Zelfsluitende Waterkering Steyl-Maashoek

In het pittoreske Steyl aan de Maas wordt gebouwd aan een wereldprimeur. Om het Limburgse kloosterdorp en achterland in de toekomst te beschermen tegen hoogwater, realiseert Dijkzone Alliantie in opdracht van Waterschap Limburg een unieke zelfsluitende Vlotterkering^®. Een kering die op deze schaal uniek is in de wereld, maar volgens zijn makers straks uitblinkt in eenvoud. Als ‘bijvangst’ krijgt het kloosterdorp er ook nog een prachtig verblijfsgebied bij: een balkon aan de Maas.

Waterschap Limburg werkt momenteel aan tientallen dijkversterkingsprojecten binnen het landelijke Hoogwaterbeschermingsprogramma. Eén daarvan is het tracé ter hoogte van de Maashoek in Steyl dat een aantal jaren geleden op grond van de nieuwe veiligheidsnormering werd afgekeurd op onder andere hoogte en piping. “In het verleden is hier gekozen voor een waterkering met een vorm van zichtbehoud ter hoogte van het dorpsplein, omdat Steyl is aangemerkt als beschermd dorpsgezicht. Bij hoogwater werd hier met man en macht een demontabele kering geplaatst. Een enorme logistieke operatie en bovendien foutgevoelig”, weet John Roubos, Technisch Manager Dijkversterking bij Waterschap Limburg. “Daarnaast was de bestaande keermuur zo slecht dat bij hoogwater het gebied binnendijks, dus ook het dorpsplein, onder water gezet moest worden om zo tegendruk voor de Maas te creëren. Een situatie die niet langer houdbaar was.”

Een dijkversterkingsproject is altijd maatwerk, vervolgt John. “De keuze hangt natuurlijk af van de eisen rond hoogwaterveiligheid, maar het moet ook passen in de omgeving én het geheel moet bovenal super betrouwbaar zijn. Omdat hier sprake is van een beschermd dorpsgezicht was een groene dijk geen optie en moest er dus een ontwerp komen waarbij de kering in rusttoestand het pittoreske dorpsgezicht niet belemmert. Daarom ontstond het concept op basis van een zelfsluitende kering. Varianten van dit type bestaan al in kleinere vorm, maar om het systeem toepasbaar te maken voor Steyl-Maashoek was een enorme schaalsprong nodig.” Richard Mooiman, Contractmanager Dijkversterking bij Waterschap Limburg, vult aan: “Als opdrachtgever moesten we dus iets bedenken waar we heel duidelijk de markt bij nodig hadden. Daarom heeft er een marktconsultatie plaatsgevonden, een aanbesteding op basis van een concurrentiegerichte dialoog. Drie partijen hebben vervolgens een ontwerp uitgewerkt van een zelfsluitende kering waarbij ze via een faalkansanalyse moesten aantonen dat het ontwerp voldeed aan de zeer strenge betrouwbaarheids- en waterdichtheidseisen. Vanuit Waterschap Limburg waren we erg verrast over de inzending van Dijkzone Alliantie met een horizontaal liggend en scharnierend opdrijvende Vlotterkering^® waarin techniek en esthetica elkaar op verrassende wijze versterken en waarmee tevens een extra openbare verblijfsruimte wordt gecreëerd.”

Ploegam en Dura Vermeer vormen al tien jaar de Dijkzone Alliantie en hebben in het verleden al diverse dijkversterkingsprojecten succesvol uitgevoerd, zoals Ruimte voor de Waal, gebiedsontwikkeling Ooijen-Wanssum en dijkversterkingsproject Tiel-Waardenburg. “We omringen ons voor elk project met vaste partners en specifiek voor Steyl-Maashoek is daar Hollandia Infra aan toegevoegd, een toonaangevende partij op het gebied van waterkerende objecten”, zegt Ivo van Peer, Projectmanager bij aannemerscombinatie Dijkzone Alliantie Steyl – Maashoek. “We waarderen het enorm dat Waterschap Limburg ons de kans en ruimte heeft gegeven om onze variant, die niet zo bekend was, verder uit te werken.” Richard antwoordt: “Als je kiest voor innovatie, dan moet je niet alles dichttimmeren. Anders lukt het niet.” Het concept van de zelfsluitende waterkering is overigens een verdere uitwerking van het award-winning concept Vlotterkering^®. Het is een idee van Gerard Jansen en Jan Vermond (Vlotterkering B.V.) naar aanleiding van een Europese prijsvraag van het Hoogheemraadschap van Delfland in 2007 om mensen en bedrijven te laten meedenken over een alternatieve oplossing voor een verticale kering of grondwal, die aan alle gebieds- en veiligheidseisen voldoet. De kering bestaat uit gekoppelde horizontaal scharnierende kleppen voorzien van een EPS-lichaam die zijn gesitueerd boven een betonnen bak. Bij hoogwater loopt de bak vol met water en scharniert de klept volledig autonoom naar zijn kerende hoogte.

De bedenkers van het systeem zijn trots dat de Vlotterkering^® nu werkelijkheid wordt. “Na zeventien jaar van vallen en opstaan en een niet loslatende vastberadenheid, zijn we blij verheugd dat de Vlotterkering^® er gaat komen. Terugkijkend is het een uitzonderlijke prestatie om van een idee een te realiseren product te maken, waarbij ook wij betrokken zijn gebleven.”

In 2010 is Dijkzone Alliantie een samenwerking aangegaan met het bedrijf Vlotterkering B.V. en is er een proefopstelling gebouwd in Hoek van Holland van 80 centimeter hoog en 40 meter lang. “De opstelling is aan een omvangrijk testprogramma onderworpen en heeft alle tests glansrijk doorstaan. Reden om de Vlotterkering^® als zodanig in ons productportfolio op te nemen als mogelijk alternatief voor een klassieke dijkversterking. Met dat concept hebben we ook meegedaan in de tender voor Spakenburg, maar helaas niet gewonnen”, erkent Ivo. “Daarna is het concept op kleinere schaal gebouwd in de proeftuin van de TU Delft als hoogwater veiligheidsinnovatie.” Daar bleef het niet bij, want het concept werd steeds verder gefinetuned om de volgende stap te kunnen maken. “Op het moment dat dijkversterking Steyl-Maashoek op de markt kwam, besloten we als Dijkzone Alliantie om verder op te schalen en de kennis en expertise van Hollandia Infra erbij te betrekken. Vanuit de proeftuin wisten we namelijk dat de Vlotterkering^® niet helemaal lekdicht was. Het concept voldeed zodoende (nog) niet aan de hoge lekdichtheidseisen die Waterschap Limburg stelde. Een uitdaging dus.”

Het tracé van dijkversterking Steyl-Maashoek is ongeveer 230 meter lang, waarvan 138 meter wordt uitgevoerd als een zelfsluitende kering met aan weerszijden twee zelfsluitende coupures. De waterkerende hoogte bedraagt circa 3 meter. Om de functionele eisen aantoonbaar te maken, is op het terrein van Hollandia Infra in Krimpen aan den IJssel al tijdens de aanbestedingsfase een mock-up van de kering gebouwd op ware grootte in lengterichting, de kerende hoogte. Anton van Kooij, senior constructeur bij Hollandia Infra zegt: “Het concept van de vlotter is in feite een omgekeerde sluisdeur, die volgens de specificaties van Waterschap Limburg hermetisch moet afsluiten. Reden voor Hollandia om Trelleborg Infrastructure in te schakelen, specialist in rubberafdichtingen, en al vele decennia een vaste partner van ons. De gebundelde kennis is gebruikt om het ontwerp verder te optimaliseren en telkens opnieuw te testen in de mock-up. Het was echt een proces van trial and error, waarbij de mock-up ook steeds werd aangepast om te voldoen aan de hoge lekdichtheidseisen.” John geeft toe dat het waterschap hoog heeft ingezet. “Dat mag ook best in een dergelijk innovatietraject waarbij gezamenlijk wordt gewerkt aan een super betrouwbare kering”, vindt hij. “We kijken dan ook met enige bewondering terug op hoe Dijkzone Alliantie dit traject met volharding is aangevlogen, waarbij telkens werd gezegd: het kan nóg beter.”

De vereiste betrouwbaarheid voor het sluiten van de klepkering is gigantisch hoog. De kering mag in theorie slechts eens in de 100.000 jaar falen door niet-sluiten. “Het aantoonbaar maken daarvan is een uitdaging”, weet ook John. “De gekozen oplossing blinkt echter uit in technische eenvoud met componenten die feitelijk niet kúnnen falen. Zelfs in het zeer onwaarschijnlijke geval dat de lagers van een klepdeel zouden weigeren, wordt dit deel door de waterdruk op de naastgelegen klepdelen omhoog bewogen en zal de kering volledig sluiten. De kracht van deze oplossing is bovendien dat er tijdens normale omstandigheden een extra openbare verblijfsruimte wordt gecreëerd, letterlijk een balkon aan de Maas.” Stephan Kweens, Technisch Omgevingsmanager bij aannemerscombinatie Dijkzone Alliantie: “Techniek en ruimtelijke kwaliteit komen samen in dit bijzondere project. De kering fungeert als buitendijkse vlonder, een mooie plek om overheen te wandelen en te genieten van het uitzicht over de Maas. Tegelijk zorgt het voor meer privacy voor de mensen die aan het water wonen, omdat het ‘recreatiegebied’ zich aan de buitenzijde van de kering bevindt. Een win-win voor alle partijen.”

Inmiddels is de uitvoering gestart. Dijkzone Alliantie heeft vóór het hoogwaterseizoen een damwand op overhoogte aangebracht die fungeert als kwelscherm én de kerende functie tijdelijk overneemt. Na oplevering van de kering wordt de overhoogte afgebrand. “Op die manier is Steyl-Maashoek ook gedurende de werkzaamheden beschermd tegen hoogwater en kunnen we de bestaande kering slopen voordat de nieuwe kering gebouwd is”, zegt Stephan. “Vervolgens brengen we de funderingspalen aan en wordt de betonnen bak gemaakt met uitsparingen voor de scharnierpunten van de stalen kleppen. Het is echt millimeterwerk.” Anton heeft er alle vertrouwen in en vult aan: “We hebben een speciale mal gemaakt die overeenkomt met de vereiste maatvoering en bevestigingspunten in de betonnen bak. Bovendien kunnen we een kleine tolerantie nog wel opvangen in de constructie. Zo zijn we voorbereid om mogelijke afwijkingen vooraf te elimineren.” 

Het doel is om de kering vóór het nieuwe hoogwaterseizoen op 15 oktober 2024 waterveilig te hebben. De officiële oplevering, waarbij het buitengebied volledig is ingericht, is gepland voor eind 2024. “De kering zal grofweg eens per vier jaar sluiten, maar het weer laat zich natuurlijk niet voorspellen”, stelt Richard terecht. John tot besluit: “Daarnaast wordt de kering één keer per jaar getest volgens het veiligheidsprotocol van Waterschap Limburg en vermoedelijk ook nog minstens één keer per jaar geactiveerd voor demonstratiedoeleinden. De belangstelling is groot, ook vanuit het buitenland.”