Loading...

De Onderbreking

Duurzaamheid

Duurzaamheid

Den Haag Rotterdamsebaan

Standaard voor beheer en onderhoud wegtunnels

Kabels en leidingen bij gebiedsontwikkeling

Winnaar techniek: Ruud Arkesteijn

Den Haag, Tramtunnel

In Focus: Ondergronds in Overijssel

Kennisbank

Duurzaamheid

Van een ondergrondse constructie die iets kost, naar een ondergrondse constructie die iets oplevert. Dat is in een notendop wat het COB voor ogen heeft bij het thema Duurzaamheid. Het inspiratiedocument Duurzaamheid (juni 2014) biedt een kader dat om verdere uitwerking in de praktijk vraagt. De Rotterdamsebaan was de eerste, wie neemt het stokje over? Hoe gaan we iedere tunnel in Nederland een beetje duurzamer maken?

Het veranderende energielandschap is binnen duurzaamheid een belangrijk element. Het gebruik van duurzame energievormen neemt toe, wat ook gevolgen heeft voor het gebruik van de ondergrond. Participanten van het COB spelen een rol in de transitie naar een duurzame omgeving. Het COB ziet het dan ook als taak om bij te dragen aan kennisontwikkeling op dit gebied. Wat zijn de kansen en risico’s?

Monitoring

De afgelopen jaren hebben er in Nederland enkele grote ondergrondse infrastructuurprojecten plaatsgevonden waarbij intensief is gemonitord. De massa aan predicties, meetdata en evaluaties bevat een schat aan informatie over de effectiviteit van de metingen en maatregelen. Het project Monitoring heeft praktijkervaringen van drie projecten inzichtelijk gemaakt in een rapport om zo toekomstige infraprojecten in binnenstedelijk gebied verder te helpen.

De Noord/Zuidlijn in Amsterdam, Spoorzone Delft en A2 Maastricht: drie grote tunnelprojecten in (binnen)stedelijk gebied, waarbij een intensief monitoringsprogramma is toegepast. Vooraf zijn er uitgebreide berekeningen gemaakt voor de te verwachten impact van de werkzaamheden op de omgeving. Vervolgens wordt tijdens de uitvoering met monitoring vastgesteld of de predicties kloppen. Wijken de meetwaarden te veel af, dan wordt de bouwmethode bijgesteld. Nu deze projecten voor een groot deel klaar zijn, is er een enorme hoeveelheid data beschikbaar, waaruit veel te leren valt. Het COB heeft daarom een werkgroep samengesteld om voor elk project vijf aspecten te beschrijven: (1) ontwerp- en (2) monitoringsfilosofie, (3) gemaakte predicties, (4) verzamelde meetdata en (5) aanpassingen bouw- en/of monitoringsproces. Deze verhalen vormen samen een document dat als hulpmiddel kan fungeren voor vergelijkbare projecten in de toekomst.

De auteurs van het rapport, van links naar rechts: Mandy Korff, Jan van Dalen, Bjorn Vink, Joost Joustra, Thomas Bles en Hans Mortier. (Foto: COB)

Op het gebied van monitoring bestaan al drie belangrijke publicaties: COB-F530 Aanbevelingen voor het ontwerp van bouwkuipen in stedelijke omgeving, CUR-223 Richtlijn meten en monitoren van bouwputten en de handreiking Observational method. Bij A2 Maastricht, Spoorzone Delft en de Noord/Zuidlijn werd de monitoring uitgewerkt volgens deze documenten. Ondanks het gelijke uitgangspunt, waren de monitoringssystemen en de verkregen resultaten onderling soms sterk verschillend. Op diverse punten werd geconstateerd dat de monitoring geoptimaliseerd kon worden. Het nieuwe rapport biedt hiervoor handvatten in de vorm van best practices en geleerde lessen.

De volgende experts nemen deel aan de werkgroep:

  • Spoorzone Delft: Hans Mortier (voorzitter, Dimco)
  • Boorgedeelte Noord/Zuidlijn: Joost Joustra (voorheen Witteveen+Bos, nu JCPM)
  • Diepe bouwputten Noord/Zuidlijn: Thomas Bles en Mandy korff (Deltares)
  • A2 Maastricht: Jan van dalen (Strukton) en Bjorn Vink (Sweco)

Elk hoofdstuk is steeds gereviewd door de andere experts. Daarnaast heeft Erwin de Jong (Geobest) het rapport nagekeken vanuit het perspectief van de observational method.

Rotterdamsebaan

De gemeente Den Haag werkt aan een nieuwe verbindingsweg tussen knooppunt Ypenburg (A4/A13) en de Centrumring: de Rotterdamsebaan. Deze weg wordt 3,8 kilometer lang en doorkruist het grondgebied van de gemeenten Leidschendam-Voorburg, Rijswijk en Den Haag. Onderdeel is een geboorde tunnel, de Victory Boogie Woogietunnel, die tweemaal twee rijstroken krijgt en ongeveer 1.860 meter lang wordt.

De Utrechtsebaan is de belangrijkste toegangsweg van Den Haag. Van het verkeer dat de stad dagelijks in- en uitgaat, rijdt veertig procent via deze weg. Dat leidt elke dag tot files die zich vaak uitbreiden naar de omringende snelwegen zoals de A12, A13 en A4. De aangrenzende woonwijken hebben veel last van sluipverkeer. De nieuwe Rotterdamsebaan zorgt ervoor dat de druk op de Utrechtsebaan afneemt en het verkeer zich beter verdeelt. Met de nieuwe weg krijgt het verkeer van en naar Rotterdam, Delft en Ypenburg een alternatief.

Tracé

De Rotterdamsebaan loopt van het knooppunt Ypenburg richting het noorden, kruist met een tunnel het groene gebied de Vlietzone, het water de Vliet en de woonwijk Voorburg-West en komt uit op de Binckhorstlaan. Daar sluit de nieuwe weg bij de Neherkade direct aan op de Centrumring. Het tracé komt grotendeels overeen met de ligging van de tweede toegangsweg die architect Dudok – die na de Tweede Wereldoorlog de leiding had over de wederopbouw van Den Haag – in zijn plannen had opgenomen. De inpassing van de nieuwe verbindingsweg was een complexe opgave. Uiteindelijk heeft de inspraakprocedure ertoe geleid dat het ondergrondse deel van het tracé driehonderd meter langer wordt dan technisch gezien noodzakelijk is. Met de verlenging is de gemeente tegemoetgekomen aan bezwaren van omwonenden en andere belanghebbenden.

