Loading...

De Onderbreking

Keuzes maken

Keuzes maken

Multifunctionele waterkeringen

Noord-Holland, Waterwolftunnel

Veiligheid vs. beschikbaarheid verdiepte liggingen

Ontwikkelen vanuit permanente tijdelijkheid

Afstudeeronderzoek: veilige tunnel door snelle branddetectie

220 miljoen euro leefbaarheidsbaten bij A2 Maastricht

Maastricht, A2 Maastricht

In Focus: Ondergronds in Overijssel

Kennisbank

Keuzes maken

Op 8 december 2016 werd de langetermijnvisie op tunnels gepresenteerd: het COB-netwerk heeft hiermee een richting gekozen ten aanzien van tunnels. Op het gebied van ondergronds bouwen zijn er vele keuzes te maken.

De eerste keuze wordt al gemaakt vóór er ondergronds wordt gebouwd, want vaak is een bovengrondse oplossing ook mogelijk. Wanneer zijn de baten van het ondergrondse alternatief zo hoog dat het de initiële kosten waard is? Hoe maak je deze afweging? Als het ondergrondse bouwwerk er eenmaal is, blijven de keuzes komen. Tijdens het ontwerp, de bouw én tijdens het gebruik. Er moet soms (ver) vooruit worden gekeken bij het nemen van beslissingen.

Multifunctionele waterkeringen: werken aan een doorbraak

Nederland staat met het oog op de klimaatverandering opnieuw voor een omvangrijk waterbeschermingsprogramma. Bij uitstek een vraagstuk waar je Nederlandse ingenieurs voor moet hebben. Zeker als daarbij sprake is van multifunctionele waterkeringen, waarbij ondergrondse toepassingen kunnen bijdragen aan een totaaloplossing.

Klaas Strijbis (oud-directeur Movares) en Hans Pluckel (Hoogheemraadschap van Rijnland) zien mogelijkheden voor zogeheten win-winprojecten, maar er zijn nog wel wat hindernissen te slechten. Multifunctionele oplossingen vragen immers om een integrale benadering. Bestuurlijke versnippering en een gebrek aan gemeenschappelijke ambitie worden vaak als oorzaak genoemd voor het niet benutten van kansen met een hoog maatschappelijk rendement. Het werken vanuit een gezamenlijke visie, gebaseerd op het maximaal creëren van economische waarde, kan daar volgens Strijbis en Pluckel een einde aan maken.

De discussie speelt al langer. Klaas Strijbis: “Ik heb een aantal jaren geleden de kat de bel aangebonden, omdat ik het niet-gebruikmaken van de ondergrond bij de kustverdediging bij Noordwijk aan Zee (zie kader) als een gemiste kans zag. Natuurlijk worden waterkeringen heel zorgvuldig en weloverwogen aangelegd, maar de vraag blijft of je het vanuit een breder perspectief met veel meer maatschappelijk rendement had kunnen doen. In Noordwijk aan Zee had het idee van een parkeergarage in de dijk-in-duin-oplossing een economische en ruimtelijke kwaliteitsimpuls aan deze gewilde badplaats kunnen geven, doordat je duizenden auto’s van straat had kunnen halen en daarmee ruimte had gecreëerd voor hoogwaardige herontwikkeling van huidige laagwaardige parkeervoorzieningen. In Katwijk zien we gelukkig nu een mooie evolutie naar een combinatie van ondergrondse en bovengrondse toepassingen.”

Dijk-in-duin Katwijk
In Katwijk wordt een ondergrondse parkeergarage onder de toekomstige boulevard gerealiseerd, direct binnendijks van een straks versterkte kustwering. Er lag een verdergaand voorstel, de zogeheten Multikering, waarbij een parkeergarage en aanvullende functies, zoals een bibliotheek in de dijk, waren geïntegreerd. Het idee werd in 2011 beloond met een nominatie voor de Schreudersprijs. De stuurgroep Kustwerk Katwijk heeft in 2012 gezegd dat dit plan geen extra voordelen opleverde. De ultieme integrale oplossing bleek dus niet haalbaar. Desalniettemin was er sprake van een baanbrekende multifunctionele aanpak. Hans Pluckel: “De dijk-in-duin-oplossing voor Katwijk had als voordeel dat het geheel zo laag mogelijk kon blijven en de afstand van het dorp tot de zee korter zou zijn. De meerkosten voor deze oplossing hebben we met bijdragen van de gemeente, de provincie Zuid-Holland en Rijnland opgelost. Maar als hoogheemraadschap zijn we conform de waterschapswet primair verantwoordelijk voor de waterveiligheid en dus niet voor parkeren. We hebben wel gezegd dat als de gemeente Katwijk geld beschikbaar zou stellen en het project binnen de gestelde tijd kon worden afgerond, we het alternatief wilden onderzoeken. Dat is ook gebeurd. Daarbij was sprake van een integrale afweging, waarin kustveiligheid, -ecologie en -economie een rol hebben gespeeld.”

In december 2013 is in Katwijk gestart met het aanleggen van de ‘dijk-in-duin’: een dijk van zand bekleed met stenen, met daaroverheen nieuwe, bredere duinen. De extra duinen verminderen de golfslag op de dijk. Daarnaast maakt deze constructie het mogelijk om een ondergrondse parkeergarage aan te leggen langs de boulevard. (Beeld: OKRA landschapsarchitecten)

“Bij de waterschappen is heden ten dage veel meer zicht op andere vragen vanuit de samenleving dan alleen de waterveiligheid”, vervolgt Pluckel. “Het is niet meer de ivoren toren van weleer. We zijn nog in transitie, maar je ziet al wel veranderingen. Van de dertig hoofdingelanden bij Rijnland worden er eenentwintig rechtstreeks gekozen. Dat leidt tot bestuurders met andere achtergronden, zodat meer belangen en inzichten worden meegewogen. We werken nu van buiten naar binnen op basis van gedeelde belangen. Je ziet bij het Hoogheemraadschap van Rijnland dezelfde omslag in denken als bij de Tweede Deltacommissie. Zoals bij het programma Ruimte voor de Rivier steeds tot een algehele belangenafweging is gekomen, zo werkt dat nu ook bij de kustversterking.”

