Voorspoedige bouw dwarsverbindingen Corbulotunnel

Een speciaal team van aannemerscombinatie Comol5 legt de acht dwarsverbindingen aan tussen de geboorde tunnelbuizen van de Corbulotunnel. Om de planning te halen, gebruiken ze voor elke verbinding een afzonderlijke vriesinstallatie. Verder passen ze een speciale stalen verstevigingsmanchet toe die ervoor zorgt dat de raakvlakken met andere werkzaamheden minimaal zijn. Andere teams werken ondertussen aan de afbouw van de tunnelbuizen.

De Corbulotunnel, onderdeel van de RijnlandRoute, is de eerste boortunnel die volgens de Landelijke Tunnelstandaard (LTS) wordt gebouwd. Het veiligheidsconcept van de LTS schrijft voor dat mensen bij een calamiteit in een tunnelbuis in de dwarsverbindingen moeten wachten totdat de andere tunnelbuis is ‘leeggereden’.

“Als opdrachtgever wilden we er zeker van zijn dat de oppervlakten van deze ‘wachtruimten’ voldoende groot zouden worden”, vertelt projectmanager Arjan van der Put namens opdrachtgever provincie Zuid-Holland. “Daarom hebben we ervoor gekozen om vooraf de benodigde vierkante meters te laten uitrekenen en deze als randvoorwaarden mee te geven aan de opdrachtnemer.” Aannemerscombinatie Comol5 maakt de dwarsverbindingen in de Corbulotunnel hierdoor aanzienlijk breder dan in eerder gebouwde boortunnels. Verder heeft de aannemerscombinatie ervoor gekozen om de afstand tussen de tunnelbuizen – die bij de toeritten minder dan vijf meter is – op het tussenliggende deel te vergroten tot ruim negen meter. Daardoor zijn de dwarsverbindingen op dit deel langer, wat zorgt voor extra vierkante meters wachtruimte.

‘Na ontgraving hebben de dwarsverbindingen in deze tunnel een diameter van bijna vijf meter.’

Van der Put: “Na ontgraving hebben de dwarsverbindingen in deze tunnel een diameter van bijna vijf meter, terwijl de diameter in oudere boortunnels maximaal drie meter is. Het was dus duidelijk dat we hier buiten de gangbare afmetingen zouden gaan en aangezien het diameterverschil fors is, hebben wij de aannemer vooraf gevraagd aan te tonen dat die grotere diameter geen problemen zou veroorzaken.”

Beproefde techniek

VINCI Construction, de partij binnen ons consortium die de bouw van de dwarsverbindingen uitvoert, schrok niet van de grotere diameter en kon vrij eenvoudig aantonen dat we deze verbindingen veilig kunnen maken”, licht projectmanager Bart van den Heijkant van Comol5 toe. “De bouwmethode voor het maken van de dwarsverbindingen is een beproefde techniek, die al bij allerlei boortunnels en in allerlei grondsoorten in binnen- en buitenland is toepast. In grote lijnen komt de aanpak erop neer dat je met vrieslansen de grond tussen de tunnelbuizen bevriest. Vervolgens ontgraaf je de bevroren grond en breng je als tijdelijke versteviging spuitbeton aan op de wanden. Daarna stort je de definitieve wanden en de vloer. Als dat is gebeurd en alles waterdicht is, kunnen de vrieslansen eruit en kan de dwarsverbinding verder worden afgewerkt.”

De Corbulotunnel krijgt in totaal acht dwarsverbindingen. Van den Heijkant: “Vooraf dachten we dat we twee van de acht – die in het ondiepe deel van de tunnel komen – in kleiachtige grond zouden moeten bouwen. Uiteindelijk bleek dat maar voor één verbinding te gelden. Het bevriezen van klei is door de aanwezigheid van ‘gebonden water’ – water dat vastzit aan kleimineralen – lastiger dan het bevriezen van zand. Daarom hebben we proeven gedaan om er zeker van te zijn dat dit niet voor complicaties zou zorgen.”

‘Vanwege de grote diameter van de dwarsverbindingen hadden we veel tijd en ruimte nodig voor het boren van de gaten voor de vrieslansen.’

Van den Heijkant: “Bij de bouw van de dwarsverbindingen hebben we diverse optimalisaties doorgevoerd. We maken ze bijvoorbeeld allemaal volledig vanuit de zuidelijke tunnelbuis. Dat doen we om ervoor te zorgen dat werkzaamheden zoals de bouw van de tweeënhalve meter hoge kabel-en-leidingenkokers en het aanbrengen van de grondaanvulling in de noordelijke buis (die als tweede is geboord) ongehinderd kunnen doorgaan. Vanwege de grote diameter van de dwarsverbindingen hadden we namelijk veel tijd en ruimte nodig voor het boren van de gaten voor de vrieslansen. Dit betekende dat op de plek van de dwarsverbindingen nog geen leidingkoker en grondaanvullingen mochten zitten om de eerste fase van de vrieslansen te kunnen uitvoeren. In de zuidelijke tunnelbuis hebben we daarom steeds een deel van de buis vrijgelaten.”

“Bij elke dwarsverbinding hebben we de vrieslansen in twee fasen geboord. Eerst hebben we vanaf de tunnelvloer – dus onder het toekomstige niveau van het wegdek – de gaten van de onderste halve cirkel geboord. Toen de vrieslansen hier waren aangebracht, hebben we de kabel- en leidingenkokers geplaatst en de grond aangevuld tot het wegdekniveau. Vervolgens hebben we de gaten van de bovenste halve cirkel geboord. Nadat de lansen ook hier waren geplaatst, hebben we in beide tunnelbuizen een speciale stalen verstevigingsconstructie aangebracht, de zogeheten inner collar. Ook deze constructie is een optimalisatie. De inner collar zorgt voor de stabiliteit van beide tunnelbuizen tijdens de bouw van de dwarsverbindingen en vereenvoudigt de aansluiting tussen deze verbindingen en de tunnelbuizen. Bovendien zijn door de beperkte afmetingen van de inner collar én de bevestiging aan de tunnelsegmenten geen stempels nodig. Een belangrijk voordeel daarvan is dat andere werkzaamheden die in de tunnel moeten plaatsvinden, geen hinder ondervinden en gewoon kunnen doorgaan. Dat is echt anders dan bij eerdere gebouwde boortunnels.”

Reserve-installatie

“Na het aanbrengen van de inner collars hebben we de grond bevroren tot circa -32 graden Celsius”, vertelt Van den Heijkant. “Tijdens het vriesproces hebben we met temperatuurlansen voortdurend de grootte van het ijslichaam gevolgd. Daarnaast brachten we in het midden van het grondlichaam een drainagebuis aan met een kraantje. Zo lang hier water uitkwam, wisten we dat het ijslichaam nog niet dicht was. Verder voerden we continu metingen uit in de tunnelbuizen om vervormingen van buizen goed te kunnen monitoren.”

Van der Put: “Het bevriezen van de grond is noodzakelijk om de grond te stabiliseren en lekkages van grondwater tijdens het maken van de dwarsverbindingen te voorkomen. Het uitvallen van een vriesinstallatie tijdens de bouw van een dwarsverbinding is dan ook een groot risico. Om dat risico te beheersen, heeft Comol5 altijd een reserve-installatie gereed staan en is er ook nog een tweede back-up-installatie beschikbaar.”

‘Om de opening in de tunnelwand voor een dwarsverbinding te kunnen maken, moest het cirkelvormige ijslichaam minimaal anderhalve meter dik zijn.’

“Om de opening in de tunnelwand voor een dwarsverbinding te kunnen maken, moest het cirkelvormige ijslichaam minimaal anderhalve meter dik zijn”, legt Van den Heijkant uit. “Bij de zeven dwarsverbindingen in het zand duurde dit circa acht weken en bij de dwarsverbinding in de klei ongeveer twaalf weken. Voordat we het gat in de wand maakten, was er nog een uitgebreide controle door onze constructeur en een expert van VINCI. Als alles goed was, boorden en zaagden we het beton weg en begonnen we met het ontgraven van de grond. Dit moest heel beheerst gebeuren om de stabiliteit van de doorgang niet in gevaar te brengen. De middelste kern verwijderden we met een kleine graafmachine en de buitenring met een op afstand te bedienen freeskop. Telkens als we in de lengterichting een meter hadden ontgraven, verstevigden we de wand met een laag spuitbeton van vijftien centimeter dik. Dan ontgroeven we weer een meter en brachten we zowel in het eerste als het tweede deel weer vijftien centimeter spuitbeton aan. Dit herhaalden we totdat we bij de wand van de tweede tunnelbuis waren, waar eerder al aan de binnenzijde de stalen verstevigingsring was aangebracht. Vervolgens maakten we ook in deze wand een opening.”

Petje af

Na het aanbrengen van het spuitbeton heeft Comol5 drie lagen folie aangebracht met injectiekanalen om eventuele lekken zo nodig later nog te kunnen dichten. Daarna is wapening aangebracht en is de vloer gestort. Vervolgens zijn de wanden stapsgewijs gestort, met dilatatieprofielen die bij eventuele lekkage ook nog kunnen worden geïnjecteerd. Voor het storten van de wanden heeft Comol5 een speciaal ontwikkelde opklapbare stalen bekisting gebruikt.

Halverwege juli 2021 rondde Comol5 de ontgraving van de laatste dwarsverbinding af en de verwachting is dat eind oktober of begin november de laatste betonwerkzaamheden gereed zijn. Van der Put neemt daar zijn petje voor af: “De afgelopen maanden hebben acht vriesinstallaties staan draaien en heeft de aannemer in sets van twee de dwarsverbindingen gemaakt. Daarvoor is de hele periode in volcontinue ploegendiensten gewerkt. En ondertussen is ook de rest van de werkzaamheden in de tunnelbuizen doorgegaan. Dat is echt een superpresentatie.”

Weinig problemen

Vooraf werd het als een groot probleem gezien: drie van de acht dwarsverbindingen moesten worden gemaakt op de plek waar de bodem verontreinigd is met gechloreerde koolwaterstoffen afkomstig van een voormalige zilverfabriek. Van der Put: “Bij het boren van de hoofdbuizen waren we natuurlijk al door de verontreinigde grond gegaan. Toen leverde het nauwelijks problemen op. Voor een deel komt dat doordat de aannemer ervoor koos om te boren met een vloeistofschild. Daarbij wordt de grond, vermengd met bentoniet, via leidingen naar een scheidingsinstallatie getransporteerd en is er geen fysiek contact met de grond. Bij het maken van dwarsverbindingen is dat contact er wel. Daarom hebben we samen met de aannemer een plan opgesteld met maatregelen zoals extra ventilatie, meetapparatuur om de vluchtige verontreinigingen te kunnen detecteren, extra toezicht, het bemonsteren van het drainwater en extra beschermingsmiddelen voor de bouwers, zoals mondmaskers en speciale pakken. Uiteindelijk waren niet alle maatregelen nodig. Zo bleek uit fysieke bemonstering dat we onder de interventiewaarden bleven. Voor de zekerheid hebben we de weggegraven grond toch apart gehouden en het vrijkomende water apart opgevangen.”