Artist impression van de skyline vanuit de Vlietzone. Op het dak van de tunnel zijn de geplande zonnepanelen te zien. (Beeld: Rotterdamsebaan)

Victory Boogie Woogietunnel

De tunnel, die Victory Boogie Woogietunnel gaat heten, wordt geboord. Hiervoor maakt de aannemerscombinatie (zie rechts) gebruik van de tunnelboormachine waarmee eerder de Sluiskiltunnel is aangelegd. De tunnel wordt 1.860 meter lang, waarbij het geboorde deel een lengte heeft van circa 1.640 meter. De twee tunnelbuizen komen op ongeveer vier meter van elkaar te liggen, krijgen een diameter van ruim tien meter en liggen op het diepste punt 29 meter onder de grond. In iedere buis komen twee rijstroken en tussen de buizen komt om de 250 meter een dwarsverbinding.

Duurzame infrastructuur

De Rotterdamsebaan moet hét voorbeeld van duurzame infrastructuur in Nederland worden. De Combinatie Rotterdamsebaan heeft in het ontwerp veel aandacht besteed aan de verschillende duurzaamheidsaspecten, zoals vormgeving en inpassing in het landschap, luchtkwaliteit en energiegebruik. Een goed voorbeeld is de tunnelmond in de Vlietzone. Hier komt over het dienstgebouw en de tunnelmond een grote overkapping die bestaat uit zonnepanelen. De elektriciteit die hiermee wordt opgewekt, zal worden gebruikt in het dienstgebouw. Een ander voorbeeld is het fine dust reduction system, een systeem waarmee vijftig procent van het fijnstof bij de tunnelmonden wordt afgevangen.

Planning

In 2014 is de gemeente gestart met het bouwrijp maken van het tracé en in 2015 is een aantal wegen in de Binckhorst opnieuw ingericht. Eind 2015 is de aanbesteding afgerond en is de opdracht, in de vorm van een design-, built- en maintenancecontract met vijftien jaar onderhoud, gegund aan de Combinatie Rotterdamsebaan. In 2016 heeft de gemeente de laatste voorbereidende werkzaamheden afgerond, waarna de aannemerscombinatie van start kon met het inrichten van de werkterreinen in de Vlietzone, de Binckhorst en het knooppunt Ypenburg.

Het boren van de Victory Boogie Woogietunnel startte half januari 2018. Vanuit de startschacht op het werkterrein in de Vlietzone graaft tunnelboormachine Catharina-Amalia haar weg naar de Binckhorst. Naar verwachting komt ze daar in juni 2018 aan. Vervolgens wordt de machine gedemonteerd en teruggebracht naar de Vlietzone. Nadat de machine weer is opgebouwd, start het boren van de tweede tunnelbuis. De opening van de Rotterdamsebaan staat gepland voor 1 juli 2020.

Voorbereiding

Om onder de grond alvast ruimte te maken voor de tunnel van de Rotterdamsebaan, moesten grote stroomkabels verlegd worden. De gemeente Den Haag maakte een video over deze indrukwekkende klus. Over een afstand van liefst een kilometer werd tot vijfendertig meter diep onder de grond een gestuurde boring uitgevoerd.

Integrale visie op techniek en mensenwerk

Hoe houd je wat je hebt? In een land dat bijna ‘af’ is, neemt het belang van beheer van infrastructurele werken toe. Niet alleen omdat de focus minder op nieuwbouw ligt, maar ook omdat de beheeropgave groeit. De uitdaging is om achterstallig onderhoud en een ontoereikende restlevensduur te voorkomen. De vraag is hoe daarbij te voldoen aan de huidige veiligheidseisen en tegelijkertijd de beschikbaarheid te garanderen.

D.O.N. Bureau en Twynstra Gudde werken aan een integrale aanpak, die moet leiden tot een standaard voor beheer en onderhoud van wegtunnels. Praktijkervaring met diverse rijks- en provinciale tunnels heeft bijgedragen aan de uitbreiding van de Landelijke Tunnelstandaard van Rijkswaterstaat met een beheer- en organisatiecomponent.

Hans Janssens (D.O.N. Bureau) en Frank van Es (Twynstra Gudde) zoeken naar wegen om om te gaan met het spanningsveld tussen veiligheid en doorstroming aan de ene kant en de beperkte middelen aan de andere kant. Zij pleiten voor een aanpak vanuit risicobenadering. ‘Aantoonbaar veilig’, het uitgangspunt van de Tunnelwet, is ook hier het vertrekpunt. Hans Janssens over het voorliggende probleem: “Bij infrastructurele objecten wordt uitgegaan van een levensduur van honderd jaar voor de constructie en tien tot vijftien jaar voor de installaties. Als je de klok theoretisch doorzet, moet je concluderen dat we vaker langer met onze kunstwerken door moeten. We hebben niet het financiële volume om alles aan het eind van de theoretische levensduur volledig te vervangen. We zullen dus instandhoudingsconcepten moeten ontwikkelen die de levensduur oprekken. Concepten die balans brengen in de belangen op het gebied van veiligheid, doorstroming en kostenbeheersing.”

Onfeilbaar bestaat niet

Het falen van techniek en menselijk handelen is een zeer reëel risico. Denken in risico’s en het mitigeren daarvan is voor Janssens en Van Es het vertrekpunt. Veroudering, onvoorziene omstandigheden, externe invloeden, het komt allemaal voor. De vraag is dus niet óf de veiligheid bedreigd wordt, maar wanneer en waardoor. En vooral: hoe ga je daar dan mee om? Kortom, onder welke condities kan de veiligheid niet langer gegarandeerd worden en hoe moet je dan ingrijpen? En hoe voorkom je dat een mogelijk veiligheidsrisico in de tunnel als een pavlovreactie meteen leidt tot afsluiting en het mogelijk creëren van een veiligheidsrisico buiten de tunnel?