Multikering
Het verdergaande voorstel voor de Multikering Katwijk, dat voortkwam uit het Kennisprogramma Multidijk van CURNET, is in 2011 getoetst door het programmabureau van het Hoogwaterbeschermingsprogramma op de technische haalbaarheid en de kosten. “Hieruit is geconcludeerd dat het principe van de Multikering kan, maar dat er naar verwachting geen reële ruimtelijke voordelen zijn ten opzichte van het voorkeursalternatief”, aldus een persbericht van de gemeente Katwijk. “Het idee van Multikering moet op een aantal fronten aangepast worden om aan de veiligheidsnorm te kunnen voldoen. Daarbij vervallen de voordelen van dit mooie idee grotendeels. Met de noodzakelijke aanpassingen vervallen naar verwachting ook grotendeels de financiële voordelen, waardoor de Multikering op eenzelfde prijsniveau uitkomt als het voorkeursalternatief.” Hans Pluckel over die afweging: “Je kunt zeggen dat we technisch behoudend zijn geweest, maar wel alle doelen hebben gediend. Als het nog slimmer kan: prima. Maar maak dan een voorbeeldproject. Zorg dat er ruimte komt om te experimenteren. Zorg voor proeven. Zorg dat je je huiswerk hebt gedaan.”

Het ontwerp voor Multikering Katwijk werd in 2011 genomineerd voor de Schreudersprijs. (Beeld: DP6)

Juweeltjes
In het gesprek komen verschillende voorbeelden voorbij van geslaagde multifunctionele toepassingen op basis van integrale samenwerking. Bijvoorbeeld de Hafencity in de Duitse havenstad Hamburg, waar ‘Hochwasserschutz’ samengaat met ruimtelijke kwaliteit, wonen en parkeeroplossingen. “Of neem het project Ruimte voor de Rivieren”, zegt Klaas Strijbis. “Dat loopt al zo’n vijftien jaar vrijwel geruisloos. Per saldo is de waterveiligheid aanzienlijk vergroot, zijn de ruimtelijke kwaliteit en de economische waarde toegenomen, en zijn knelpunten opgelost. Het project Stadshavens in Rotterdam kan ook een mooi voorbeeld worden. Dat project ligt in feite aan open zee. Daar wordt door de gemeente Rotterdam een gewenst programma neergelegd, met experimenteerruimte voor innovaties, die je later ook wereldwijd kunt uitzetten. Zo’n aanpak zou vaker moeten kunnen lukken.”

Klaas Strijbis pleit voor meer lef bij bestuurders: “Je moet bestuurders hebben die koploper willen zijn. Willen we verder komen, dan hebben we mensen nodig die hun nek uitsteken. Het is een gegeven dat projecten complexer worden zodra je een bestuurlijke grens overgaat. We hebben dus mensen nodig die zo’n gezamenlijke ambitie willen dragen.” Tegelijkertijd wijst hij op de rol van het COB. “Het COB zou bij dit soort opgaven meer kunnen koersen op het bevorderen van het verticaal denken en het afwegen van ondergronds/bovengronds bouwen. Verbreed het draagvlak naar provincies, gemeenten en waterschappen. Praat met het IPO, de G4, de G30 en kennisinstellingen als Platform31. Breid je scope uit naar meer partijen die de afweging ondergronds/bovengronds in hun beleid kunnen maken. Daar liggen kansen.”

Bewijsvoering
Vanuit zijn bestuurlijke ervaring stelt Hans Pluckel dat de bewijsvoering in de vorm van pilotprojecten noodzakelijk is om bestuurders te betrekken en enthousiasmeren en zo verdergaande multifunctionaliteit mogelijk te maken: “Waar het om gaat, is dat decentrale besturen zich ervan bewust zijn dat er kansen liggen om tegelijk met de kustversterking ook andere zaken aan te pakken. Daarvoor heb je pilotprojecten nodig. Uiteindelijk moet je het belang van een project altijd kunnen aantonen op basis van economische meerwaarde. Hier ligt een opdracht voor organisaties als het COB. Pak politici in de kraag en laat zien dat de uitdaging ligt in de combinatie van water- en ruimtevraagstukken. Zorg voor informatie voor waterschappen en gemeenten, zodat het bewustzijn groeit. En wees op tijd om dat te laten doorklinken in verkiezingsprogramma’s. In 2015 zijn er verkiezingen voor zowel de waterschappen als de provincies. Als je dit onderwerp wilt agenderen, zorg dan dat je plannen op tijd klaar zijn. Maak een agenda. Lobby aan de voorkant en zorg dat het in partijprogramma’s terechtkomt. Dan heb je kans op een doorbraak.”

Waterwolftunnel

De Waterwolftunnel is onderdeel van de vernieuwde provinciale weg N201 tussen Hoofddorp en Amstelhoek. Hij gaat onder de Ringvaart van de Haarlemmermeer door en ligt op de grens van de gemeenten Aalsmeer en Haarlemmermeer.

(Foto: Flickr/European Roads)

De Waterwolftunnel heeft twee gescheiden buizen met elk twee rijstroken en een middentunnelkanaal, dat onder meer dient als vluchtroute. In totaal is de tunnel 1.450 meter lang. Het gesloten deel is 670 meter lang en gaat aan beide kanten over in een open tunnelbak van 300 meter. Aan de oostzijde is er na de open tunnelbak nog een korte tunnel met een lengte van 80 meter.

