Innovatieve anti-piping maatregel voor primaire waterkeringen

Het fenomeen piping is een serieuze bedreiging voor de staat van de Nederlandse rivierdijken, dat met het stijgen van het waterniveau door klimaatverandering steeds ernstiger vormen aanneemt. Op tal van plekken in Nederland zijn dringend dijkversterkende maatregelen nodig om aan de nieuwe normen te voldoen. Dit vraagt om nieuwe technieken, omdat de traditionele oplossingen veelal te duur zijn of simpelweg te veel ruimte vragen. Het Hardenbergse bedrijf Profextru ontwikkelde een innovatieve anti-piping oplossing: het Prolock Delta Dichtscherm. Gemaakt van 100% gerecycled kunststof en licht van gewicht, waardoor het makkelijk te plaatsen is met minimale aantasting van de dijk en directe omgeving.

Piping is een ernstig faalmechanisme dat dijken verzwakt en zelfs kan doen instorten. Extra lastig is dat de mate van piping onder een dijk niet altijd even nauwkeurig is vast te stellen. Er wordt weliswaar gewerkt aan rekenregels, maar een bewezen effectieve methode laat nog op zich wachten. “Hierdoor kan het voorkomen dat het middel soms erger is dan de kwaal,” aldus accountmanager Henry Hoekman van Prolock. “Zo worden er bijvoorbeeld fors bredere steunbermen aangelegd, zware damwanden geplaatst of geotextiel systemen aangebracht, waarvoor flink in de dijk gegraven moet worden. Mét alle risico’s van dien. Dat moet anders kunnen, zo meenden wij. Onze uitdaging werd daarom het ontwikkelen van een oplossing die zowel effectief als kostenefficiënt is: een duurzaam, lichtgewicht heavescherm, dat in praktisch iedere situatie toepasbaar is, ook in bebouwde gebieden.”

Piping
Bij piping stroomt rivierwater via een zandlaag onder de dijk door en komt achter de dijk weer omhoog. Het verraderlijke is dat het pas zichtbaar wordt als er daadwerkelijk een watergang (‘pipe’) onder de dijk is gevormd. Omdat het water zand meevoert, ontstaan er kanaaltjes onder de dijk, die de constructie ernstig kunnen verzwakken. Er zijn verschillende manieren om dit tegen te gaan. Zo kan het voorland worden verbeterd of het gebied achter de dijk worden verbreed. Waar dit niet kan, wordt de oplossing vaak gezocht in het plaatsen van damwanden als heavescherm.

Bewezen principe
“Het principe van een damwandconstructie als heave- of kwelscherm is een zeer effectieve maatregel tegen piping,” aldus Hoekman. “De grens tussen zand- en kleilagen in de bodem is het meest gevoelig voor piping. Door een verticaal scherm in de dijk te plaatsen dat beide bodemsoorten raakt, wordt zoekend kwelwater dieper de zandbodem in gedwongen, waar het zijn weg vindt zonder uit te monden in zandmeevoerende wellen. Dit bewezen principe hebben we als uitgangspunt genomen, om vervolgens de beperkingen van de traditionele systemen een voor een te tackelen.”

Uitgekiende vormgeving
“Met ruim zestig jaar ervaring in kunststofverwerking weten wij als geen ander wat de mogelijkheden en de voordelen zijn van onze producten. Zo zijn we in staat om kwelschermen te produceren uit hoogwaardig 100% gerecycled kunststof. Dit alleen al maakt de Prolock Delta-schermen veel duurzamer en voordeliger dan bijvoorbeeld stalen damwanden of mixed-in-placewanden (MIP). Maar we hebben ook veel tijd en kennis gestoken in het ontwerp van de optimale vormgeving. Deze moest niet alleen sterk en functioneel zijn, maar ook eenvoudig te hanteren en met minimaal graafwerk te monteren zijn. De oplossing bleek een symmetrische vorm, die zowel met hoog- als laagfrequente trillingen en relatief licht materieel eenvoudig de grond in gaat. Het kunststof materiaal absorbeert de trillingen, waardoor overlast en schade aan omringende bebouwing wordt voorkomen. Bijkomend voordeel: de benodigde werkbreedte is met slechts 5 meter beduidend minder dan bij andere damwandsystemen. Ook belangrijk: bij het plaatsen van een heavescherm zijn onzekerheden in de berekening van de horizontale kwelweg niet relevant. Dat maakt deze oplossing bij uitstek geschikt voor situaties waar berekeningen geen uitsluitsel geven.”

Gepatenteerd ontwerp
De gepatenteerde damwandschermen hebben een waterdichte afdichtingslip, die een minimale waterdebiet garandeert. Daarbij is het ook mogelijk om de kokers van de schermen bij het monteren te voorzien van sensoren. Dankzij deze sensortechnologie kunnen er allerlei metingen worden verricht en kan worden gemonitord of het heavescherm ook daadwerkelijk werkt. 

Toepasbaar bij primaire waterkeringen
De Prolock Delta Dichtschermen kwamen glansrijk door de maakbaarheidstesten, die Waterschap Limburg eind 2017 liet uitvoeren in samenwerking met enkele aannemers. Zij testten het plaatsen van de schermen middels verschillende technieken en waren unaniem zeer positief over de ervaringen. “Reden te meer om nu nog actiever met onze oplossing voor het piping-probleem naar buiten te treden,” aldus Hoekman. “De Delta Dichtschermen kunnen een aanzienlijke bijdrage leveren aan de veiligheid van onze primaire waterkeringen, nu en in de toekomst.”

Tekst en  Beeld | Profextru