Bij de nieuwe tunnelstandaard werd een infographic gemaakt over de handelingen bij een tunnelbrand. (Beeld: RWS)

De zoektocht naar een evenwichtige aanpak van beheer en onderhoud begint bij een benadering van veiligheidsrisico’s die tot een proportionele aanpak leidt. Hans Janssens: “Je moet definiëren wat voldoende veilig is. Bij veiligheid zijn we geneigd de oplossing direct in de techniek te zoeken en onvoldoende naar de menselijke component te kijken. Als je redeneert vanuit risicobeheersing, moet je zowel naar de techniek als naar processen en procedures kijken. Je moet handelen op basis van vooraf vastgestelde faaldefinities. Als er zich iets voordoet, wat doe je dan? Daarbij zien we regelmatig dat er wel technisch onderhoud wordt gepleegd, maar dat de kennis binnen organisaties op het gebied van processen en procedures onvoldoende wordt onderhouden.”

Frank van Es: “Wij willen integraliteit bewerkstelligen. De uitdaging zit in de afstemming. Met techniek alleen zijn veiligheid en doorstroming nog niet geborgd. De borging van veiligheid en continuïteit blijft voor een groot deel mensenwerk. Met goed opgeleid personeel bij de verkeerscentrales, dat de functionaliteit en het gedrag van de wegtunnels kent. En adequaat opgeleid onderhoudspersoneel, dat ervoor zorgt dat het vereiste veiligheidsniveau wordt behaald met voldoende betrouwbare installaties. Bij integraal denken hoort ook dat daarbij de werkzaamheden de doorstroming van het verkeer niet te veel mogen belemmeren. Tot slot dienen hulpverleners opgeleid, getraind en geoefend te zijn in het bestrijden van calamiteiten binnen de complexe omgeving van wegtunnels. Vergeet niet dat bij de grote calamiteiten in de Alpenlanden niet alleen de techniek faalde, maar met name ook de organisatie.”

“Om de gewenste integraliteit te realiseren, hebben we functionele faalbaarheidsfactoren nodig. Aan welke kwaliteitscriteria dienen techniek en menselijk handelen minimaal te voldoen om een tunnel open te mogen stellen? In de praktijk wil je daarnaast heel snel kunnen analyseren of je een veiligheidsrisico kunt mitigeren met andere functies, zoals een gedeeltelijke afsluiting of snelheidsverlaging. Een dichte tunnel is immers een veilige tunnel, maar belemmert de doorstroming en introduceert mogelijk risico’s op wegdelen buiten de tunnel.”

“Om een integrale afweging te kunnen maken, moet de verantwoordelijkheid op de goede plek liggen. De formele tunnelbeheerder is conform de wet verantwoordelijk voor de veiligheid in de tunnel. De afweging tussen de risico’s in de tunnel en het mogelijke risico buiten de tunnel bij gehele of gedeeltelijke afsluiting dient op een hoger niveau plaats te vinden”, aldus Janssens en Van Es.

Handreiking voor tunnelburgemeesters
Voordat een tunnel opengaat voor verkeer, moet de gemeente waarin de tunnel ligt een openstellingsvergunning afgeven. Dat gaat niet altijd van een leien dakje en de tunnelburgemeesters (burgemeesters van gemeenten met een tunnel) voorzien meer problemen door de nieuwe tunnelwetgeving. Maart 2012 hebben ze daarom het lectoraat Transportveiligheid van NIFV en TNO de opdracht gegeven om een handreiking openstellingsvergunning voor tunnelburgemeesters op te stellen. Deze is eind mei 2013 gepubliceerd.
>> Naar de handreiking op de kennisbank

 

 

 

 

Verbetercyclus

“De faaldefinities zoals die zijn vastgelegd in de Landelijke Tunnelstandaard zijn gerelateerd aan de werkelijke kans op een significant incident. Falen van tunneltechnische installaties leidt immers niet per definitie tot verkeersincidenten. Vanuit de risicogedachte is gekeken naar gedoogtermijnen. Daarmee maak je het geheel beheersbaarder en reëler en voorkom je dat als iets in de techniek niet werkt, de tunnel meteen als niet veilig wordt gekenmerkt. Als de brandblusinstallatie faalt, moet dan per definitie meteen de tunnel dicht? Of is het verantwoord te volstaan met het afsluiten van een rijstrook of het inzetten van een snelheidsbeperking? En kun je dat een bepaalde tijd gedogen, zodat er tijd is om het technische mankement op te lossen?”

Het beheer inrichten op basis van de risicobenadering lijkt complex. In de praktijk beproeven D.O.N. Bureau en Twynstra Gudde hun inzichten op de pragmatische toepassing van risicogestuurd onderhoud en OTO-programma’s (Opleiden, Trainen en Oefenen) binnen diverse rijks- en provinciale tunnels. Hans Janssens is positief over de brede toepasbaarheid: “Dat we met de faaldefinities eenduidig hebben benoemd wat falen is, is een van de grootste winsten van dit moment. Op het gebied van instandhouding kunnen we daarnaast vanuit de Leidraad Instandhouding Tunnels werken aan een methodische aanpak die is gebaseerd op een verbetercyclus (Plan, Do, Check, Act) vanuit risicodenken. Dit past een-op-een bij de gedachte achter de veiligheidsketen. We brengen de risico’s die de veiligheid bedreigen, in kaart. Vervolgens bepalen we de mitigerende maatregelen (onderhoud van techniek en kennis) en meten de doelmatigheid ervan. Daar waar nodig worden plannen bijgesteld. Indien budgetten onder druk staan, kun je de mogelijke gevolgen daarvan inzichtelijk maken: gevolgen voor de beschikbaarheid en de betrouwbaarheid, met veiligheid als altijd geldende randvoorwaarde. Aantoonbaar veilig ten aanzien van techniek en mensenwerk.”