Slim

Bij de bouw van de tunnel heeft de aannemerscombinatie steeds voor slimme, economisch aantrekkelijke oplossingen gekozen. Voor de aanleg is met damwanden een bouwput gemaakt. Hierin is met onderwaterbeton een vloer gestort die onder een helling ligt. Door in deze vloer wapening aan te brengen, was een aparte constructievloer niet nodig en kon de tunnel minder diep worden aangelegd. De betonnen zijwanden van de tunnel zijn relatief licht uitgevoerd met een dikte van 0,4 meter. Ze maken de constructie waterdicht en verhogen de brandwerendheid. Ze zijn er niet op berekend om de gronddruk tegen te houden. Daarvoor zorgen de stalen damwanden.

De tunnel kruist niet alleen de Ringvaart, maar ook het Bovenlandengebied, een moeraszone waarin de beschermde rugstreeppad leeft. Om te zorgen voor voldoende leefgebied voor deze zeldzame pad is een deel van het tunneldak uitgevoerd als ecologische zone met veeneilandjes. (Foto: Heijmans)

Veiligheid

De Waterwolftunnel is de eerste provinciale tunnel in Noord-Holland die aan de wet Aanvullende regels veiligheid wegtunnels (Warvw) moest voldoen. Reden voor de provincie Noord-Holland en de betrokken gemeenten (Aalsmeer en Haarlemmermeer) om vanaf het begin sterk in te zetten op veiligheid. Ze wilden namelijk voorkomen dat er vertraging zou optreden als gevolg van het niet verlenen van een openstellingsvergunning. Daarom is onder andere gekozen voor een intensief traject rond opleiden, trainen en oefenen (OTO). Alle directbetrokkenen hebben een opleiding en training gehad en hebben vervolgens uitgebreid geoefend, deels met 3D-simulatieprogramma’s.

Doordachte samenwerking bij calamiteiten

'Voorkom eindeloze discussies over veiligheid'

Ronald Gram was nauw betrokken bij het opstellen van de Landelijke Tunnelstandaard (LTS). Met het toenemende aantal verdiept aangelegde wegen vreest hij dat de discussies over veiligheid – die door de komst van de LTS drastisch zijn verminderd – weer in alle hevigheid zullen terugkeren. Daarom roept hij alle betrokken partijen op om het gesprek aan te gaan over de balans tussen veiligheid en beschikbaarheid.

Gram was vanaf het begin betrokken bij het opstellen van de Landelijke Tunnelstandaard (LTS) en werkte intensief samen met de eerste landelijke tunnelregisseur Hans Ruijter. “De problemen die optraden bij de Roertunnel en de Swalmentunnel in de A73 waren in 2010 aanleiding om een landelijke standaard te maken”, stelt Gram. “Deze tunnels gingen gedeeltelijk open, maar moesten daarna nog diverse keren dicht omdat onderdelen van de veiligheidssystemen nog niet werkten. We vreesden dat dit soort problemen zich ook bij andere tunnelprojecten zoals de Coentunnel, de Leidsche Rijntunnel, de combitunnel in Nijverdal, de Ketheltunnel bij Schiedam en de A2-tunnel bij Maastricht zouden voordoen. Dat wilden we voorkomen.”

Aantoonbaar veilig

“We hadden sterk het idee dat de problemen ontstonden door de combinatie van breed te interpreteren veiligheidsrichtlijnen en het gegeven dat de veiligheid van tunnels lokaal wordt geregeld. Voordat een tunnel open mag, moet het college van burgemeester en wethouders van de gemeente waarin de tunnel ligt, een openstellingsvergunning afgeven. De tunnelveiligheid is daarbij een cruciaal aspect. Doordat de richtlijnen niet concreet genoeg waren, werd bij elk tunnelproject opnieuw eindeloos gediscussieerd over veiligheid en openstelling: wanneer is de tunnel veilig en hoe kun je dat aantonen? Het lastige daarbij is dat het altijd veiliger kan. Neem voorzieningen als watermistsystemen en sprinklers. Met deze systemen kun je de veiligheid vergroten. Waarom zouden we ze dan niet toepassen?”

“Voor ons stond vast dat we duidelijker richtlijnen nodig hadden. Daarom hebben we samen met overheden, veiligheidsregio’s, hulpdiensten en marktpartijen in redelijk korte tijd de LTS ontwikkeld. Hierin hebben we standaardprocessen en functionele eisen voor de aanleg van aantoonbaar veilige, betrouwbare en werkende tunnels vastgelegd, gebaseerd op ervaringen en ‘best practices’. In principe hebben we de standaard ontwikkeld voor rijkstunnels, maar inmiddels wordt hij breed gebruikt, ook voor niet-rijkstunnels. En het mooie is, ons doel is bereikt. Door vast te leggen hoe je kunt zorgen voor een veilige tunnel, zijn de veiligheidsdiscussies rond tunnels drastisch verminderd.”

Beschikbaarheid

“Helaas zie ik de laatste tijd op andere terreinen de veiligheidsdiscussies toenemen. Daarbij gaat het vooral om projecten met verdiept aangelegde wegen, zoals de A4 tussen Delft en Schiedam, de geplande rondweg bij Groningen, de RijnlandRoute en de A9 bij Amstelveen, maar ook projecten met spits- en wisselstroken. Allemaal situaties waarbij industriële automatisering nodig is om de veiligheid te regelen en waarvoor geen standaarden bestaan. Daardoor heeft iedereen weer zijn eigen mening, komt de voortgang van projecten in gevaar en ontstaat, net als bij tunnels in het verleden, de neiging om steeds meer veiligheidssystemen voor te schrijven met almaar hogere kosten als gevolg.”

“Zelf ben ik geen voorstander van steeds meer systemen. Het betekent namelijk ook meer onderhoud, meer complexiteit, een toenemende kans dat iets kapot gaat en daardoor een lagere beschikbaarheid. Natuurlijk is het duidelijk dat je bij wegen met een verdiepte ligging extra veiligheidsvoorzieningen moet treffen, immers mensen kunnen uit een diepgelegen bak lastig wegkomen. Maar je moet deze wegen niet gelijkstellen aan tunnels en vervolgens alle voorzieningen uit de LTS voorschrijven, zoals nu bij een aantal projecten dreigt te gebeuren.”

