwijl een sluisdeur tientallen keren per dag bewogen wordt. Dit vraagt om specifiekere ontwerpeisen.

Afdichting

De segmentdeur beweegt en sluit af langs stalen ingestorte sponningen. De deur is aan de bolle zijde voorzien van een kunststof afdichting. Het gaat om een actieve afdichting die tijdens de beweging nauwelijks tot geen contact maakt met de stalen profielen om slijtage te voorkomen. De waterdruk zorgt er voor dat de afdichting wordt aangedrukt. Ook aan de bodemzijde is een kunststof afdichting aangebracht die tegen een drempelprofiel aan drukt. De afdichtingen hebben een levensduur van minimaal 10 jaar.

Paraplustand bij onderhoud

Mocht het nodig zijn om de afdichting tussentijds te vervangen (door bijvoorbeeld een externe beschadiging) of in het geval van onderhoud, dan kan de deur eenvoudig in de zogeheten ‘paraplustand’ worden gekeerd. De segmentdeur wordt aan één zijde aangedreven met behulp van een elektrohydraulische aandrijving. De cilinder is via een stangenmechanisme met de deur verbonden. Door het mechanisme te wijzigen, kan de slag van de cilinder twee keer gebruikt worden waarmee de segmentdeur niet de reguliere 90° maar 180° gedraaid wordt. Het resultaat is dan dat de hele deur uit het water is en het benodigde onderhoud in kortere tijd kan worden uitgevoerd.

Aanvaarbeveiliging

De inzet van de segmentdeur in het Bovenhoofd is één van de risicobeheersmaatregelen in het ontwerp. In het Benedenhoofd worden puntdeuren toegepast, een regulier type sluisdeur, echter in Eefde zijn deze deuren heel hoog vanwege het grote waterstandverschil tussen het Twentekanaal en de IJssel. Om deze deuren tegen aanvaring te beschermen wordt een slagboom met een staalkabel over de kolk toegepast die een te laat ‘remmend’ schip afremt. Indien de deuren dan toch aangevaren worden door een schip, dan zal ook het bewegingswerk, waarmee de deuren worden aangedreven ongewenst belast worden. Om bij een aanvaring schade aan het bewegingswerk zoveel mogelijk te voorkomen en daarmee reparatietijd te beperken, heeft Hollandia Infra gekozen voor hydraulische cilinders. Deze cilinders kunnen beter overweg met een stootbelasting.

Nieuwe hybride aandrijftechniek

Hollandia Infra heeft Bosch Rexroth opdracht geveven om een nieuwe hybride aandrijftechniek toe te passen. Deze combineert de voordelen van een elektromechanische lineaire actuator met die van een klassieke hydraulische aandrijving. Het is wereldwijd de eerste toepassing van deze combinatie in de civiele techniek.

Innovatieve cilinders

De nieuwe elektrohydraulische aandrijving wordt toegepast bij de cilinders waarmee de sluisdeuren worden bediend. Het gaat om een compleet gesloten systeem met speciaal geconstrueerde cilinders, waarbij de olie zich alleen beweegt tussen de kamers van elke afzonderlijke cilinder. Hierdoor is tien tot twintig keer minder olie nodig en wordt de toepassing van een groot hydraulisch reservoir overbodig. Een compacte plug-and-play powerbox met servomotor en hydraulische pomp brengt de cilinderstang in beweging. Dankzij dit ruimtebesparende concept hoeft de sluis niet voorzien te worden van een ruimte verslindende kelder met aggregaat. Bovendien is de nieuwe techniek 25 procent efficiënter ten opzichte van traditionele systemen en draagt de aandrijving zodoende bij aan het minimale energieverbruik van de sluis.

Afmetingen

• De hefdeuren van de monumentale sluis zijn ca. 13,3 meter breed en verschillen in hoogte. De deur aan IJsselzijde is ca. 10,65 meter hoog en de deur aan de kant van het Twentekanaal ca. 5,0 m. De hefdeuren van de monumentale sluis zijn in 2003 en in 2004 vervangen.

• Elke puntdeur in de tweede sluiskolk is een stalen samengestelde constructie van ca. 13,4 x 7,7 x 0,68 meter en weegt ca. 50.000 kg.

• De segmentdeur is ca. 15,1 x 4,6 x 5,6 meter en weegt ca. 51.000 kg.