Onderzoek naar kosten toont vooral complexe wereld

Gebiedsontwikkeling kan slimmer. Voorzieningen als mantelbuizen en kabels-en-leidingentunnels kunnen voorkomen dat de straat geregeld open moet, maar toch worden ze niet en masse aangelegd. Een belangrijke oorzaak lijkt een gebrek aan inzicht en balans tussen betalen en genieten: degene die moet investeren, krijgt er te weinig voor terug. Een COB/SKB-consortium probeerde de kosten en dekking van kosten inzichtelijk te krijgen.

Eind april 2013 werd de ontwerp-Rijksstructuurvisie Amsterdam-Almere- Markermeer aangeboden aan de Tweede Kamer. Hierin staat: ‘Het Rijk kiest in deze structuurvisie voor een organische ontwikkeling met een gefaseerde aanpak. Dit betekent dat er geen vaststaand eindbeeld of vaste einddatum voor de ontwikkeling wordt vastgelegd, maar dat op adaptieve wijze, stap na stap, naar het toekomstperspectief wordt toegewerkt. De marktvraag naar woningen en bedrijfslocaties is sturend.’ De vraag hoe zal worden omgegaan met de ondergrond, bijvoorbeeld voor het aanleggen van kabels en leidingen, komt niet ter sprake. Terwijl nutsvoorzieningen toch cruciaal zijn om te kunnen wonen, werken en recreëren.

“Dit voorbeeld staat niet op zichzelf. Bij het (her)inrichten van een gebied is het vaker de vraag of er een optimaal resultaat wordt behaald; misschien is er voor alle betrokken partijen meer winst te behalen als we slimmer zouden omgaan met de kosten. Niet alleen wat betreft financiële opbrengst, maar ook aan winst in comfort”, aldus Richard van Ravesteijn, coördinator Kabels en leidingen bij het COB. In 2010 is daarom een consortium van COB-partijen met deze probleemstelling aan de slag gegaan. Het doel was om inzicht te verschaffen in de kosten die gemoeid zijn met investeringen in energie- en nutsinfrastructuur in relatie met gebieds- en gebouwontwikkeling, inclusief een voldoende inzicht in de dekking van de kosten. Van Ravesteijn: “Dit inzicht is noodzakelijk om maatschappelijke optimalisatie bij gebiedsontwikkeling mogelijk te maken.”

Onbekend maakt onbemind

Uit het onderzoek blijkt dat er grofweg drie partijen betrokken zijn bij gebiedsontwikkeling: de gebiedsontwikkelaar (vaak de gemeente), de netbeheerder en de vastgoedontwikkelaar. In praktijk hebben deze partijen echter verschillende belangen en eigen verdien- en exploitatiemodellen, wat het lastig maakt om gezamenlijke oplossingen en investeringen te realiseren.

Grondexploitatie (GREX), bouwexploitatie (BEX) en vastgoedexploitatie (VEX) komen samen bij gebiedsontikkeling. (Beeld: rapportage ‘Verdienstelijke netwerken’)

Voor het verwezenlijken van initiatieven als bundeling van kabels en leidingen moet de gemeente nu vaak het voortouw nemen, zowel in organisatie als financiering. De complexe situatie heeft ook tot gevolg dat het moeilijk is om inzicht te krijgen in de kosten en dekking van kosten. Om deze reden is er in het onderzoek uiteindelijk alleen naar de kwalitatieve kant van het vraagstuk gekeken.

Er zijn vijf projecten onderzocht waarbij de exploitatie van ondergrondse infrastructuur voor uitdagingen zorgde. “De centrale vraag lijkt te zijn: is bundeling goedkoper of duurder in dichtbebouwd gebied?”, vertelt Van Ravesteijn. “De nabijheid van consumenten kan een voordeel zijn voor conventionele aanleg van kabels en leidingen; mogelijk dat netbeheerders daarom terughoudend zijn met het investeren in hoogwaardige oplossingen. Het is de vraag of netbeheerders zich bewust zijn van de kosten van graven in de grond, eventuele graafschade en de extra kosten die daarmee gepaard gaan.”

Gemeenten en ingenieurs beoordelen bundeling in dichtbebouwde gebieden juist als gunstiger dan conventionele aanleg. Dit met name vanwege de grote hoeveelheid kabels en leidingen en de ordening die met bundeling in de ondergrond tot stand wordt gebracht. Een betere documentatie van gebiedsspecifieke informatie door de netbeheerder kan leiden tot een verhoogd bewustzijn van de kosten, waardoor het draagvlak voor hoogwaardige oplossingen voor kabels en leidingen (zoals bundeling) zal toenemen.

Oplossingen

Bij de onderzochte praktijkprojecten werd op verschillende manieren gezocht naar samenwerking. Zo is voor het project Nieuw Den Haag een convenant opgesteld, voor de Boulevard Scheveningen een intentieverklaring tot graafrust en voor de ILT Mahlerlaan een gebruikersovereenkomst. De manier waarop afspraken worden gemaakt, hangt samen met de verschillen tussen gemeenten ten aanzien van het beleid voor kabels en leidingen (verordening, precarioregeling en nadeelcompensatie). “Door het maken van afspraken komen de verschillende maatschappelijke belangen van gemeenten en netbeheerders samen (bijvoorbeeld: overlast omgeving en leveringszekerheid). Dit draagt bij aan een betere balans tussen betalen en genieten”, aldus Van Ravesteijn.

Lees meer over de integrale leidingtunnel voor Den Haag Nieuw Centraal in de Verdieping van december 2012. (Foto: IbDH)

Aanzet

De uitkomsten van het onderzoek worden in juni 2013 gepresenteerd in het rapport Verdienstelijke netwerken. Van Ravesteijn licht toe: “De rapportage richt zich met name op de beleidsmakers en economen vanuit overheid, netbeheerders en vastgoedontwikkelaars. Zij krijgen hiermee beter zicht op de omgeving waarin kabel- en leidingvraagstukken zich afspelen. Daarnaast hopen we dat het rapport zal aanzetten tot nadenken en discussie, zodat het mogelijk wordt alsnog een kwantitatief onderzoek uit te voeren. Daarmee kunnen we echt stappen zetten richting maatschappelijke optimaliteit bij de aanleg van kabels en leidingen bij gebiedsontwikkeling.”

'Het uiteindelijke doel is dat we zo min mogelijk beton gebruiken'

Met zijn afstudeerscriptie Dimensionering van onderwaterbetonvloeren heeft Ruud Arkesteijn de Schreudersstudieprijs in de categorie Techniek gewonnen. De winnaar is het meest ingenomen met het oordeel van de jury dat het onderzoek een meerwaarde voor de praktijk betekent.

“Scripties kunnen heel diepgaand zijn en zich richten op fundamentale zaken en de verre toekomst”, vertelt Ruud Arkesteijn, maar ik houd van concreet en ben dan ook vooral blij met de lovende woorden over het praktische belang. Want daar lag ook de aanleiding. Al voor mijn afstuderen was ik parttime werkzaam bij ABT, waar men tegen problemen aanliep bij het ontwerp van onderwaterbetonvloeren. Bij gebruikmaking van de CUR-aanbeveling 77 kan het voorkomen dat voor een ondiepe bouwput een veel dikkere betonvloer uit de berekening komt dan voor een veel diepere bouwput. Dat was onder andere het geval bij de ondergrondse uitbreiding van het Mauritshuis, waarvoor een ongewapende vloer bijna niet te dimensioneren was. Die uitkomst botste met het fingerspitzengefühl van de ingenieur. Het ging tegen de logica in. Er was dus aanleiding om specifiek naar onderwaterbetonvloeren in ondiepe bouwputten te kijken.”

“Daarbij had ik het geluk dat CUR-aanbeveling 77 na tien jaar ook wel aan herziening toe was. Dat heeft er vervolgens toe geleid dat CUR-commissie VC95 van start is gegaan. Mijn werkgever ABT gaf mij het vertrouwen om mij, parallel aan mijn afstudeerwerk, in deze commissie plaats te laten nemen. Daar heb ik veel van geleerd en bovendien heeft dat de wisselwerking tussen theorie en praktijk versterkt. Naast de afstudeercommissie en ABT ben ik de leden van VC95 dan ook zeer dankbaar voor hun feedback. Als jonge ingenieur moet je leren van de ervaringen van meer ervaren collega’s. Het resultaat is dat mijn onderzoek een bijdrage heeft kunnen leveren aan de herziening van CUR-aanbeveling 77 die in het voorjaar van 2013 uit moet komen.”

“Op de korte termijn is het belangrijk dat we de pijnpunten uit de CUR-aanbeveling 77 kunnen halen. Hiervoor heb ik gevoeligheden aangetoond, die een goede basis vormen voor een gerichte aanpak van de probleempunten binnen de huidige rekenregels. Het uiteindelijke doel is dat we geen onnodige hoeveelheden beton gebruiken. Zeker voor tijdelijke constructies, zoals onderwatervloeren, is dat voor mij het voornaamste streven. Het leidt tot lagere kosten, kortere bouwtijd en een duurzamer bouwproces en grondgebruik. Daar is iedereen bij gebaat. Die boodschap wil ik graag verkondigen. Gelukkig geeft ABT mij de ruimte om door te gaan met het verzamelen van kennis en deze toe te passen binnen diverse projecten. Het is ook de bedoeling om de kennis die in dit traject is opgedaan te delen en veelvuldig toe te passen. Het onderzoek is mijn inziens van belang voor geotechnici, maar ook voor constructeurs en bouwmanagers, nu en in de nabije toekomst. Toepassingen van de nieuwe CUR-aanbeveling 77, kan grote hoeveelheden beton uitsparen.”

Voor Ruud Arkesteijn en voor de CUR-commissie zit de meerwaarde van deze studie specifiek in ondiepe bouwputten. De jury van de Schreuderstudieprijs gaat verder en zegt over de praktische meerwaarde: “Niet alleen om de veelvuldige toepassing te optimaliseren, maar ook om vanuit een verder ontwikkelde analysetechniek een extrapolatie naar diepere bouwputten te faciliteren en daarmee het ondergrondse bouwen voorbij de huidige grenzen te stimuleren.” Ruud Arkesteijn: “De bestaande rekenregels binnen de CUR-aanbeveling 77 leveren voor diepe bouwputten wel realistische diktes op. Daar is optimalisatie in mijn optiek niet zo aan de orde. Voor mij is de impact op ondiepe bouwputten het meest relevant. Het merendeel van de bouwputten in Nederland is ondiep. Bouwputten met een diepte van dertig tot veertig meter, zoals bij de Noord/Zuidlijn komt niet vaak voor. Anderzijds is het waar dat de optimalisatieslag die we binnen de CUR-commissie hebben gemaakt ook gevaren aan het licht heeft gebracht. De uitvoer van een damwandberekening één-op-één kopiëren, levert soms te gunstige resultaten op. Het onderzoek spits zich naast de verborgen veiligheden ook toe op mogelijke onveiligheden.”

'We kunnen de BV Nederland een dienst bewijzen'

Het permanent inzetten van inspectietechnieken om het beheer van (ondergrondse) kunstwerken te verbeteren of vergemakkelijken, is nog geen gemeengoed. De snelle ontwikkelingen in de ICT, waardoor veel grotere hoeveelheden data snel en gemakkelijk kunnen worden verwerkt, maken wel veel meer mogelijk. Michiel Post en Ingar Luttik, twee van de drie directeuren van Nebest, constateren dat de tijd rijp is voor een volgende stap.

Juni 2013

“Inspecties worden vooral ingezet in de bouwfase en bijvoorbeeld om aan te tonen dat renovatie of vervanging nodig is. Je zou een stap verder kunnen gaan door duurzaamheidsparameters te meten gedurende de levensduur van een kunstwerk. Technisch is er al veel mogelijk, maar het valt nog niet mee opdrachtgevers te overtuigen dat het zinvol is”, aldus Michiel Post. “Toch denk ik dat we de BV Nederland daarmee een dienst zouden bewijzen. Bij tunnels kun je bijvoorbeeld vervorming meten. Elke geotechnicus weet dat zetting plaatsvindt. Dat kun je ook eens per jaar meten, maar dan heb je geen gegevens over bijvoorbeeld seizoensinvloeden of gebeurtenissen in de omgeving. Continu meten lijkt duur, maar kan een relevant systeem zijn.”

“Het valt op dat we in Nederland sterk op de theorie vertrouwen. Analyse van het feitelijk functioneren – hoe stevig is het nou écht – vindt veel minder plaats, terwijl het best zou kunnen. Je ziet het bijvoorbeeld terug in het ijkdijkproject, waarbij met sensoren wordt gemeten hoe een dijk onder bepaalde omstandigheden reageert. Met tunnels zouden we ook die kant op kunnen. In de civiele techniek is er niet van nature de houding om het gelijk van de sommetjes ook in de praktijk te willen bewijzen. Daar staat tegenover dat iedere beheerder zich meer en meer bewust is van de risico’s die zijn gebruikers lopen.”

ICT maakt het verschil

Ingar Luttik: “Meetdata zijn dankzij ICT toegankelijker. We kunnen veel meer data verstouwen. Eerst konden we alleen aflezen, daarna de data mee naar huis nemen en nu kunnen we op afstand realtime aflezen. Er zijn al systemen waarmee je een tunnel in z’n geheel kunt scannen door erdoorheen te rijden. Je combineert dan visuele inspectie met infrarood en laser. Dat levert elke keer een totaalbeeld op dat je als het ware over de vorige meting heen kunt leggen. Je kunt ook permanent meten en daar een signalering aan koppelen als bepaalde waarden overschreden worden. Kortom, je kunt de werkelijkheid bijhouden, zowel de degradatie op termijn als acute ontwikkelingen. Een calamiteit als het opdrijven van de Vlaketunnel had je met het juiste permanente inspectiesysteem vermoedelijk kunnen zien aankomen.”

Dat inspectietechnieken nog weinig of niet als beheerinstrument worden gebruikt, heeft onder meer te maken met kinderziektes uit het recente verleden. Michiel Post: “De beschikbare systemen moeten nog verder ontwikkeld worden en betrouwbaarder worden. We hebben bijvoorbeeld bij diverse tunnels gezien dat valse meldingen van hoogtedetectie de geloofwaardigheid van beheer op afstand aantasten.”

“Tegelijkertijd zien we al wel dat we in een beperkte pilot permanente inspectie toepassen ten aanzien van chloride-indringing bij de Westerscheldetunnel, omdat dat daar als reële bedreiging wordt gezien. De ultieme vraag is immers of een kunstwerk veilig beschikbaar is. Dat wordt meer en meer bepaald door een integrale benadering, waarbij inventarisatie van de grootste risico’s vanzelf tot de meest rationele uitrol leidt. In theorie kun je een heel systeem continu bewaken. De risico’s bepalen de keuzes daarin.”

Sluiskiltunnel
Nebest is onder meer actief bij de Sluiskiltunnel. Het bedrijf houdt daar toezicht op het boorproces, waarbij recent de eerste mijlpaal werd bereikt. Na ongeveer drieënhalve maand boren, arriveerde tunnelboormachine Boorbara op 15 mei jl. aan de overkant van het Kanaal van Gent. Daarmee is de noordbuis (1140 meter lang) voor een groot deel af. Onderstaande video legt het boorproces uit:

Betrekkelijk nieuw

Inspectie van kunstwerken is nog betrekkelijk nieuw, maar neemt in belang toe naarmate Nederland meer oudere constructies telt. “Toen Nebest vijfentwintig jaar geleden met inspecties van kunstwerken begon, was er nog geen sprake van een systematische landelijke aanpak. Wij hebben nog meegeholpen aan het opzetten van het Data Informatiesysteem Kunstwerken (DISK), weet ik uit overlevering”, vertelt Michiel Post. “Inmiddels wordt er systematisch gewerkt vanuit een analysekader, waar de faalkans uitgangspunt is voor de aanpak. De mbo-opgeleide visueel inspecteurs van vroeger zijn nu instandhoudingsadviseurs met een hbo-opleiding. Zij analyseren en adviseren vervolgens over de wenselijke aanpak.”

“Visueel inspecteren is nog steeds de basis, maar kan aanleiding geven voor nader onderzoek met allerlei verschillende inspectietechnieken. Langdurig onderzoek naar zettingen kun je doen met landmeetkundig gereedschap, maar inmiddels ook met geavanceerde sensoren.”

Technische ontwikkelingen

De belangrijkste ontwikkelingen zijn ICT-gerelateerd. Het gebruik van betonradar is niet nieuw, maar toepassing met behulp van een handzaam apparaat, waarbij de dataverwerking in het apparaat zelf plaatsvindt, is een optimalisatie die te danken is aan ontwikkelingen in de ICT. “Innovatie zie ik vooral in gebruik en analyse”, zegt Ingar Luttik. “We hebben het niet echt over noviteiten, anders dan dat verschillende technieken geïntegreerd worden.”

Tramtunnel

In 1996 begon de bouw van het Souterrain in Den Haag, een 1.250 meter lange tramtunnel onder de Grote Marktstraat met twee ondergrondse stations en tussen deze stations een 600 meter lange ondergrondse parkeergarage met twee parkeerlagen.

Volgens de planning zou het project voor het jaar 2000 gereed zijn, maar door grondwaterproblemen kwam het project ruim twee jaar stil te liggen en moest voor de afbouw gebruik worden gemaakt van een speciale bouwtechniek. Uiteindelijk werd de tunnel in 2004 in gebruik genomen. Sindsdien wordt hij gebruikt voor diverse tramlijnen en inmiddels ook door RandstadRail.

Tot de bouw van de tunnel werd besloten om het bovengrondse winkelgebied leefbaar en goed bereikbaar te houden. Dat is ondanks de problemen tijdens de bouw uitstekend gelukt. De drukke Grote Marktstraat is veranderd in een rustige, chique winkelpromenade en de ruim dertig trams per uur vervoeren dagelijks duizenden bezoekers naar en van de ondergrondse stations Spui en Grote Markt.

De Haagse tramtunnel, ook wel het Souterrain genoemd. (Foto: Flickr/Marco Raaphorst)

Bouwmethode

De tunnel is gebouwd volgens de wanden-dakmethode om overlast op maaiveld zoveel mogelijk te voorkomen. De wanden bestaan voor het grootste deel uit diepwanden en alleen ter plaatse van de Kalverstraat uit stalen damwanden. Op de meeste plaatsen staan de wanden zeer dicht op de bestaande bebouwing, die voornamelijk op staal is gefundeerd.

Over het grootste deel van het tracé bedraagt de afstand tussen de wanden ongeveer 15 meter, alleen ter plaatse van de stations staan ze circa 25 meter uit elkaar. Op de plekken waar de tunnel 15 meter breed is, is de bouwput aan de onderzijde voorzien van een groutboog, die bestaat uit korte elkaar overlappende jetgroutkolommen in de vorm van een afgevlakte ‘U’. De jetgroutboog is aangebracht om het grondwater tegen te houden en om de verticale kracht op de bouwputbodem door de opwaartse waterdruk naar de wanden te leiden. Verder functioneerde de boog tijdens de bouw als stempel voor de wanden. Hiervoor was het nodig dat de boog zo hoog mogelijk in de grond zat, zodat de stempelfunctie optimaal was en de wanden zo min mogelijk zouden vervormen. Het toepassen van een groutboog voor deze drie functies was nieuw.

Ter plaatse van de stations was de bouwput te breed om een groutboog te kunnen toepassen. Hier is gebruik gemaakt van een gellaag voor de verticale stabiliteit en het tegenhouden van het grondwater. Deze oplossing was in ons land al diverse keren met succes toegepast.

Groutboog niet waterdicht

De bouw startte in maart 1996. Het aanbrengen van de diepwanden en damwanden verliep vrijwel zonder verzakkingen van de nabijgelegen bebouwing. Toen het dak was aangebracht werd begonnen met het ontgraven van de bouwput. In februari 1998 was de bouwput op de Kalvermarkt bijna volledig ontgraven, toen er via wellen grondwater omhoog kwam. De groutboog bleek niet waterdicht. Er werd nog geprobeerd om de wellen te dichten met injecties en het aanbrengen van geotextiel en ‘big bags’ als ballast, maar dit bleek niet te werken. Nadat er naast de damwand een gat in de straat ontstond door weggespoeld zand, werd besloten om de lekkage te stoppen door de bouwput onder water te zetten. Hierdoor kwam de bouw stil te liggen.

Deze situatie duurde uiteindelijke ruim twee jaar. In deze periode werd beoordeeld of de lekkage aan de Kalvermarkt een incident was of dat de onbeheersbare welvorming inherent was aan de in het bestek voorgeschreven bouwmethode met de groutboog. Uit een faalkansanalyse bleek dat de kans om meer lekken in de groutboog groot was en dat het weggraven van grond boven een lekke groutboog alleen veilig is als er voldoende grond achterblijft op de boog. Bij de tramtunnel was een dergelijke gronddekking niet haalbaar, omdat de grond op sommige plekken vrijwel tot op de boog ontgraven moest worden.

Tramkom heeft daarom gezocht naar een alternatieve methode voor het afbouwen van de tunnel. Na verschillende opties te hebben bekeken, is besloten om de delen met een groutboog onder verhoogde luchtdruk (1,14 bar) af te bouwen om te zorgen dat er nauwelijks een verschil zou zijn met de waterdruk onder de groutboog. In juni 2000 werd voor de delen met een groutboog het contract omgezet in een ‘design & construct’. Tramkom nam daarmee de verantwoordelijkheid op zich voor het gewijzigde ontwerp. Verder werd afgesproken dat de overige delen van de tunnel volgens het bestek werden afgebouwd.

Verhoogde luchtdruk

Het afbouwen onder verhoogde luchtdruk, had ingrijpende gevolgen. Zo moesten er luchtsluizen worden gemaakt voor mensen en materieel en moest alle afgegraven grond via deze sluizen worden afgevoerd. Om de luchtkwaliteit in de compartimenten met hoge luchtdruk goed te houden werd er alleen met elektrisch materieel gewerkt. Verder konden de bouwers minder lang werken en moesten elke keer bij het verlaten van het compartiment maatregelen worden genomen om ‘caissonziekte’ te voorkomen.

Ook constructief waren er extra maatregelen nodig om geen problemen te krijgen door de hogere druk. Bij tunnel onder de Kalvermarkt moest de vloer boven de eigenlijke tramtunnel – die al was gestort – tijdelijk met een staalconstructie worden verstevigd. Verder moesten hier groutankers worden aanbracht om te voorkomen dat de stalen damwanden omhooggedrukt zouden worden. Onder de Grote Marktstraat was de vloer boven de tunnel nog niet gestort. Om deze vloer geschikt te maken voor de verhoogde luchtdruk werd hij veel zwaarder uitgevoerd en werd gekozen voor een andere verbinding met de diepwanden. Verder werd er tijdelijk ballast op de vloer geplaatst.

Bemalingsproblemen

In de zomer van 2000 werd ook het ontgraven van de bouwput voor station Spui hervat. In juli ontstond hier een wel, vlakbij het compartimenteringsscherm dat de bouwput van station Spui en de bouwput van de Kalvermarkt scheidde. Deze laatste stond nog onder water. Na enkele uren bezweek het scherm en liep ook de bouwput bij het Spui onder. Om dit probleem te verhelpen werd eerst het scherm versterkt en vervolgens grond tegen het scherm aangebracht. Daarna kon het water uit de bouwput Spui worden gepompt.
De maanden daarna bleef de bemaling – die gedurende de tweejarige bouwstop steeds had gefunctioneerd en water wegpompte tussen de gellaag en een daar boven gelegen veenlaag – problematisch. Filters slibden dicht waardoor onvoldoende grondwater kon worden weggepompt. Daardoor dreigde de waterspanning onder de veenlaag zo hoog te worden dat deze zou opbarsten en vervolgens de diepwanden zouden vervormen.

Om de bemaling weer op het gewenste niveau te krijgen, zijn verschillende maatregelen genomen. De grond uit de bouwput is in sleuven van ongeveer zes meter afgegraven over de breedte van de bouwput. Nadat een sleuf was ontgraven is hierin een werkvloer gestort die tegelijkertijd als stempel diende. Voor de bemaling is een groot aantal grondpalen aangebracht, die op de hoogte van de veenlaag waren ‘afgestopt’ en daaronder waren voorzien van een filter. Dat maakte het mogelijk om deze palen ‘aan’ en ‘uit’ te zetten. Pas als het ontgraven begon startte de bemaling. Door deze werkwijze hoefde de bemaling per sleuf slechts drie weken te werken.

Inzichten

Door alle problemen werd de tunnel uiteindelijk ruim vier jaar later in gebruik genomen dan gepland en namen de bouwkosten met circa 100 miljoen euro toe. Na deze moeilijke start, functioneert de tunnel goed. De problemen hebben ook tot de nodige inzichten geleid. Zo concludeert de Delftse hoogleraar funderingstechniek Frits van Tol in 2004 in een artikel in het blad Geotechniek onder andere dat de Tramtunnel nog eens heeft duidelijk gemaakt dat bij ondergronds bouwen:
voldoende robuust moet worden ontworpen
rekening moet worden gehouden met afwijkingen in de bodem en de gerealiseerde (deel)constructies
vooraf moet worden geïnventariseerd welke gevolgen het falen van onderdelen van de constructie hebben
en vooraf maatregelen moet zijn voorbereid om de gevolgen van falen te minimaliseren.
Ook geeft hij aan dat bij de toepassing van waterkerende lagen die zijn gemaakt met groutinjecties, altijd rekening moet worden gehouden met lekken. Verder adviseert hij om softgellagen alleen als waterremmende laag te gebruiken als de bouwfase niet langer dan twee jaar duurt.

Overijssel: ondergrond vergroot je ruimte

Overijssel is een provincie met heel gevarieerde landschappen. Ook ondergronds is er veel veelzijdigheid. De provincie maakte een inspirerende folder over het scala aan mogelijkheden dat de ondergrond biedt.

Voor de folder is gekeken naar alle kwaliteiten en functies vanaf maaiveld tot in de diepe ondergrond; van aardkundige waarden tot en met zoutwinning. Naast functies als levering van grondstoffen vervult de ondergrond ook natuurlijke functies, zoals filtering en berging van grondwater. In totaal kunnen er wel zo’n dertig verschillende functies worden onderscheiden, die vaak ook interacties hebben.

Niet alle ondergrondse en bovengrondse functies zijn naast of boven elkaar mogelijk. Daarbij spelen het schaalniveau en de effecten van ingrepen in de ondergrond op de lange termijn ook een rol. Er moeten dan ook steeds vaker afwegingen worden gemaakt. Hiervoor vormt de provinciale omgevingsvisie, waar de Visie op de Ondergrond integraal onderdeel van is, de basis. De centrale ambitie is om balans te vinden tussen gebruik en bescherming van de ondergrond, waarbij soms ook herstel nodig is. Daarnaast wordt bij maatschappelijke opgaven gekeken naar de rol die de ondergrond daarbij kan spelen.

Bij het zoeken naar oplossingen en het maken van afwegingen wordt nadrukkelijk de relatie gelegd met de bovengrondse ontwikkelingen. Er wordt gewerkt vanuit een integrale en gebiedsgerichte aanpak. Dit betekent dat de ondergrond direct wordt meegenomen in gebiedsprocessen en dat de kansen en beperkingen van de ondergrond in beeld worden gebracht. De folder laat dit zien: in een dwarsdoorsnede van Overijssel zijn de projecten weergegven waarbij de ondergrond een bijdrage levert.

>> Lees het interview met Jaya Sicco Smit, die als beleidsontwikkelaar ondergrond van de provincie Overijssel betrokken was bij de realisatie van de folder

Ruimte voor duurzaamheid

Het waarmaken van de ambitie om in de Rotterdamsebaan de meest duurzame tunnel van Nederland te maken, vraagt om nieuwe invalshoeken, kruisbestuiving en inspiratie. Duurzaam ontwerper en ondernemer Daan Roosegaarde en vijftien dwarsdenkende jongeren van NXT Generation gaven het voorbeeld.

Daan Roosegaarde en de jongeren zorgden met hun verhalen voor inspiratie tijdens de kickoffbijeenkomst van het expertteam dat de duurzaamheidsdoelen voor de Rotterdamsebaan gaat benoemen en er EMVI-criteria voor opstelt. “Zoek naar creëerplekken waar verschillende disciplines samenwerken en waar je de ruimte krijgt om foutjes te maken. Dan doe je opeens dingen die je nooit alleen had kunnen bereiken”, aldus Roosegaarde. Aan de hand van een aantal voorbeelden liet hij de experts en andere aanwezigen zien hoe verwondering en ‘anders kijken’ tot onverwachte inzichten en oplossingen kan leiden. Beroemd is zijn idee voor glow in the dark-belijning op snelwegen, waarin hij veiligheid en besparing op energiekosten voor verlichting combineert. In het voetgangersgedeelte van de Maastunnel in Rotterdam stond het tijdelijke kunstwerk Dune 4.1. De honderden ledlampjes reageerden op het geluid en de beweging van passanten. Dit had veel effect op de beleving; de tunnel werd zelfs een gewilde locatie voor trouwreportages.

Daan Roosegaarde tijdens de kickoffbijeenkomst. (Foto: COB)

Ook NXT Generation zorgde voor inspiratie. Het team doet mee aan de FIRST LEGO League, een wedstrijd die jongeren tussen de negen en vijftien jaar uitdaagt om de maatschappelijke rol van techniek en technologie te onderzoeken. Hiervoor bedachten ze een ondergronds tunnelsysteem om een stadje tegen tornado’s te beschermen. Voor de Rotterdamsebaan hebben ze een aantal aanbevelingen opgesteld onder het motto ‘Duurzaam moet je niet doen, maar duurzaam moet je zijn’. Bedrijven die bij de bouw van de tunnel betrokken zijn, moeten bijvoorbeeld laten zien dat ze zelf ook duurzaam zijn. Verder moet er van tevoren nagedacht worden over toekomstig hergebruik: waar ga je de tunnel voor gebruiken als er niet zo veel verkeer meer is?

Dit was de Onderbreking Duurzaamheid

Bekijk een ander koffietafelboek: