De Maastunnel in Rotterdam is niet alleen de oudste grote verkeerstunnel van Nederland, het is ook de eerste Nederlandse tunnel die is gebouwd volgens de afzinkmethode. De tunnel kruist de Nieuwe Maas en bestaat uit een rechthoekige koker waarin verschillende tunnelbuizen zijn gecombineerd. Naast twee buizen van circa zeven meter breed met twee rijstroken voor het autoverkeer gaat het om twee kleinere buizen voor fietsers en voetgangers. Deze twee buizen zijn bijna vijf meter breed en liggen boven elkaar. Ze zijn bereikbaar via roltrappen.

De aanleg van de Maastunnel was nodig om de bereikbaarheid van de Maasoevers te verbeteren, zonder hinder te veroorzaken voor het scheepvaartverkeer. De tunnel is in de eerste plaats een indrukwekkend civieltechnisch werk. Door de markante ventilatiegebouwen, de toegangsgebouwen en de fiets- en voetgangerstunnel, vormgegeven door stadsarchitect Van der Steur, is de tunnel ook een opmerkelijke architectonische verschijning.

Techniek

De toepassing van rechthoekige tunnelelementen was in 1937 een wereldprimeur. Tot dan toe werden voor afzinktunnels ronde elementen gebruikt met een diameter van maximaal tien meter. Men vreesde namelijk dat rechthoekige tunnels niet goed zouden zijn te funderen. Bij de Maastunnel werd het risico van een gebrekkige fundering geminimaliseerd door een nieuwe techniek toe te passen, het zogeheten onderspoelen. Na plaatsing van de elementen werd er zand onder en naast de tunnel gespoten om eventueel aanwezige holle ruimten onder de tunnel op te vullen. Deze techniek is sindsdien steeds verder verbeterd en wordt nog steeds gebruikt bij afzinktunnels, zoals bij de afzinktunnel onder het IJ van de Noord/Zuidlijn.

De negen afgezonken elementen van de Maastunnel zijn ruim zestig meter lang, negen meter hoog en vijfentwintig meter breed. Ze zijn gebouwd in een droogdok en vervolgens via water naar de tunnellocatie gesleept. Daar zijn ze afgezonken in een gebaggerde sleuf van maximaal drieëntwintig meter diep.

De Maastunnel heeft enkele opvallende kenmerken. Zo is rond de betonnen constructie een stalen bekleding gemaakt om lekkage te voorkomen. Een ander opvallend kenmerk is dat de ventilatiekanalen niet boven de tunnelbuizen zitten, maar onder het wegdek.

Renovatie

Tijdens onderhoud aan de ventilatiekanalen in 2011 bleek dat ze waren aangetast door betonrot, evenals de vloer van de autotunnels. Gezien de ernst van de aantasting dacht de gemeente Rotterdam in eerste instantie dat de tunnel in 2015 een jaar volledig dicht zou moeten voor herstel. Nader onderzoek toonde aan dat de schade minder ernstig was en er meer tijd was voor de herstelwerkzaamheden.

In de zomer van 2017 is de renovatie en restauratie gestart. De gemeente reserveerde hiervoor 262 miljoen euro. De dochterondernemingen Croon, Wolter & Dros (nu Croonwolter&dros) en Mobilis van bouwgroep TBI hebben de werkzaamheden uitgevoerd. Op maandag 19 augustus 2019 was de renovatie en restauratie klaar en gingen beide tunnelbuizen weer open voor verkeer.

Een van de uitdagingen was dat de ruim zeventig jaar oude tunnel een rijksmonument is. Dat betekende onder meer dat de uitstraling van de tunnel behouden moest blijven en authentieke elementen niet verloren mochten gaan. Bij de renovatie zijn onder meer de bestaande rijvloeren verwijderd en vervangen door nieuwe. Ook zijn er nieuwe installaties aangebracht voor bijvoorbeeld de ventilatie, de intercominstallatie en de verkeersdetectie en -signalering. Dit was nodig om te voldoen aan de wettelijke eisen op het gebied van tunnelveiligheid. De oorspronkelijke ventilatie is bijvoorbeeld vervangen door moderne langsventilatie. Op de plek van de ventilatoren is het dak verhoogd, zodat de ventilatoren uit het zicht hangen en het oorspronkelijke uiterlijk van de tunnel zoveel mogelijk behouden blijft. De bedieningscentrale is verplaatst naar de gemeentelijke verkeerscentrale bij het knooppunt Kleinpolderplein.

Voorafgaand aan de renovatie vonden in de eerste drie maanden van 2016 voorbereidende werkzaamheden plaats. Het ging hierbij om het verwijderen van de plafondcoating en de zwakke plekken in het beton van de plafonds. Ook de zogeheten schampkanten – het onderste deel van de tunnelwanden – zijn weggehaald. Er werd nieuw beton aangebracht en de geroeste wapening is gezandstraald en opnieuw gecoat. Deze werkzaamheden zijn ’s nachts en in de weekenden uitgevoerd.

Tijdens de voorbereidende en de renovatiewerkzaamheden was steeds één tunnelbuis afgesloten voor verkeer. De andere tunnelbuis was alleen te gebruiken voor verkeer van zuid naar noord. Hiervoor is gekozen om de binnenstad en het Erasmus Medisch Centrum bereikbaar te houden. Verkeer van noord naar zuid werd omgeleid via de Erasmusbrug, de Willemsbrug en de ring.

De monumentale voetgangers- en fietstunnel bleven tijdens de renovatiewerkzaamheden gewoon open. De renovatie van deze twee tunnels is in november 2019 gestart. De werkzaamheden aan de fietstunnel duren ongeveer zeven maanden en die aan de voetgangerstunnel circa elf maanden. Beide tunnels worden ingrijpend gerenoveerd en gerestaureerd. Zo wordt de vloer van de voetgangerstunnel volledig vervangen en wordt de vloer in de fietserstunnel opgeknapt. Daarnaast wordt alle betegeling hersteld, wordt de natriumverlichting vervangen door ledverlichting en worden nieuwe camera’s  en omroepinstallaties aangebracht. Verder wordt de PCB-houdende coating op het plafond van de tunnel en de wanden en het plafond bij de roltrappen verwijderd en vervangen door een nieuwe coating. Gedurende de renovatie van de voetgangers- en fietstunnel kunnen voetgangers en fietsers gebruikmaken van een gratis veerdienst.

Energieneutrale tunnels zijn mogelijk. Niet alleen in nieuwbouw, ook bij renovatie. Dat blijkt uit het onderzoek Zero Energy Tunnel: renewable Energy Generation and Reduction of Energy Consumption van Rimma Dzuhusupova aan de Technische Universiteit Eindhoven.

Een combinatie van bewezen technieken op het gebied van energiebesparing, toepassing van ter plaatse duurzaam opgewekte energie en ventilatiesystemen die de luchtkwaliteit binnen en buiten tunnels verbeteren, kan nu al een energieneutrale tunnel opleveren. Niets staat volgens promovenda Rimma Dzuhusupova (TU Eindhoven) en KIEN-directeur Adrie van Duijne een praktijktoepassing nog in de weg.

De conclusie dat een energieneutrale tunnel haalbaar is met bestaande, bewezen technologie, kan voor opdrachtgevers een eyeopener zijn, denkt Rimma Dzuhusupova.

“Opdrachtgevers zijn vaak niet geïnteresseerd in het investeren in energiebesparende maatregelen, in de veronderstelling dat het niet rendabel is. Met mijn eenjarig onderzoek heb ik aangetoond dat het mogelijk is om met behulp van bewezen technologie een energieneutrale tunnel te bouwen die past binnen de rendementseisen; een terugverdientijd van maximaal 25 jaar.”

“Verder onderzoek moet overigens nog wel duidelijk maken welke techniek je in welke situatie moet toepassen. In een praktijksituatie waar de omstandigheden bekend zijn en je niet hoeft te rekenen op basis van een virtuele standaardtunnel, kun je preciezer rekenen. Er is nog veel te onderzoeken. Ik hoop dat anderen dit onderwerp oppakken en er verder mee willen gaan.”

Adrie van Duijne, directeur van het Knooppunt Innovatie Elektrotechniek Nederland (Stichting KIEN): “KIEN wil verder met dit onderzoek. Alle grote installatiebedrijven zien het belang ervan. De volgende stap is een pilottunnel. De contacten daarvoor zijn gelegd. Rijkswaterstaat heeft zich in ieder geval al zeer betrokken getoond. Daar ziet men met name de luchtkwaliteit als een groot probleem. Na de zomer willen we met opdrachtgevers, waaronder ook gemeenten, en de installatiewereld een werkgroep vormen die zo’n praktijkproject mogelijk moet maken. Doel is een productconcept te ontwikkelen waar we als BV Nederland ook exportkansen mee creëren. We zien de grootste problemen in bestaande tunnels en verwachten dan ook dat de grootste kansen in renovatieprojecten liggen.”

Gemiddelde Nederlandse tunnel

Met behulp van Rijkswaterstaat en Croon Elektrotechniek heeft Rimma Dzuhusupova voor haar berekeningen een virtuele tunnel gedefinieerd met twee tunnelbuizen met een lengte van een kilometer, die tijdens de spits 5.000 voertuigen per uur te verwerken krijgt. Doel was om die tunnel zo te ontwerpen en in te richten dat deze het milieu niet belast en aantoonbare voordelen biedt voor opdrachtgevers. Er is ook gekeken naar de nieuwe Tunnelstandaard. “Rijkswaterstaat was een van de participanten in het onderzoek en heeft mij gedurende de totstandkoming van de Tunnelstandaard al inzicht gegeven in onderliggende documenten, zodat ik daar rekening mee kon houden”, aldus Rimma Dzuhusupova. Of het ontwerp daadwerkelijk binnen de standaard past, moet ook blijken uit de pilot.

Energiereductie

Tunnels hebben een veel groter geïnstalleerd vermogen dan dat er daadwerkelijk wordt gebruikt. Dat surplus zit grotendeels in de voorzieningen voor de ventilatievoorzieningen die alleen bij calamiteiten volledig worden ingezet. Kijkend naar het gemiddelde van de data van de Drechttunnel, Heinenoordtunnel, Beneluxtunnel en Coentunnel, komt Dzuhusupova tot de conclusie dat 53% van de daadwerkelijke energieconsumptie in tunnels voor verlichting wordt gebruikt. Toepassing van led-verlichting verlaagt de totale energieconsumptie van een tunnel met 12%, met een redelijke terugverdientijd. Op basis van door Croon Elektrotechniek ter beschikking gestelde data blijkt dat een gemiddelde tunnel 6,6 MWh/km per jaar verbruikt.

Naast beperking van energieverbruik en CO2-uitstoot betekent toepassing van led-verlichting ook dat de beschikbaarheid van de tunnel toeneemt als gevolg van een lagere onderhoudsinterval. Bovendien kan de intensiteit van led-verlichting gemakkelijker worden aangepast aan weersomstandigheden, het lichtniveau buiten de tunnel en de verkeersintensiteit. In Nederland is led-verlichting overigens al toegepast in onder andere de Vlaketunnel en de Heinenoordtunnel.

Luchtkwaliteit

Onderzoek naar beperking van energieverbruik voor ventilatiedoeleinden heeft Dzuhusupova gekoppeld aan de mogelijkheden om de luchtkwaliteit buiten de tunnel te verbeteren. Tot heden is alleen bij de Coentunnel een ventilatiesysteem geïnstalleerd met 25 meter hoge emissieschachten, dat voorkomt dat emissiewaarden direct buiten de tunnel te hoog oplopen. Rimma Dzuhusupova: “De daarvoor benodigde energie bedraagt veertig procent van het totale energieverbruik in de tunnel. Ik heb onderzoek gedaan naar systemen met filters, zoals die in onder andere Oostenrijk, Japan en Noorwegen al zijn toegepast. Mechanische filters en koolfilters zijn vanuit energieoogpunt de beste oplossing, maar vergen veel onderhoud. Een combinatie met elektrostatisch filter of koudeplasmatechnologie kan, afhankelijk van de situatie, tot optimalisatie leiden. Verder kan luchtreiniging gecombineerd worden met warmtecirculatie, waardoor de door voertuigen in de tunnel opgewekte warmte kan worden gewonnen voor hergebruik.”

Energieopwekking

Na optimalisatie van de bestaande systemen is er nog geen sprake van een volledig energieneutrale (zero energy) tunnel. Daarvoor is opwekking van hernieuwbare energie nodig. In de modeltunnel die voor de berekeningen is gebruikt, zou sprake moeten zijn van 1.000 m2 photovoltaïsche cellen (zonnepanelen) en twee windturbines met een vermogen van 0,5 MW. Dzuhusupova stelt in het onderzoek: “De introductie van hernieuwbare energiebronnen is technisch gezien een uitdaging. We kunnen echter concluderen dat met het voorgestelde nieuwe ontwerp het beoogde doel wordt bereikt: reductie van energiegebruik, verbetering van de luchtkwaliteit binnen en buiten de tunnel en opwekking van hernieuwbare energie om de tunnel daadwerkelijk energieneutraal te maken.”

Consortium Hyacint gaat de Velsertunnel renoveren. Na de voorlopige gunning heeft het consortium scrumsessies met opdrachtgever Rijkswaterstaat gehouden om de contracteisen te verhelderen en overeenstemming te krijgen over de technische oplossingen. Opdrachtgever en opdrachtnemer zijn erg enthousiast over deze werkwijze. We spraken met Theo van Maris en Ilkel Taner van Rijkswaterstaat en Hugo Kruk en Franc Fouchier van Hyacint.

Na bijna zestig jaar is de bijna achthonderd meter lange Velsertunnel, met zijn karakteristieke ventilatietorens in de vorm van gestileerde hyacinten, toe aan groot onderhoud. Veel tunneltechnische installaties zijn verouderd, waaronder het ventilatiesysteem en het blussysteem. Verder zijn er ieder jaar vele incidenten met te hoge vrachtwagens die vast komen te zitten in de tunnel. Deze incidenten leiden niet alleen tot schade aan de tunnel, maar veroorzaken ook veel verkeersoverlast.

De tekortkomingen zijn voor Rijkswaterstaat reden om de tunnel grootscheeps te renoveren. Zeker omdat de Velsertunnel een belangrijke schakel is in het Noord-Hollandse wegennet. Per dag rijden er ongeveer vijfenzestig duizend voertuigen doorheen. De renovatie moet ervoor zorgen dat het verkeer ook in de toekomst vlot en veilig door de tunnel kan blijven rijden en de tunnel straks voldoet aan de nieuwe Tunnelwet. Naast het vergroten van de doorrijhoogte voorzien de plannen in het moderniseren en deels vervangen van de tunneltechnische installaties, het aansluiten van deze installaties op de verkeerscentrale, het aanpassen van de vluchtwegen en het vernieuwen van het wegdek.

In gesprek

“We hebben het project aanbesteed als DC&M met UAV-GC als contractvoorwaarde”, vertelt Theo van Maris van Rijkswaterstaat. “Dat betekent dat de opdrachtnemer niet alleen verantwoordelijk is voor het ontwerp en de bouw, maar na oplevering ook gedurende zeven jaar voor het tunnelonderhoud. In eerste instantie hebben vier partijen ingeschreven; tijdens de dialoogfase haakte er één vrij snel af, met de overige drie hebben we vier dialoogronden doorlopen om ons contract verder aan te scherpen. Zo gingen wij in eerste instantie uit van acht centimeter extra doorrijhoogte, maar uit de gesprekken bleek dat alle partijen mogelijkheden zagen voor twaalf centimeter extra.”

Collega Ilkel Taner vult aan: “Op ons aangescherpte contract hebben we van alle drie een aanbieding ontvangen. Deze hebben we op basis van EMVI (economisch meest voordelige inschrijving) beoordeeld. De aanbieding van aannemerscombinatie Hyacint kwam hierbij als beste uit de bus. Nadat we deze combinatie de opdracht in februari 2014 voorlopig hadden gegund, zijn we gestart met de zogeheten convergentiefase. Deze fase, die een vast onderdeel is van de Landelijke Tunnelstandaard, was erop gericht de aanbieding van Hyacint zo goed mogelijk te laten aansluiten op de vraag van RWS. Verder hebben we tijdens deze fase de grootste risico’s besproken en mogelijke beheersmaatregelen. Belangrijk doel was om samen na te gaan hoe de Landelijke Tunnelstandaard in het specifieke geval van de Velsertunnel moet worden toegepast.”

Scrummen

“In onze aanbieding hebben we voorgesteld om tijdens de convergentiefase, waarvoor vier tot vijf maanden waren gereserveerd, uit te gaan van de scrummethodiek”, vertelt Hugo Kruk van combinatie Hyacint. ”Deze methode bestaat eruit dat je als opdrachtnemer en opdrachtgever elke keer gedurende een scrumdag een aantal deelproducten uit het contract bespreekt en dat de opdrachtnemer deze vervolgens in een periode van circa twee weken uitwerkt in het voorlopig ontwerp. Om deze stapsgewijze aanpak goed te laten werken, is het belangrijk dat beide partijen vooraf goed nadenken over de te bespreken onderwerpen en zich elke keer goed voorbereiden. Immers, op de scrumdag wil je knopen kunnen doorhakken om de vaart in het ontwerpproces te houden.”

Toen Van Maris hiervan hoorde moest hij in eerste instantie even slikken: “Ik was ervan uitgegaan dat mijn technisch team pas na de convergentiefase, als het voorlopige ontwerp van Hyacint gereed was, in actie hoefde te komen. Scrummen betekende dat ik dit team zo snel mogelijk klaar moest hebben staan en dat was lastig. Het leek me echter gelijk een zinvolle aanpak en omdat we het zelf ook heel belangrijk vonden om de planning te halen, hebben we het voorstel van Hyacint omarmd.”

Bespreekpunten

Om de scrumsessies goed te laten verlopen, hebben alle betrokkenen vooraf een cursus gevolgd. Vervolgens hebben zowel Hyacint als Rijkswaterstaat nagedacht over de onderwerpen die ze wilden bespreken. Voorafgaand aan elke scrumdag maakte Hyacint de bespreekpunten aan Rijkswaterstaat kenbaar. Dat gebeurde altijd een week van tevoren, zodat de technische experts van Rijkswaterstaat zich goed op de vragen konden voorbereiden.

Uiteindelijk zijn er ruim tien scrumsessies gehouden. Daarbij kwamen onderwerpen aan de orde zoals het aansluiten van de tunneltechnische installaties op de verkeerscentrale, het cameratoezicht in de tunnel en de manier waarop met projectspecifieke installaties zoals het voertuigentelsysteem moest worden omgegaan. Ook werd er een sessie gewijd aan de benodigde voorzieningen om de rijrichting in de westbuis bij calamiteiten te kunnen omdraaien. Rijkswaterstaat moet er namelijk altijd voor zorgen dat verkeer via twee rijstroken van zuid naar noord kan rijden, ook als een van de twee tunnelbuizen is afgesloten. Deze eis is ooit gesteld om het verkeer in de regio in alle situaties vlot en veilig te kunnen afhandelen.

Evaluaties

Naast de inhoudelijk invulling van de sessies is ook voortdurend aandacht besteed aan de procesmatige kant van de scrummethodiek. Franc Fouchier van combinatie Hyacint: “Iedere keer hebben we na afloop van een scrumsessie de bijeenkomst geëvalueerd om te bepalen wat er bij de volgende beter zou kunnen. Dat heeft er bijvoorbeeld toe geleid dat de verschillende digitale instrumenten, zoals de lijsten met onderwerpen en afspraken steeds meer zijn geoptimaliseerd. Denk aan een database met te nemen acties, inclusief prioriteiten, en een heldere verslaglegging om elkaar continu goed op de hoogte te houden. Een andere uitkomst van de evaluaties was dat het soms zinvol is om een scrumsessie te beginnen met een presentatie over de grote lijnen, voordat we de diepte ingingen rond specifieke vragen. Naast de evaluaties hebben we ook nog eens iedere twee weken de voortgang besproken en iedere vier weken de samenwerking. Procesmatig was het dus ook heel intensief.”

Problemen voorkomen

Inmiddels is de convergentiefase al bijna een half jaar afgerond en is het renovatieproject definitief aan aannemerscombinatie Hyacint gegund. Terugkijkend op het scrummen zijn alle betrokkenen enthousiast. “Scrummen dwingt beide partijen om in een vroeg stadium alle aspecten van een project goed door te denken”, stelt Kruk. “Dat is heel zinvol en biedt de mogelijkheid om bij te sturen en te voorkomen dat er fouten in het ontwerp sluipen die problemen opleveren tijdens de uitvoering. Zeker bij een project als dit, waar we in de negen maanden dat de tunnel voor al het verkeer wordt afgesloten enorm veel werk moeten verzetten, wil je dat soort problemen koste wat kost voorkomen.”

Fouchier vult aan: “Heel vaak wordt bij projecten uitgegaan van drie aannames. De opdrachtgever weet wat hij wil, de opdrachtnemer weet wat hij moet bouwen en de wereld verandert niet. De praktijk laat zien dat deze aannames niet altijd terecht zijn, zeker als het over projecten gaat met een belangrijke industriële automatiseringscomponent. Door direct samen met de opdrachtgever in gesprek te gaan, zorg je ervoor dat er geen interpretatieverschillen blijven bestaan en er overeenstemming komt over de gekozen oplossingen. Wat dat betreft is scrummen een uitstekende methodiek om snel de belangrijkste onduidelijkheden weg te werken.”

Maximaal succes

Ook Van Maris en Taner zijn enthousiast. “Door te scrummen werk je samen aan maximaal succes”, aldus Taner. Van Maris beaamt dit. “Volgens mij is scrummen voor veel projecten een kansrijke aanpak. Het vergt een forse tijdsinvestering aan het begin van het project, maar levert enorm veel op. Denk aan tijdswinst aan de achterkant, meer kans op succes en minder bijsturing tijdens de uitvoering. Door samen stap voor stap de belangrijkste onderdelen van het project door te nemen, zie je al tijdens het ontwerpproces wat je straks krijgt. Positief is verder dat je ook als opdrachtgever gedwongen wordt om je eigen verwachtingen helder te formuleren. En omdat je elkaar zo vaak ziet en zo intensief met elkaar samenwerkt, ontstaat er ook veel wederzijds vertrouwen. Dat maakt dat je best een keer heel boos kunt worden als de ander niet doet wat hij heeft beloofd, zonder dat dit de verdere samenwerking belast.”

Na twee jaar bouwen en renoveren, heropent het Mauritshuis op 27 juni 2014 zijn deuren. Het museum is verdubbeld in oppervlakte door een ondergrondse uitbreiding naar het gebouw aan de overkant van de straat, Plein 26. Een prestatie die vorig jaar werd beloond met een nominatie voor de Schreudersprijs.

Ondanks de grondige verbouwing is het karakter van het Mauritshuis nog als vanouds. De uitstraling en de unieke huiselijke sfeer blijven door het ontwerp van Hans van Heeswijk architecten behouden. De meest in het oog springende verandering is de verplaatsing van de hoofdingang terug naar het voorplein. Bezoekers gaan niet meer via de oude dienstingang naar binnen, maar dalen met trap of lift af naar een lichte foyer die ondergronds de twee gebouwen met elkaar verbindt. Hierdoor kunnen voortaan de hekken voor het museum worden geopend, een langgekoesterde wens. Verder blijft het straatbeeld ongewijzigd dankzij het ondergronds realiseren van de foyer. In de nieuwe ruime en lichte ontvangsthal bevinden zich de kassa, de garderobe, een informatiebalie en een museumshop.

De uitbreiding was een complexe en spectaculaire onderneming. Zo is de kelder van Plein 26 verlaagd en is de bestaande kelderwand doorgebroken om de twee rijksmonumenten ondergronds aan elkaar te koppelen. ABT heeft het constructieve en geotechnische ontwerp van de renovatie en nieuwbouw verzorgd, en het Mauritshuis geadviseerd bij het realiseren van zo’n complex project op een klein oppervlak. Hiertoe zijn alle bouwstappen gevisualiseerd en in een schematische planning weergegeven. Hierdoor sloot het constructieve advies goed aan op de bouwwijze.