Kantelstuwen: hartkleppen van de piekberging

Voor een gecontroleerde instroom van het water is de inlaatconstructie van Piekberging Haarlemmermeer uitgerust met vier RVS kantelstuwen uit de koker van Kwaliteit Waterbeheersing Techniek (KWT). Vanwege de positie in een regionale waterkering vormen ze als het ware de hartkleppen van de piekberging en voldoen aan de op een na hoogste executieklasse. KWT is onderdeel van Bergschenhoek Groep, een meer dan 100-jarig bestaand familiebedrijf dat geheel 100% CO₂-neutraal opereert.

Volgens de Nederlandse Waterwet moet een doorlaat door een regionale kering worden uitgevoerd met een dubbel uitgevoerde kering. “De inlaatconstructie van Piekberging Haarlemmermeer bestaat uit een schot als primaire kering, gevolgd door twee keer twee kantelstuwen in de inlaatconstructie”, legt Andries van de Wal uit, manager sales bij KWT. “De kantelstuwen staan in principe altijd op 90 graden (dicht). Als de nood aan de man is -volgens berekeningen één keer in de vijftien jaar- wordt de schotconstructie uitgenomen en openen de kantelstuwen tot een hoek van 15 graden, zodat de piekberging gecontroleerd kan vollopen.”

Een kantelstuw is een typisch Nederlands product en wordt al tientallen jaren uitgelegd als peilbeheerssysteem waarbij het water er rustig overheen kabbelt. Bij de Piekberging Haarlemmermeer daarentegen vervullen de stuwen een andere rol. “Hier moeten ze geen peil beheren, maar heel veel water inlaten als een bewegende kering voor calamiteitenbeheer. De krachten nemen dan exponentieel toe”, zegt Van de Wal. “Er is gekozen voor een specifieke openingshoek van 15 graden. Waarom? Dan ontstaat er een bepaalde hydrologische balans met heel weinig vacuümwerking in de inlaat van de tunnel naar de berging, zodat het water heel efficiënt met 2 x 7,5 m3 per seconde de inlaatkoker instroomt. Echter moet het wel functioneren! Het was het Hoogheemraadschap van Rijnland er dus alles aangelegen dat wij de constructieve veiligheid volgens de richtlijnen van Rijkswaterstaat en de specifieke openingshoek konden garanderen. Dat is ons wel toevertrouwd.” 7,5 m3 water per seconde betekent bovendien dat er ruim 8.000 kilogram op de klep van de stuw drukt. Dat zijn gigantische krachten bij deze klephoek. Er is veel aandacht uitgegaan naar de constructieve veiligheid vanwege de hele hoge eisen, bijna tegen het ‘nucleaire’ aan. “Wij zijn hiervoor als KWT niet alleen gekwalificeerd maar ook gecertificeerd. In elk punt van het ontwerp, in elke las, hebben we moeten aantonen dat de spanning in het materiaal niet groter is dan 200 N per mm2. Daar liggen allerlei inspecties aan ten grondslag. Zelfs met röntgenfoto’s. Daarnaast zijn door het Hoogheemraadschap van Rijnland onafhankelijke lasinspecteurs ingeschakeld die onze lassen ook hebben geïnspecteerd. Dat juichen we altijd van harte toe. Daarbij moeten we ook voldoen aan alle bijbehorende extra constructieve veiligheidsfactoren zoals gesteld in de Richtlijn Ontwerp Kunstwerken 2.0 van Rijkswaterstaat. Alleen al het ontwerprapport beslaat 178 pagina’s om aan te tonen dat de KWT-oplossing voldoet in deze primaire kering. Dat maakt deze hartklep, de kantelstuw, tot een heel erg uitgekiende constructie.”

Als stuwexpert levert KWT altijd unieke oplossingen. Zo ook hier in de Haarlemmermeer. “Volgens het bestemmingsplan diende de hele constructie onder een bepaalde drempelhoogte te blijven”, zegt Van de Wal. “Daar was de vergunning op uitgelegd. Een ‘standaard’ kantelstuwontwerp zou 1 meter hoger uitpakken. Dat kon hier dus niet. We hebben daarom onder meer de aandrijving verplaatst naar een aparte kamer om de constructie zo compact mogelijk te houden in hoogte.” Vanwege de hoge kwaliteitseisen verzorgt KWT ook het inbouwen van de vier kantelstuwen. “Onze opdrachtgever wil ook op dat gebied absoluut geen risico’s lopen.”