Acceptabele risico’s

“Ik ben er niet voor om voor elke situatie standaarden te ontwikkelen, maar het lijkt me wel goed om in een breed verband te praten over de balans tussen veiligheid en beschikbaarheid. Veiligheid is de laatste jaren namelijk steeds meer een vraagstuk van bestuurlijke verantwoordelijkheid geworden. Ik vind dat een ongewenste situatie en zou graag zien dat we op een hoger abstractieniveau over een aantal vragen nadenken. Hoeveel overheidsgeld willen we besteden aan veiligheid? En wat vinden we nog acceptabele risico’s? Ik merk dat opdrachtgevers met dit soort vraagstukken worstelen. Gelukkig wordt hier al enigszins op geanticipeerd. Zo ontwikkelt het Steunpunt Tunnelveiligheid van Rijkswaterstaat een handreiking voor veiligheidsvoorzieningen bij verdiepte aangelegde wegen. Ik zou het mooi vinden als het COB hierop voortbouwt en het initiatief neemt om de discussie hierover in bredere kring voort te zetten.”

Ontwikkelen vanuit permanente tijdelijkheid

Herontwikkelingsgebied De Nieuwe Stad in Amersfoort beschikt over een eigen ondergronds warmtenet. De vijfentachtig gebruikers van de terreinen en opstallen van de voormalige Prodentfabriek vormen samen een zo veel mogelijk zelfvoorzienende micro-stad, waarvan een eigen biomassacentrale deel uitmaakt. Ontwikkelend belegger Schipper Bosch beheert het ruim twee hectare grote gebied vanuit een overkoepelende duurzaamheidsvisie.

In drie jaar tijd is de Prodentfabriek getransformeerd tot een nieuw stadsdeel met ruimte om te werken, leren en verblijven; een levendige plek met festivals, een poppodium, een restaurant, gedeelde moestuinbakken en een sterke lokale gemeenschap. De bewoners vormen een mix van grote en kleine bedrijven, afkomstig uit verschillende sectoren, variërend van zakelijke dienstverlening en onderwijs tot horeca en cultuur. De huurprijzen zijn marktconform. De brede mix van activiteiten en het streven om fossiele energiebronnen geheel uit het gebied te bannen, hebben een sterke aantrekkingskracht. Terwijl elders in de stad kantoren en bedrijfspanden leegstaan, geldt voor De Nieuwe Stad een wachtlijst.Uitgangspunt is dat de kwaliteit van het gebied blijft groeien. Dat betekent dat de waarde die een gebied heeft voor de gebruikers, blijft toenemen. Energieneutraliteit met behulp van een ringleiding waar verschillende energiebronnen op aangesloten kunnen worden, speelt daarin een belangrijke rol.

Autonome infrastructuur

Edwin Dalenoord, duurzaamheidsexpert bij Schipper Bosch: “In De Nieuwe Stad zijn we eigenaar van de volledige infrastructuur, inclusief elektriciteit, water, warmte en koeling. Uitgangspunt is dat we het gebruik van fossiele brandstof willen uitbannen. We hebben allerlei alternatieven onderzocht. We hebben bijvoorbeeld gekeken naar biogasvergisting en rioolwarmte, maar voor effectieve toepassing daarvan zijn er te weinig mensen in De Nieuwe Stad. Inmiddels zijn we erachter gekomen dat vlak naast ons terrein een groot hoofdriool loopt, en onderzoeken we de mogelijkheden om daaruit warmte te winnen. In de zomer gebruiken we het net voor koeling, die we onttrekken aan de leidingen voor grondwaterzuivering.”

“Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken.”

Bart Schoonderbeek, algemeen directeur van Schipper Bosch, vult aan: “We hebben ook onderzocht of we gebruik konden maken van geothermie op twee kilometer diepte. Dat bleek niet haalbaar, maar ik geloof er heilig in. Als we een paar miljoen over hadden gehad, zouden we het zeker hebben gedaan vanuit de overtuiging dat voldoende mensen zouden aanhaken. Het warmtenet gevoed door een biomassacentrale bleek de beste oplossing, vergde minder kapitaal en is flexibeler. We kunnen vanuit de huidige praktijk veel gemakkelijker aansluiten op nieuwe energieconcepten. Zo kijken we ook naar het gebruik van zonneboilers. Op gebouwniveau krijg je dat niet rond, maar op gebiedsniveau red je het wel. Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Dan verdien je het meest. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken. Wachten heeft geen zin, je moet het gewoon doen.”

De bewoners krijgen tijdens een rondleiding uitleg over de biosmassacentrale. (Foto: Cees Wouda)

Duurzaam warmtenet

Het warmtenet is aangelegd met behulp van gestuurde boringen. Elk gebouw is met een sub-leiding aangesloten op het centrale circuit. Op het hele terrein zijn langs de gevels leidingstraten vrijgehouden, zodat noodzakelijk graafwerk bij uitbreiding en onderhoud effectief, met zo min mogelijk hinder kan plaatsvinden. De brandstof voor de biomassacentrale wordt nu nog ingekocht. Edwin Dalenoord: “Ons eerste doel was de centrale operationeel te maken. We zijn nu aan het onderzoeken hoe we in dat proces nog verder kunnen verduurzamen, bijvoorbeeld door gebruik te maken van groen- en houtafval van de gemeente, hoveniersbedrijven en aannemers. Dat levert maximaal tweehonderd ton op, terwijl we duizend ton nodig hebben. We schalen dus langzaam op. We hebben ervoor gekozen om een biomassaketel te kopen en gewoon te beginnen, en kiezen daarmee dus ook bewust voor een leerproces.”

Permanente tijdelijkheid

De Nieuwe Stad is in alles een lerend project, waarbij aansturing plaatsvindt op basis van de ontwikkelingen van vandaag. De achterliggende droom, gebaseerd op herontwikkeling vanuit de menselijke maat en duurzaamheid, is rotsvast verankerd in de organisatie, maar de weg ernaartoe wordt bepaald door ontwikkelingen en ervaringen. Bart Schoonderbeek: “Het gaat niet om stenen. Dat is dood materiaal. Een gebied als dit is een levend organisme. We hebben De Nieuwe Stad ontwikkeld vanuit hoe we zelf in een stad willen wonen. We denken niet vanuit stenen, maar vanuit mensen. We willen dromen verbinden. We willen mensen in staat stellen hun eigen omgeving mede vorm te geven. Daarvoor moeten gebieden autonoom en begrijpbaar zijn.”

De keuze van Schipper Bosch betekent een bewuste keuze voor vallen en opstaan, maar geeft tegelijkertijd een enorme dynamiek. Bart Schoonderbeek noemt het ‘permanente tijdelijkheid’. “De gewenste kwaliteit is uitgangspunt. Die ambitie is ononderhandelbaar. We zijn vrij recalcitrant. Dat betekent dat we steeds een hele weg te gaan hebben om iedereen te overtuigen. Maar de permanente tijdelijkheid stelt ons in staat om dagelijks bij te sturen. Dat is van enorme meerwaarde.”

De biomassacentrale wordt gevoed door met name houtsnippers en restafval van timmerfabrieken in de omgeving. (Foto: Cees Wouda)

Veilige tunnel door snelle branddetectie

Tunnelbranden kunnen catastrofaal zijn in relatie tot mensenlevens en de tunnel zelf. Tijdige en accurate branddetectie is een elementaire voorwaarde om branden te kunnen beperken en te bestrijden. Marina Fragkopoulou, masterstudent aan de TU Delft en onderzoekstagiaire bij Deerns, onderzoekt de werking van state-of-the-artbrandmeldsystemen.

Door de toenemende stedelijke ontwikkeling en bevolkingsgroei, wordt verwacht dat de komende twintig tot dertig jaar snelwegen en andere infrastructuur een kritisch breekpunt bereiken ten aanzien van hun capaciteit. Dit resulteert in veel tunnelbouwprojecten in de komende tien tot vijftien jaar. Momenteel kent Europa al meer dan 15.000 kilometer aan operationele tunnels voor transport. Hoewel ongelukken door tunnelbranden minder vaak voorkomen dan ongevallen op open wegen, kan hun effect significant ernstiger zijn. Dit heeft te maken met de kritische basisfactoren van een tunnel:

  • Gesloten omgeving
  • Beperkte vluchtrichtingen
  • Noodzaak tot zelfredzaamheid
  • Menselijke factor

De menselijke factor is zeer moeilijk voorspelbaar. Om de zelfredzaamheid te verbeteren en mensen meer vluchttijd te geven, is het noodzakelijk branden vroegtijdig te detecteren.

Door een toenemende bewustzijn van de risico’s bij tunnelbranden, zijn er nieuwe veiligheidsmaatregelen en regelgevingen geïntroduceerd op nationaal en internationaal niveau. Veel Europese landen worden geconfronteerd met de verplichting tunnels te renoveren waar deze als ‘onveilig’ worden bestempeld. Renovatie kan voor stakeholders echter ongewenst en te kostbaar zijn. De studie van Marina richt zich daarom op alternatieve oplossingen om het gewenste veiligheidsniveau te bereiken.

Doel van het onderzoek

Initieel onderzoek wijst uit dat vroegtijdige branddetectie een van de meest belangrijke aspecten is van brandveiligheid in tunnels. Het doel van de studie is te verifiëren of meer geavanceerde technieken die een snelle reactietijd hebben een compromis kunnen zijn voor de huidige veiligheidseisen in de standaarden. Marina onderzoekt het effect van een technologisch geavanceerd systeem op de detectietijd en daarmee op het totale evacuatieproces.

Er worden drie type detectiesystemen onderzocht:

  • Lineaire hittedetectie (LHD): een continue hittedetectiekabel die over de volledige lengte van de tunnel hitte detecteert.
  • Meervoudige gasdetectie (MGD): sensoren die brandgerelateerde gassen detecteren in een vroege fase van de brandontwikkeling.
  • Gesloten-circuit camerasysteem (CCTV): de omgeving met camera’s in de gaten houden om brand te detecteren.

Marina heeft brandsimulatiesoftware (fire dynamics simulator, FDS) gebruikt om diverse scenario’s met branden te simuleren en de werking van elk branddetectiesysteem te onderzoeken. De FSD bevat standaard geen opties voor het modelleren van nieuwere warmte- en rookdetectiesystemen. De LHD moest bijvoorbeeld gemodelleerd worden als een rij met losse detectoren. Via leveranciers kon Marina de juiste parameters achterhalen, zoals de alarmdrempels. Met praktijktestresultaten heeft ze de modellen kunnen valideren.

De detectiesystemen worden getest op drie type brandhaarden. De omvang van de brand (heat release rate, in megawatt) volgt uit praktijkproeven:

  • Passagiersauto – 10MW
  • Bus – 30MW
  • Zwaar transportvoertuig -200MW

Simulaties van twee scenario’s: de rookontwikkeling bij een brandende auto (boven) en een brandende zware goederenvrachtwagen. (Beelden: Marina Fragkopoulou)

De brandhaarden worden gecombineerd met verschillende ventilatiecondities, windcondities en tunnelgeometrie. Dit is bijvoorbeeld van belang om te kunnen bepalen bij welke instellingen de detectoren geen vals alarm geven. In een afgesloten ruimte zoals een tunnel kunnen warmte en gassen van voertuigen al snel leiden tot hoge temperaturen en hoge concentraties van giftige stoffen, waardoor het alarm onterecht zou kunnen afgaan. De rol van het ventilatiesysteem is dan ook belangrijk om mee te nemen.

Resultaten

Testen met de branddetectoren hebben reeds interessante resultaten opgeleverd aangaande de reactie onder bepaalde condities. Zo lijken het type ventilatiesysteem en de luchtstroming inderdaad van grote invloed te zijn. Een sterke luchtstroming in de lengterichting van de tunnel heeft veel effect op warmtedetectoren die geactiveerd worden op basis van temperatuurstijging of een absolute temperatuurdrempel. Bovendien wijzen de resultaten erop dat de prestatie van een detector sterk afhangt van het brandscenario. Bij een autobrand lijkt detectie bijvoorbeeld minder effectief omdat de temperatuur langzaam stijgt, waardoor het systeem soms niet binnen drie minuten reageert: de reactiesnelheid die minimaal noodzakelijk is om het gewenste veiligheidsniveau te bereiken. Aan de andere kant is MGD bij dit scenario juist wel effectief. Hiermee kan brand vaak al binnen twee minuten gedetecteerd worden.

Het onderzoek leidt tot een gevalideerd model dat diepgaand inzicht geeft in de werking en prestaties van detectiesystemen onder invloed van externe factoren. De opzet van de studie maakt het mogelijk om meer brandscenario’s en nieuwe detectietechnologieën te onderzoeken met gevalideerde simulaties. Tunnelontwerpers kunnen op basis hiervan prestatiegerichte keuzes maken ten aanzien van de veiligheid, zoals voor het branddetectiesysteem, de interactie tussen de detectoren en het ventilatiesysteem, de verwachtte reactietijd en de impact op het evacuatieproces. Zo wordt duidelijk welke inrichting best passend is bij een brandscenario.

220 miljoen euro leefbaarheidsbaten bij A2 Maastricht

De ondertunneling van de A2 in Maastricht heeft de leefbaarheid in de stad sterk verbeterd. Onderzoeker Thomas Michielsen en zijn collega’s van het Centraal Planbureau hebben berekend dat de leefbaarheidswinst voor bestaande huizen binnen een kilometer van de tunnel 220 miljoen euro bedraagt. Jos Geurts, manager gebiedsontwikkeling A2 Maastricht, is verrast, omdat vooraf een leefbaarheidswinst van 12 miljoen euro werd berekend.

Uit de CPB-notitie Leefbaarheidsbaten A2 tunnel Maastricht blijkt dat de onderzoekers voorzichtig zijn. De 220 miljoen euro leefbaarheidswinst is duidelijk de ondergrens. De onderzoekers schrijven in de notitie:

“De totale leefbaarheidsbaten van de ondertunneling zullen waarschijnlijk hoger uitvallen dan de 220 miljoen euro die wij berekenen voor woningen binnen één kilometer afstand van de tunnel. We kijken immers alleen naar bestaande woningen. [..] De effecten op commercieel vastgoed, dat ook baten zal ondervinden van de leefbaarheidsverbeteringen, nemen we niet mee in ons onderzoek. [..] Door het vrijkomen van grond kunnen nieuw vastgoed en een park ontwikkeld worden, ook dit hebben we niet meegenomen. Het is verder mogelijk dat de huizenmarkt nog niet alle effecten reflecteert, waardoor de huizenprijzen in de nabije toekomst nog verder blijven stijgen. In onze studie vinden we ook een toename van huizenprijzen in het gebied van 1 tot 2 kilometer van de tunnel ten opzichte van huizen verder dan 2 kilometer van de tunnel. We waarderen die toename op ongeveer 500 miljoen euro. Dit bedrag kunnen we echter niet aan de ondertunneling van de A2 toeschrijven. Het is onduidelijk wat deze toename heeft veroorzaakt.”

Thomas Michielsen, onderzoeker bij het Centraal Planbureau: “Er zijn als onderdeel van het project nu nog bouwwerkzaamheden gaande die mogelijk nog invloed kunnen hebben op de leefbaarheidseffecten. Het lijkt interessant om over anderhalf jaar nog eens te kijken.”

Andere aanpak

De door het CPB gehanteerde onderzoeksmethode is nieuw en lijkt veelbelovend voor projecten die een grote maatschappelijke impact hebben. Om inzicht te krijgen in de leefbaarheidseffecten van een infrastructureel project als de A2 Maastricht, kijken onderzoekers naar verschillende niet-bereikbaarheidseffecten, zoals geluidsoverlast, luchtkwaliteit, veiligheid en kwaliteit van de publieke ruimte. De onderzoekers van het CPB: “In onze studie scharen we al deze individuele effecten onder de noemer ‘leefbaarheidseffecten’: ze zijn immers belangrijk voor de waardering die mensen hebben voor de leefomgeving. Wij herleiden die leefbaarheidseffecten door te kijken naar de stijging van de woningprijzen. Deze aanpak wordt in de wetenschappelijke literatuur veelvuldig toegepast om allerlei projecten te waarderen.”

Hoe dichter bij de tunnel (rood), hoe sterker de huizenprijzen stegen. Huizen in een straal van duizend meter (lichtgroen) werden 4,1 procent meer waard dan vergelijkbare huizen op meer dan twee kilometer afstand. In een straal van vijfhonderd meter (felgroen) bedroeg het verschil zelfs 7,2 procent. (Beeld: CPB)

Thomas Michielsen: “Het onderzoek is mede gefinancierd door het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (IenW), omdat men meer inzicht wil krijgen in bereikbaarheidsaspecten van de trek naar de steden en de bijdrage van stedelijke infrastructuur aan de leefbaarheid. Men had het gevoel dat deze aspecten met de gebruikelijke maatschappelijke kosten-batenanalyse (MKBA) niet zo goed uit de verf kwamen. Men vermoedde effecten, maar zag die niet terug in MKBA-berekeningen. Kortom, de vraag is: ‘Ben ik nou gek of de MKBA?’ Er is voor gekozen om de A2 Maastricht te onderzoeken, omdat we effecten in de directe omgeving met een grote mate van zekerheid aan het project kunnen toerekenen vanwege het ontbreken van andere beïnvloedende ontwikkelingen.”

Gevolg van integrale aanpak

De studie van het Centraal Planbureau kwam ook voor Maastricht als een verrassing. Toch heeft manager Gebiedsontwikkeling Jos Geurts wel een verklaring. “Wij hebben van meet af aan gezegd dat we niet alleen een mobiliteitsinsteek wilden. Deze uitkomst is voor mij de bevestiging dat het loont om te investeren in gebiedsontwikkeling in plaats van in alleen een tunnel. Normaal gesproken zou de tunnel zijn aangelegd vanuit mobiliteitsargumenten en zouden we als stad daarna aan de beurt zijn geweest. De wens om het project integraal aan te pakken, heeft ertoe geleid dat de opdracht werd verstrekt door een projectbureau, waarin Rijkswaterstaat, de provincie en de betrokken gemeenten vertegenwoordigd zijn.”

Bij de uitreiking van de Schreudersprijs voor de A2 Maastricht in 2017 noemde ook projectdirecteur Louis Prompers de gecombineerde insteek vanuit mobiliteit en leefbaarheid de kern van het succes: “We hebben het succes van dit project te danken aan het stadsbestuur van Maastricht en zijn visie om vast te houden aan een compacte stad in een weids landschap, en de visionaire kartrekkers van Rijkswaterstaat om een samenwerkingsverband aan te gaan met de regio voor een totaalaanpak van stad en snelweg.”

Normaal gesproken zou de tunnel zijn aangelegd vanuit mobiliteitsargumenten en zouden we als stad daarna aan de beurt zijn geweest.

Ondanks de gecombineerde insteek, werden de baten voor ‘stedelijke kwaliteit en barrièrewerking’ vooraf op niet meer dan 12 miljoen euro bepaald. Thomas Michielsen: “De leefbaarheidseffecten zijn bij de MKBA in het vooronderzoek onderschat. De baten blijken aanmerkelijk hoger zijn. Moeilijk kwantificeerbare effecten als het opheffen van een barrière tussen twee stadsdelen kun je met onze methodiek inzichtelijk maken.”

Jos Geurts verklaart het verschil tussen de CPB-methode en de MKBA als volgt: “Ben je geslaagd als je aan de wettelijke kaders voldoet, of als je aan de maatschappelijke kaders voldoet? Dat is waar het om gaat.” Als voorbeeld van het zwaarder laten wegen van maatschappelijke belangen noemt hij de oplossing voor geluidsoverlast in de flats naast het tracé. “Geluidsoverlast bij de A2 hadden we wettelijk kunnen oplossen door een geluidsscherm tussen de tunnel en de flats te plaatsen. We hebben de markt gevraagd met een andere oplossing te komen en hebben daarvoor in de aanbesteding extra punten toegekend. Dat leidde tot een ontwerp waarin de weg dertig meter werd opgeschoven.”

Betekenis voor onderzoek vooraf

Komend jaar gaat het CPB ook andere projecten onderzoeken. Thomas Michielsen: “De A2 Maastricht was een project waar we de kortetermijneffecten relatief gemakkelijk konden pinpointen. De vervolgvraag is of dat ook bij andere projecten mogelijk is. We gaan eenzelfde onderzoek nu doen voor de Spoorzone Delft.” Een volgende stap zou kunnen zijn dat het onderzoek achteraf data levert waarmee onderzoek naar leefbaarheidseffecten vooraf mogelijk wordt. Thomas Michielsen: “Je kunt met data je voorspellend vermogen vergroten. Maatschappelijke baten die nu nog als PM-post worden meegenomen, kun je dan op basis van ervaringscijfers concreter benoemen.” Jos Geurts: “Maar dat kan alleen als je vooraf duidelijk benoemt wat je wilt bereiken. Waar is een project voor bedoeld? Dan weet je wat je meet en welke argumenten daarbij een rol spelen.”

Bij het COB

In het COB-project Waarde van ondergronds bouwen wordt onderzoek gedaan naar het expliciet maken van de bijdrage die ondergronds bouwen levert aan de bovengrondse leefomgeving. In het project zijn de afgelopen twee jaar tien ondergrondse projecten geëvalueerd. Met een (ex post) MKBA is gekeken naar de waarde en er is een studie gemaakt van het besluitvormingsproces.
>> Meer over project Waarde van ondergronds bouwen

A2 Maastricht

In de nacht van 15 op 16 december 2016 is de nieuwe tunnel in de A2 bij Maastricht in gebruik genomen; de eerste dubbellaagse tunnel in Nederland. In 2011 begon het consortium Avenue2 met de bouw van de vier tunnelbuizen. De onderste twee zijn bestemd voor het doorgaande verkeer en de bovenste twee voor het regionale en lokale verkeer. Bovenop de tunnel komt een langgerekt park met voet- en fietspaden en tweeduizend lindebomen.

Bovenop de tunnel komt de Groene Loper, een lintvormig park voor fietsers en voetgangers. Door zijn groene en recreatieve karakter verbindt de Groene Loper de wijken aan weerskanten van de A2 weer met elkaar. Langs het park komen (deels) nieuwe woningen, die passen in het Maastrichtse straatbeeld. In het park komen tweeduizend lindebomen die geschikt zijn om te groeien in de relatief dunne grondlaag bovenop het tunneldak. (Foto: Avenue2)

Een belangrijk voordeel van gescheiden tunnelbuizen is dat onderhoud en beheer eenvoudiger zijn uit te voeren. Zo kan het verkeer tijdelijk worden verplaatst naar de andere tunnelbuizen als in een tunnelbuis werkzaamheden nodig zijn. Daarnaast zorgt het stapelen van rijbanen ervoor dat de tunnel smaller wordt.

Totaalplan

Sinds de jaren zestig van de vorige eeuw moet al het doorgaande wegverkeer door Maastricht gebruik maken van de N2. Deze weg met twee keer twee rijstroken, gelijkvloerse kruisingen met stoplichten en een maximum snelheid van vijftig kilometer per uur, zorgt voor talrijke problemen. Zo vormt de weg een barrière tussen het oostelijke en westelijke deel van Maastricht en veroorzaakt het vele verkeer geluid- en stankoverlast. Verder staan er op de weg en de aansluitende snelweg A2 veel files en is geregeld sprake van onveilige verkeerssituaties.

Reeds in de jaren tachtig werd nagedacht hoe deze problemen konden worden opgelost. In 2003 zijn Rijkswaterstaat, de provincie Limburg en de gemeenten Maastricht en Meerssen gestart met een totaalplan voor verkeersinfrastructuur, stadsontwikkeling en natuur en milieu. Uiteindelijk heeft dit geleid tot het project ‘De Groene Loper’. Naast de bouw van de tunnel omvat het onder meer de aanleg van een park bovenop de tunnel – dat een groene verbinding vormt met de landgoederen net ten noorden van de stad – de ontwikkeling van nieuwe stadsentrees bij de tunnelmonden, en vernieuwing en verdere ontwikkeling van het stadsdeel Maastricht-Oost.

Om de planontwikkeling en inspraakprocedures zo snel mogelijk te laten verlopen hebben de vier opdrachtgevende partijen – Rijkswaterstaat, provincie Limburg en de gemeenten Maastricht en Meerssen – gekozen voor een gecombineerde aanpak van de Tracé- en MER-procedure, de wijzigingen van de bestemmingsplannen en de aanbesteding. Voor de aanbesteding is een prijsvraag uitgeschreven. Vijf consortia hebben hieraan meegedaan. Uiteindelijk heeft het consortium Avenue2, dat bestaat uit de bouwbedrijven Ballast Nedam en Strukton, de aanbesteding gewonnen.

Tijdens de Dag van de Bouw 2013 kon het publiek een bezoek brengen aan de tunnel in aanbouw. (Foto: Flickr/Jeroen van Lieshout)

Stapsgewijze aanleg

De nieuwe, gestapelde tunnel is aangelegd in een bouwkuip. Om ruimte voor deze bouwkuip te creëren, is de bestaande weg in westelijke richting verplaatst. De werkzaamheden voor de bouwkuip zijn in 2012 gestart bij de tunnelmonden bij het Europaplein aan de zuidkant en verkeersknooppunt Geusselt aan de noordkant. Daarna werkten twee zogeheten ’tunnelbouwtreinen’ vanaf deze tunnelmonden naar elkaar toe.

De bouwkuip werd in stappen aangelegd. Hiertoe is het tunneltracé verdeeld in ruim honderd ‘moten’ van elk ongeveer 24 meter lang. Bij de aanleg van de bouwkuipwanden bracht de aannemerscombinatie tussen de verschillende moten damwanden aan, zodat de bouwkuip per ‘compartiment’ kon worden ontgraven. Na de (gedeeltelijke) ontgraving werden stempels of groutankers aangebracht om ervoor te zorgen dat de wanden van de bouwkuip niet naar binnen werden gedrukt.

Voor het maken van de wanden van de bouwkuip paste Avenue2 drie verschillende technieken toe. Bij de tunnelmonden bij Geusselt en het Europaplein zijn damwandplanken in de grond getrild. Binnen de bebouwde kom, tussen de John F. Kennedysingel en de Terblijterweg – waar intrillen geen optie is vanwege de te grote trillingshinder voor de nabije bebouwing – werden cement-bentonietwanden gemaakt waarin de aannemer vervolgens stalen damwandplanken liet zakken.

De tunnel op 29 maart 2014. Stempels houden de bouwkuipwanden op hun plaats. (Foto: Flickr/Etienne Muis)

Tussen de ANWB- en de Gemeenteflat is gekozen voor betonnen diepwanden omdat hier moest worden gewerkt met een zogeheten wanden-dakconstructie. Op dit deel van het tunneltracé ontbrak de ruimte om naast de bestaande weg een bouwkuip te maken. Daarom is de wanden-dakconstructie in twee fasen aangelegd. Eerst is het deel aan de kant van de ANWB-flat gemaakt. Vervolgens is over dit deel de N2 gelegd, waarna het het deel aan de kant van de Gemeenteflat is gebouwd.

Om de bouwkuip droog te houden, paste Avenue2 bemaling toe. Door het wegpompen van water uit de bouwkuip daalt de grondwaterstand ook in de directe omgeving, wat ongewenst is. Om deze verlaging van het grondwaterpeil zo veel mogelijk te beperken en de natuurlijke grondwaterstroming zo min mogelijk te verstoren, werkte de aannemerscombinatie met een retourbemaling: het water uit de bouwkuip werd via leidingen naar zogenoemde retourvelden naast de bouwkuip gepompt zodat het weer kan infiltreren.

Ingebruikname

Het in gebruik nemen van de vier tunnelbuizen was een flinke technische operatie. Op 15 december 2016 werd na de avondspits begonnen met het instellen van een verkeersomleiding, zodat de wegenbouwers de wegmarkeringen konden aanpassen, de nieuwe verkeers- en matrixborden konden instellen en andere laatste werkzaamheden konden uitvoeren. Om 23.10 uur kon de eerste bus met hoogwaardigheidsbekleders en gasten de tunnel in rijden en zo de eerste tunnelbuis in gebruik nemen. Het reguliere verkeer volgde om 23.40 uur. Daarna werden een voor een de andere buizen geopend. De vierde en laatste buis is om 8.00 uur in de ochtend in gebruik genomen.
>> Lees meer op de website van A2 Maastricht

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

In focus: Kustwerk Katwijk

Dit was de Onderbreking Keuzes maken

Bekijk een ander koffietafelboek: