Loading...

De Onderbreking

Tunnels en veiligheid

Tunnels en veiligheid

Werkbare oplossingen door integrale aanpak veiligheid

Maastricht, A2 Maastricht

Visie van… Mark van Lanen

Sluiskiltunnel: Veiligheid is een keuze

Eerste aanzet voor veiligheidsconcept hyperloop

Antwerpen krijgt dubbeldekstunnel onder havens

Schiedam, Ketheltunnel

Zwemmen in een schuilkelder

Chaos creëren om orde te scheppen

Kennisbank

Tunnels en veiligheid

Tunnels zijn wellicht de bekendste voorbeelden van ondergrondse bouwwerken. Het begon in Nederland met afgezonken tunnels om watergangen te kruisen, inmiddels worden ook boor- en landtunnels breed toegepast. Ontwikkelingen in de praktijk vragen om ontwikkeling in kennis en kunde. Ook op het gebied van veiligheid: ondergronds is het waarborgen van veiligheid vaak complexer dan boven de grond.

Nederland is specialist in afgezonken tunnels. Toch is er ook op dit gebied nog voldoende bij te leren. Gezien de hoge leeftijd van de meeste Nederlandse zinktunnels, is renovatie bijvoorbeeld een actuele en dringende opgave, waarover nog veel vragen leven. Daarnaast neemt de complexiteit bij het realiseren van geboorde tunnels toe: in stedelijke gebieden is het prettig als wegen en spoorlijnen ondergronds gaan, maar er is weinig ruimte om te bouwen en de hinder moet minimaal zijn. We willen in complexere situaties ondergronds bouwen, nog dieper en nog dichter bij de bestaande bebouwing.

Veiligheid is dan ook onlosmakelijk met ondergronds bouwen verbonden. Het werken in de grond heeft al snel effect op de omgeving. Bovendien moet de constructie na oplevering veilig te gebruiken zijn. Dat is op zichzelf al een opgave, maar een bijkomende uitdaging is het vooraf aantoonbaar maken van veilig gebruik, en dat in een complex belangenveld. De laatste jaren leidde dat bij tunnels soms tot problemen. Samen met het netwerk wil het COB ervoor zorgen dat nieuwe tunnels voortaan opengaan zonder gedoe.

Werkbare oplossingen door integrale aanpak veiligheid

Voor het Zuidasdok is een integraal veiligheidsplan ontwikkeld. Bij de totstandkoming zijn verschillende belangen en disciplines bij elkaar gebracht. Jasper Nieuwenhuizen, voorzitter van de werkgroep integrale veiligheid van de projectorganisatie Zuidasdok: “Het unieke is dat meerdere systemen integraal samenwerken. De veiligheidsplannen van drie opdrachtgevers komen hier bij elkaar. Er wordt niet naar ieder object afzonderlijk gekeken, maar naar het gebied als geheel.”

Jasper Nieuwenhuizen en Peter Bals, senior adviseur Proactie bij de Brandweer Amsterdam-Amstelland, waren al in de verkenningsfase bij het project betrokken en maken ook nu nog deel uit van de werkgroep Integrale Veiligheid, waarin naast de initiatiefnemers ProRailRijkswaterstaat en de gemeente Amsterdam ook de gebruikers zitting hebben (NSGVB, hulpdiensten en bevoegd gezag).

Jasper Nieuwenhuizen noemt de passagiersstromen bij het station als voorbeeld voor de integrale aanpak. “Het veiligheidsplan van de NS strekt zich uit tot de deur van het station. Dat van het gemeentelijk vervoersbedrijf (GVB) begint bij de halte. Beide zijn goed voor hun gebied, maar sluiten niet automatisch op elkaar aan. In het Integraal Veiligheidsplan (IVP) gaan we uit van voetgangersstromen in het hele gebied en dus niet per object of discipline.”

Op eenzelfde manier wordt naar een groot aantal veiligheidsaspecten gekeken, variërend van constructieve veiligheid tot sociale veiligheid en van tunnelveiligheid tot waterveiligheid (zie kader onderaan). Jasper Nieuwenhuizen: “We kijken in eerste aanleg naar het reduceren van gevaren. Op basis daarvan voeren we verbeteringen door. Dat leidt tot steeds robuustere plannen. Hierdoor zijn in de uitvoeringspraktijk waarschijnlijk minder wijzigingen nodig. Zo proberen we faalkosten te elimineren.”

Preventie in de planfase

Bij het reduceren van gevaren is de praktische inbreng van brandweer en hulpdiensten onmisbaar. Tegelijkertijd is het voor dergelijke organisaties zeker niet vanzelfsprekend dat zij zich mengen in de planfase van een project. Peter Bals: “Bij de brandweer hebben we net een strategische reis achter de rug die ertoe leidt dat we niet alleen ‘na de vlam’ willen kijken, maar ook ‘voor de vlam’. De kern van de brandweer is dat we in actie komen als het eigenlijk al te laat is. Dat wordt ook steeds duurder. Daar komt bij dat in het verleden in projecten vaak vertragingen ontstonden als gevolg van eisen van de brandweer. Door de brandweer heel vroeg in het proces te betrekken, kun je dat voorkomen.”

“Wij kunnen het abstracte denken van ontwerpers versterken vanuit onze concrete invalshoek”, vervolgt Bals. “Knelpunten kunnen we in de contracteringsfase oplossen. Zo kwamen we al vroeg tot de conclusie dat de bereikbaarheid voor brandweer en hulpdiensten tijdens de aanleg van de noordtunnel een groot knelpunt zou kunnen worden. Door het ontwerp en de fasering te optimaliseren is dit potentiële veiligheidsknelpunt in de voorfase al weggenomen Overigens zal de brandweer deze ‘stap naar voren’ ook in andere projecten gaan maken. We proberen deze werkwijze ook bij kleinere projecten in beeld te krijgen. Ideaal zou zijn als veiligheid al wordt meegewogen in de fase waarin een projectontwikkelaar een eerste voorstel aan de gemeente doet.”

Bestuurlijke consensus

De aanpak waarin zoveel disciplines in zo’n vroeg stadium bij het project zijn betrokken, is bijzonder. Al in 2009, toen vast kwam te staan dat de variant ‘Dok onder de grond’ gefaseerd zou worden uitgevoerd, werd tot de integrale aanpak besloten. In een bestuursovereenkomst, getekend door het ministerie van Infrastructuur en Milieu, de gemeente Amsterdam, de stadsregio Amsterdamen de provincie Noord-Holland, werd vastgelegd dat alle betrokken partijen gezamenlijk aan een integraal veiligheidsplan zouden werken. Jasper Nieuwenhuizen: “Voorheen is wel geëxperimenteerd met een Veiligheidseffectrapportage, maar dat is nooit goed van de grond gekomen. Deze aanpak voldoet wel aan de verwachtingen.”

Impressie dwarsdoorsnede van mogelijke eindsituatie voor A10 en spoor (trein en metro). Ook is de huidige A10 weergegeven. Dit wordt in de eindsituatie openbare ruimte. (Beeld: Projectorganisatie Zuidasdok)

Voorkomen dat het misgaat

Aanleiding voor het IVP was onder meer het rapport Sneller en beter van de commissie Elverding. Deze commissie onderzocht in 2008 waar het misgaat in de besluitvorming over infrastructuurprojecten en kwam met aanbevelingen om tot snellere en betere uitvoering van grote infrastructurele projecten te komen. De aanbeveling van de commissie Elverding om de besluitvorming te verbeteren door ‘een strakke procesbeheersing en kwaliteitsbewaking in alle fasen, onder meer door middel van een procesplan bij het begin van elke fase’, werd in Amsterdam opgepakt.

De belangen zijn dan ook groot. Zuidasdok is een enorm project, dat zich over een groot aantal jaren uitstrekt en in allerlei opzichten een enorme impact op de omgeving zal hebben. Jasper Nieuwenhuizen: “Het is een heel belangrijk gebied in Nederland, dat je niet zomaar ‘dicht’ kunt doen. Werken met de winkel open vergt extra voorbereidingen. Integraal kijken draagt bij aan het op een zo hoog mogelijk niveau bewaken van de kwaliteit.”

Definitie veiligheidsthema’s

Veiligheidsthema

Definitie

Arbeidsveiligheid

De veiligheid van personen die beroepshalve aanwezig zijn. In het kader van het IVP ligt de scope op bouwactiviteiten.

Bouwveiligheid

Veiligheid van werknemers en omstanders bij een bouwplaats (arbeidsveiligheid en omgevingsveiligheid bouw gecombineerd).

Brandveiligheid

Veiligheid van personen met betrekking tot brand en de gevolgen van brand voor een constructie.

Constructieve veiligheid

De veiligheid van personen met betrekking tot het bezwijken van of het ontstaan van schade aan een constructie.

Externe veiligheid transport

De kans om te overlijden als rechtstreeks gevolg van een voorval bij het transport van een gevaarlijke stof (via weg, water, spoor en/of leiding).

Fysieke veiligheid

Fysieke veiligheid is het gevrijwaard zijn (en het gevrijwaard voelen) van gevaar dat voortvloeit uit ongevallen van natuurlijke en gebouwde omgeving. Dit gevaar bedreigt materiële en immateriële zaken die de maatschappij waardevol acht, zoals leven en gezondheid van mens en dier, goederen, het milieu en het ongestoord functioneren van de maatschappij [NIFV].

Integrale veiligheid

Alle veiligheidsaspecten van een systeem in samenhang beschouwd.

Machineveiligheid

De veiligheid voor gebruikers en onderhouds- en bedienend personeel van machines.

Omgevingsveiligheid bouw

De veiligheid van personen, niet zijnde werknemers, in de omgeving van bouwwerkzaamheden.

Overige interne fysieke veiligheid

Interne fysieke veiligheid omvat alle veiligheidsthema’s van interne veiligheid, uitgezonderd sociale veiligheid. Toch blijven er enkele onderwerpen over:veiligheid bij ontruimingen zonder brand en veiligheid bij grote drukte (crowding).

Security

De bescherming of beveiliging van inrichtingen, personen en infrastructuur tegen moedwillige verstoringen.

Systeemveiligheid

De veiligheid van degenen die aanwezig zijn in het systeem (railverkeer, wegverkeer, vaarwegverkeer, etc.), zoals reizigers, personeel en overige aanwezigen in de nabijheid van het systeem.

Transferveiligheid

Veiligheid van de passanten en gebruikers die zich verplaatsen binnen de transferruimte van de Openbaar Vervoer Terminal OVT. Transferveiligheid valt binnen dit IVP uiteen in onderdelen van andere veiligheidsthema’s (onder meer brandveiligheid in de OVT, spoorwegveiligheid ter plaatse van perrons, veiligheid bij grote drukte, verkeersveiligheid binnen de OVT) en wordt niet separaat beschouwd.

Sociale veiligheid

De mate waarin mensen beschermd zijn en zich beschermd voelen tegen persoonlijk leed door misdrijven (criminaliteit), overtredingen en overlast door andere mensen.

Spoorwegveiligheid

Veiligheid op en rondom het spoorwegnet in Nederland, zowel van treinreizigers en passanten (wegen langs het spoor, spoorwegkruisingen) als werkers aan het spoor. De metro wordt beschouwd bij het thema spoorwegveiligheid.

Tunnelveiligheid

Veiligheid van personen in omsloten verkeersconstructies.

Waterveiligheid

Veiligheid van personen of objecten met betrekking tot hoog-water (ook als gevolg van het binnendringen in ruimten onder maaiveld).

Wegverkeersveiligheid

Veiligheid van verkeersdeelnemers, als gevolg van deelname aan het wegverkeer. Het openbaar vervoer bestaande uit bussen en trams wordt ondergebracht bij het thema wegverkeersveiligheid.

 

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

Van risicofactor naar katalysator

“Sinds de introductie van de Landelijke Tunnelstandaard enkele jaren geleden, is het ontwerpen van een tunnel er niet direct eenvoudiger op geworden. Het contract geeft richting en houvast met betrekking tot het operationeel besturen van een object en de faaldefinities, maar beheer en onderhoud zijn beperkt in de standaard verwerkt, evenals de relaties tussen de verschillende contractdocumenten zelf. Hoe kom je nu tot een aantoonbaar ontwerp.

Van oudsher zijn civiel, wegen en tunneltechnische installaties (TTI) verschillende disciplines met een andere historie en een andere manier van werken. Hoewel dit allemaal binnen systems engineering past, lukt het ons nog maar niet om er een integraal ontwerp mee te realiseren. Door ervaringen vanuit diverse tunnelprojecten en organisaties, en de ambitie om de nieuwste technische innovaties toe te passen, heeft Strypes een unieke kijk op het ontwikkelen van besturingssystemen.

Het TTI-systeem moet functies leveren afhankelijk van allerlei factoren zoals autonoom gedrag, operatorbediening, plaatselijke bedieningen en de fysieke toestand van een actuator. Je kunt dit gedrag in kaart brengen als de tunnel en installaties al klaar zijn, maar dit kan ook veel eerder. Door dit vroegtijdig te doen, worden relaties tussen systemen duidelijk wanneer er nog aanpassingen mogelijk zijn in de tekeningen, in plaats van in het uitgeharde beton.

In het hightech embedded domein zien we al jarenlang werkwijzen die vreemd genoeg nog niet geadopteerd zijn door de tunnelbouw. Dat komt mogelijk door de vele eisen die worden gesteld en gedurende het gehele ontwikkeltraject aantoonbaar en traceerbaar verwerkt dienen te worden, en de mijlpalen van ontwerpfasen die worden afgedwongen. Agile en werken met processen binnen tijdskaders lijken tegenstrijdig, maar een agile-aanpak is zeker mogelijk!

Key factor om te komen tot een succesvolle best practice is het vinden van de balans tussen techniek en proces en, vaak vergeten, óók de mens en de organisatie waarin zij werken. Laten we vooral niet vergeten dat we zelf als organisaties wellicht eens de aanpak die we al jaren hanteren, moeten loslaten om zo de besturingssystemen op een nieuwe, beheerste en innovatieve manier te ontwikkelen. Een aanpak die aansluit op de langetermijnvisie op tunnels van het COB. Met behulp van het krachtige kennisnetwerk van het COB en de eigenzinnige, frisse kijk van Strypes, zijn wij ervan overtuigd dat binnenkort de besturing van tunnels niet langer een risicofactor is, maar een katalysator voor verdere verbeteringen en optimalisaties in de totale ontwikkeling van tunnels.”

Mark van Lanen is commercieel directeur en mede-oprichter van Strypes. Hij heeft onder meer ervaring opgedaan als manager op het gebied van ICT en kennis.

Foto: Vincent Basler

Sluiskiltunnel: Veiligheid tijdens de bouw is een keuze

De aanleg van de Sluiskiltunnel nadert de één miljoen gewerkte manuren. De ongevallenfrequentie (IF-rate) lag medio november onder de IF-rate van vijf die in de tenderfase werd genoemd, en ruim onder de IF-rate van tien tot vijftien die bij civiele werken in Nederland gangbaar wordt geacht. Veiliger werken blijkt mogelijk als alle betrokkenen er samen aan werken. “Veiligheid is een keuze”, zegt Ton Vrijdag.

Ton Vrijdag is general manager van de BV Kanaalkruising Sluiskil (BV KKS). “We willen het veiligste civiele bouwproject van Nederland zijn. Het is uiteindelijk de aannemer die het waar moet maken. Dat stimuleren we door te belonen. De bouwcombinatie BAM-TBI (CBT) kan na oplevering in potentie een bonus van een miljoen euro tegemoet zien. De bonus zet het veiligheidsdenken in gang, maar daarnaast heb je een duidelijke aanpak nodig, waarin zowel techniek als gedrag en organisatie hun plek hebben.” Michel Langhout, projectmanager bij CBT: “Het belangrijkste is dat iedereen, van hoog tot laag in de organisatie, verantwoordelijk is voor de veiligheid. Je neemt verantwoordelijkheid voor en naar elkaar. Dat neemt overigens niet weg dat je alles wat je ontwikkelt, wel moet handhaven.”

De bonus bestaat uit twee delen. Een deel voor individuele werknemers of teams en een deel voor de aannemer. Iedere maand wordt gekeken wie er goed presteert, en wordt een veiligheidsaward met bijbehorend geldbedrag uitgereikt. Michel Langhout: “Een deel van de bonus voor de bouwcombinatie is natuurlijk bestemd voor maatregelen. Veiligheid vraagt ook om inspanningen. De bonus helpt toewijding te creëren. Veiligheid is als opvoeden. Het is geen schakelaar die je omzet, maar een onderwerp waar iedereen continu mee bezig moet zijn. We laten zien dat we mensen waarderen en interesse tonen voor wat zij binnen het project betekenen. De bonussen maken zichtbaar dat je wordt gewaardeerd en gezien. De andere kant van de medaille is wel dat als mensen echt niet willen, er geen plek voor hen is. We gaan uit van een positieve boventoon, maar er ligt wel een ondergrens.”

De Sluiskiltunnel is een geboorde tunnel onder het drukbevaren Kanaal van Gent naar Terneuzen. Het boren van de twee buizen van 1.145 meter lengte is inmiddels afgerond. Naar verwachting zal de tunnel in 2015 worden opgeleverd. (Foto: BV KKS)

Resultaten

De aanpak werkt en overtreft wat mensen voor mogelijk hadden gehouden. Ton Vrijdag: “Op bijna een miljoen gewerkte uren hebben we tot nu toe één ongeval met verzuim. We zitten daarmee nagenoeg op een niveau dat vergelijkbaar is met de petrochemische industrie. Dat is bijna niet te geloven.” Michel Langhout: “Onze primaire reactie was dat het een onhaalbare ambitie was. Onze wereld is elke dag anders. Dat leidt tot risico’s. Een IF-rate van vijf op een project is echt een forse verbetering. Dat betekent nogal wat. Bij BAM krijgt veilig werken al langere tijd de aandacht. Door de bonus van de opdrachtgever zijn de ontwikkelingen wel in een stroomversnelling geraakt. Veiligheid heeft binnen onze bedrijven echt inhoud gekregen. Het is motiverend als een opdrachtgever niet simpelweg de score zit bij te houden, maar dat het echt om de mensen gaat. Je werkt er samen aan om te zorgen dat alle medewerkers gezond weer thuiskomen.”

Ton Vrijdag: “Het begint met ‘niet mogelijk’. Dan volgt de droom van honderd procent veilig. Die zet je om in een doel, en vervolgens wordt veiligheid een keuze. Dat zijn de fases die je moet doorlopen. Het gaat niet om cijfers. Het gaat om mensen. En als mensen bewust met veiligheid omgaan, wordt de kwaliteit van het werk ook beter. In alle opzichten. Dat komt doordat mensen leren denken in risico’s. Het beperken van veiligheidsrisico’s gaat dan hand in hand met het beperken van andere risico’s.”

“De essentie is dat je risico’s tijdig en goed opvangt. Dan voorkom je verzuimongevallen. CBT en KKS verrichten gezamenlijk drie keer per week een bouwplaatsinspectie waarbij risico’s worden besproken en gecategoriseerd. De zwaarste categorie (a) leidt altijd tot directe maatregelen. Risico’s in categorie b moeten binnen een dag zijn opgelost, en categorie c betreft slordigheden als zwerfvuil op de werkplaats. Daar staat een oplostermijn van twee dagen voor. Bij voorvallen in categorie a en b wordt een deel van de mogelijke bonus afgenomen. Bij een echt ongeval gaat er meer af. De verwachting is dat CBT, ondanks de scherpe doelstellingen, tachtig procent van de bonus gaat verdienen”

“We hebben één ongeval met verzuim gehad. Vroeger zou je dat afdoen met: ‘Hij had zijn dag niet’. Nu hebben we het incident geanalyseerd. Hadden we meer kunnen doen om dit te voorkomen? Dat hebben we ook gedaan bij een bijna-ongeval, waarbij een last van vijftien ton uit een kraan viel. Dan ben je in eerste instantie teleurgesteld. Want hoe kan dat nou? Maar dan zie je ook dat de regel ‘Ga nooit onder een last staan’ in de praktijk werkt. De conclusie is dat een ongeval is voorkomen omdat de mensen zich bewust zijn geweest van de risico’s. Dat bewustzijn hebben we gekweekt. Er kunnen altijd dingen fout gaan op een werkplaats. Het gaat erom dat je de risico’s daarvan goed inschat.”

Voorbeeld voor opdrachtgevers

Michel Langhout: “Of we het zonder die bonus net zo zouden hebben aangepakt? In 2009, in de tenderfase, niet. Nu wel. We zien dat we echt een stap voorwaarts hebben gemaakt in de veiligheidsprestaties. We bereiken IF-niveaus die twee jaar geleden nog ondenkbaar waren. Dat willen we vasthouden. Wat we hier bij de Sluiskiltunnel meemaken, is een ervaring die we meenemen naar volgende projecten. Dat zal ook zo zijn als een opdrachtgever minder ambitieus is. We hebben immers onze verantwoordelijkheid naar ons personeel. Het beleid van BAM en TBI is gebaseerd op maatschappelijk verantwoord ondernemen. Als je dat in de praktijk niet waarmaakt, ben je aan het sleutelen aan je bestaansrecht als bedrijf.”

Ton Vrijdag: “We proberen opdrachtgevers als Rijkswaterstaat en ProRail te overtuigen dat onze aanpak een goed instrument is. We willen onze successen zeker delen. We zien dat het al wordt opgepakt bij de aanleg van de zeesluis in Terneuzen en bij andere projecten van BAM en TBI. Het zou fantastisch zijn als deze aanpak zich als een olievlek onder opdrachtgevers zou verspreiden.”

Eerste aanzet voor veiligheidsconcept hyperloop

Hoe zorg je ervoor dat gestroomlijnde capsules voor personen- en vrachtvervoer veilig met duizend kilometer per uur door lagedrukbuizen bewegen? Wat is er nodig om passagiers bij incidenten snel te kunnen evacueren? En hoe garandeer je dat voortdurend bekend is waar elkaar opvolgende capsules zich bevinden? Een aantal leden van het vierde Delft Hyperloop-studententeam deed onderzoek naar dit soort veiligheidsvraagstukken.

In 2013 lanceerde Elon Musk, CEO van Tesla en SpaceX, het plan voor een nieuw vervoerssysteem: de Hyperloop. Dit systeem moet een alternatief vormen voor korte en middellange vliegreizen en gaat uit van gestroomlijnde capsules – pods – die met circa duizend kilometer per uur door buizen met lage druk bewegen. Voor snel transport tussen steden zijn in de stadscentra ondergrondse stations voorzien met goede aansluitingen op andere vervoerssystemen. In stedelijk gebieden liggen de buizen ondergronds, in het buitengebied bovengronds. De pods hebben ongeveer vijf minuten nodig om op hun maximale snelheid te komen die rond de duizend kilometer per uur ligt. Dat betekent dat je in ongeveer een half uur van Amsterdam naar Parijs reist.

Om de ontwikkeling van een werkend prototype te stimuleren, zette Musk een competitie op voor studententeams met als opdracht een schaalmodel van een pod te ontwikkelen op de helft van de ware grootte. Deze modellen werden vervolgens getest in een 1,2 kilometer lange lagedrukbuis in Californië, die was gebouwd door SpaceX.

De eerste competitie vond in 2016 plaats. Bij deze wedstrijd werd de pod beoordeeld op snelheid, veiligheid, efficiency en de schaalbaarheid van het ontwerp. Het Delftse studententeam Delft Hyperloop won de eerste prijs. Het jaar erop nam een tweede team uit Delft deel aan de competitie die ditmaal alleen draaide om de maximale snelheid. Ook dit jaar behoorde de Delftenaren bij de prijswinnaars, dit keer met de tweede plaats. De volgende competitieronde – die weer gericht was op topsnelheid – doorliep het derde Delftse studentteam ook goed, ze voldeden aan alle veiligheidschecks en mochten samen met drie andere teams meedoen aan de recordpoging. Op basis van testresultaten verwachtte het team een topsnelheid van zo’n 600 kilometer per uur te halen. Helaas ging er iets mis en begonnen de remmen al na 90 meter te werken. Daardoor bleef de teller steken op 202 kilometer per uur.

In stedelijk gebieden liggen de buizen ondergronds, in het buitengebied bovengronds. (Beeld: Delft Hyperloop)

Even veilig

Afgelopen studiejaar ging een vierde team van Delft Hyperloop van start. Van de 33 studenten bouwden de meesten een nieuwe pod, waarbij ze het prototype van het jaar daarvoor gebruikten om onderdelen te testen. Daarnaast werkte een klein aantal aan de ontwikkeling van een veiligheidsconcept voor het vervoerssysteem. Melanie Beek, leider van dit veiligheidsteam: “Net als de voorgaande teams richtten we ons niet alleen op een zo’n snel mogelijke pod, maar ook op de kansen van hyperloop als toekomstig vervoerssysteem. Vanuit die invalshoek hebben wij samen met diverse partners uit het bedrijfsleven onderzocht hoe je ervoor kunt zorgen dat de hyperloop in ieder geval even veilig is als andere vervoerssystemen.”

Haar collega Job ter Kuile vult aan: “Om een totaal nieuw vervoerssysteem als hyperloop geaccepteerd te krijgen, is het cruciaal dat de veiligheid ervan al in de ontwikkelfase is geanalyseerd en aangetoond. Dat was tot voor kort nog onvoldoende gedaan en daarom hebben wij het afgelopen jaar gewerkt aan een veiligheidsconcept voor een Europees hyperloopsysteem. Omdat hyperloop wordt gepresenteerd als een duurzaam alternatief voor korte en middellange vliegreizen, hebben we als doelstelling genomen dat een Europees hyperloopsysteem minimaal hetzelfde veiligheidsniveau dient te hebben als vluchten van Europese luchtvaartmaatschappijen in termen van passagiersslachtoffers per gevlogen passagierskilometer.”

Brandveiligheid

Samen met hun teamgenoten hebben Beek en Ter Kuile onder begeleiding van veiligheidskundige Ben van den Horn van Arcadis – die ook coördinator van het Kennisplatform Tunnelveiligheid (KPT) is – naar allerlei veiligheidsaspecten gekeken. Een daarvan is brandveiligheid, een onderwerp dat ook in ‘tunnelland’ veel aandacht vereist. De kans op brand in de buizen van een hyperloopsysteem is gering vanwege de bijna-vacuümtoestand in de buizen. De voor brand noodzakelijke zuurstof ontbreekt hier namelijk grotendeels. Dat geldt niet voor de delen van het systeem waar wel atmosferische druk heerst, zoals in stations, luchtsluizen en evacuatieroutes. Goede branddetectie in combinatie met brandblusinstallaties is in deze ruimten een vereiste om een eventuele brand snel te doven.

De kans op brand in de buizen van een hyperloopsysteem is gering vanwege de bijna-vacuümtoestand in de buizen.

In de capsules vormen brand en rook een serieus risico, zeker omdat ze volledig afgesloten zijn van de omgeving. Om dit risico te beheersen, zijn er diverse preventieve maatregelen bedacht. In ruimtes met passagiers gaat het onder andere om de toepassing van brandvertragende materialen, hoogwaardige rookdetectie en rook- en brandbestrijdende maatregelen zoals een water-mistsysteem. In compartimenten met elektronica en accu’s is het creëren van zuurstofarme situaties een oplossing. Een andere optie betreft de toepassing van een systeem met halon dat ook in de vrachtcompartimenten van vliegtuigen wordt gebruikt. Bij brand kan dit gas in compartimenten zonder passagiers worden geïnjecteerd om het vuur te doven.

Evacuatie

Ter Kuile: “Naast deze maatregelen is het van groot belang dat passagiers bij brand of een ander incident zo snel mogelijk geëvacueerd kunnen worden. Hiervoor hebben we verschillende evacuatieopties onderzocht. De eerste gaat uit van ‘safe havens’, veilige plekken waar passagiers de pod en het hyperloopsysteem kunnen verlaten bij een noodgeval in de pod. Metrosystemen gebruiken voor deze safe havens de stations, omdat die relatief dicht bij elkaar liggen. Aangezien de hyperloop bedoeld is voor vervoer over lange afstanden zijn hier extra safe havens nodig. Een andere optie die we hebben onderzocht, is de zogeheten ‘in-tube-evacuatie’ met nooddeuren in de hyperloopbuis. Deze evacuatievorm is nodig als een pod door een incident geen safe haven of station kan bereiken. Wij gaan ervan uit dat beide opties nodig zijn voor een veilig hyperloopsysteem.”

Beek vult aan: “Beide vormen van evacuatie vergen speciale maatregelen. Immers, in de buizen van hyperloop heerst een zeer lage druk, zodat de pods snel en energie-efficiënt kunnen bewegen. Die lage druk maakt het onmogelijk om de pod te verlaten. Daarom moeten zowel in de safe havens als op de locaties voor in-tube-evacuaties voorzieningen worden aangebracht om tijdelijk atmosferische druk te creëren.”

De eerste competitie vond in 2016 plaats. Bij deze wedstrijd werd de pod beoordeeld op snelheid, veiligheid, efficiency en de schaalbaarheid van het ontwerp. Het Delftse studententeam Delft Hyperloop won de eerste prijs. (Foto: TU Delft)

Veiligheidsbeleving

Het veiligheidsteam onderzocht ook andere onderwerpen, waaronder een veilig communicatiesysteem. De autonome pods die op relatief korte afstand van elkaar met hoge snelheid door de buizen bewegen moeten continu met elkaar, met het controlecentrum en met de buitenwereld communiceren. Hiervoor is een snel, veilig en betrouwbaar communicatiesysteem nodig. Op basis van hun onderzoek raden de studenten een zogeheten light fidelity-systeem (LiFi) aan waarbij data via licht razendsnel worden verzonden. Een ander onderwerp dat ze hebben onderzocht betreft de veiligheidsbeleving van passagiers. Bij een revolutionair vervoerssysteem dat werkt met autonome voertuigen is het van groot belang dat passagiers zich veilig voelen. Dat kan worden bevorderd door ontwerpkeuzen – denk aan zo ruimtelijk en open mogelijke passagierscompartimenten, het gebruik van lichte kleuren en comfortabele ronde vormen, zichtbare veiligheidsvoorzieningen en voorzieningen die reizigers verbinden met de buitenwereld – en door een goede informatievoorziening over de reis en de werking van de hyperloop.

Nieuw record

Terwijl het team van Beek en Ter Kuile onderzoek deed naar de verschillende veiligheidsaspecten, werkten de andere leden van Delft Hyperloop hard aan het schaalmodel van de pod om dit keer een snelheidsrecord neer te zetten. De teleurstelling was dan ook groot toen zij in de loop van het jaar hoorden dat SpaceX de competitie voorlopig heeft uitgesteld. Gelukkig konden de studenten een recordpoging doen op een eigen testbaan in Hilversum met een lengte van 380 meter. Die poging in de buitenlucht bij atmosferische druk werd een succes: in juni bereikten ze een maximale snelheid van 360 kilometer per uur over een traject van 300 meter.

Antwerpen krijgt dubbeldekstunnel onder havens

Een brug om de files op de Antwerpse ring te verminderen en de havens beter te ontsluiten haalde het niet. En het alternatief, een afzinktunnel, paste niet binnen het budget. Een dikke laag Boomse Klei biedt de uitweg. Nu komt er een dubbeldekstunnel, gebouwd volgens de wanden-dakmethode, met diepwanden in de ondoorlatende kleilaag. Een oplossing die bijna een half miljard euro goedkoper is dan de afzinktunnel.

Antwerpen zucht al decennia onder een enorme verkeersdruk. Dagelijks passeren honderdduizenden auto’s de stad, waaronder een fors aantal vrachtwagens. Dat zorgt elke dag voor lange files, geluidsoverlast en luchtverontreiniging. Om deze problemen op te lossen, zoeken verkeerskundigen al heel lang naar opties om de ringweg – die tot nu toe geen ring is – te sluiten. Bij een gesloten ring kan het verkeer zich beter over het wegennet verdelen, wat leidt tot minder files. Verder zorgt het sluiten van de ring aan de westzijde van de stad voor een betere ontsluiting van de havens.

Geen Lange Wapper of afzinktunnel

Een paar jaar geleden leek de oplossing gevonden. Het plan was om een bijna twee kilometer lange dubbeldekstuibrug aan te leggen, de Lange Wapper genoemd, over het Albertkanaal en de aangrenzende havens (Straatsburgdok en Amerikadok), richting het nieuw te bouwen verkeersknooppunt Oosterweel. In een referendum stemden de Antwerpenaren echter tegen dit plan.

“Toen bleek dat de brug niet haalbaar was, is in 2010 als alternatief een ontwerp gemaakt voor een dubbele afzinktunnel met vier keer twee rijstroken die min of meer het tracé van de brug volgde”, vertelt Frank Kaalberg ontwerpmanager van studiebureau RoTS (Rechteroever TunnelSpecialisten), dat bestaat uit een combinatie van Grontmij en Witteveen+Bos. “Door de Beheersmaatschappij Antwerpen Mobiel werd ons in 2012 gevraagd dit ontwerp voor de Oosterweelverbinding kritisch te bekijken en te zoeken naar optimalisaties én een besparing van bijna een half miljard euro. Na een grondige review van het ontwerp concludeerden we dat het een goed plan was, maar inderdaad niet voldeed aan de economische eisen.”

Brainstormsessie

“Vervolgens hebben we een brainstormsessie gehouden om te zien op welke punten we het ontwerp en de bouwmethode konden optimaliseren en hoe we de bouwkosten konden reduceren. Ook hebben we gekeken hoe we de hinder voor de omgeving en de scheepvaart tijdens de bouw zouden kunnen beperken. Tijdens die sessie kregen we het idee om de twee tunnelelementen – met elk twee buizen – niet naast elkaar, maar op elkaar te plaatsen. Als afzinktunnel zou dat echter niet gaan. Toen beseften we dat de dikke laag Boomse Klei de mogelijkheid biedt om met diepwanden een dubbeldeks cut-and-covertunnel te maken zonder dat een kostbare onderwaterbetonvloer met trekankers nodig is. De klei die daar vanaf circa twintig tot dertig meter diepte in de ondergrond zit, is namelijk heel stevig en vrijwel waterondoorlatend.”

(Beeld: Beheersmaatschappij Antwerpen Mobiel / RoTS)

Aanpak

Kaalberg vervolgt: “Om zo’n tunnel onder de havens te kunnen bouwen, moet eerst een tijdelijke kistdam worden gemaakt. Daarvoor worden vanaf pontons damwanden tot een diepte van circa 25 tot 30 meter aangebracht, net in de Boomse Klei. Vervolgens wordt de ruimte tussen de damwanden opgevuld met zand. Daarna moet als het ware worden gespeeld met de grondwaterstand in de kistdam om de damwanden goed te ‘trimmen’. Als dat is gebeurd, kunnen de diepwanden worden gemaakt. Ze worden 1,2 meter dik en komen tot een diepte van ongeveer 43 meter. Ze staan dus voor een groot deel in de Boomse Klei.”

Fasering Amerikadok, klik op de afbeelding voor een grotere versie. (Tekeningen: RoTS)

“Na de buitenwanden worden de wanden van het middenkanaal van de tunnel gemaakt. Deze worden alternerend als diepwand uitgevoerd: dan weer wordt over een bepaalde lengte de linkerwand gemaakt, en dan weer alleen de rechter. Later worden de ontbrekende delen van de middenwanden met blokken gipsbeton gebouwd. Dat is niet alleen aanmerkelijk goedkoper, maar zorgt er ook voor dat de explosiebestendigheid van de tunnel toeneemt. Bij een eventuele explosie bezwijken de gipsbetonwanden vrij eenvoudig, wat zorgt voor een volumetoename en daarmee voor een explosiedrukvermindering.”

“Aangezien het tunneldak op een diepte van ongeveer acht meter onder de waterspiegel van het Albertkanaal komt, worden de diepwandsleuven niet helemaal tot bovenaan volgestort met beton. De bovenste acht meter, waar geen wapening zit, wordt gevuld met los materiaal dat later weer eenvoudig te verwijderen is. Als alle diepwanden gereed zijn, wordt een deel van het zand weggegraven, het grondwater weggepompt en worden tijdelijke stempels geplaatst. Vervolgens worden van boven naar beneden het dak en de vloeren gemaakt. Aantrekkelijk daarbij is dat het dak direct op het harde zand kan worden gestort.”

Kaalberg vervolgt: “Als het dak gereed is, wordt de grond eronder weggegraven, worden weer tijdelijke stempels geplaatst en de eerste vloer gemaakt. Voor de tweede vloer volgen deze stappen nog een keer. Zodra de hele tunnelconstructie klaar is, wordt een laag zand aangebracht op het tunneldak. Daarna worden de damwanden weggehaald en is de onder water liggende cut-and-covertunnel een feit. In grote lijnen gaan we voor het gehele tunneltracé uit van deze werkwijze, maar er zijn nog wel een paar locaties waar het iets gecompliceerder is. Een mooi voorbeeld is de plek waar de tunnel het voormalige Stadsdroogdok kruist.”

Oplossingen

“Ter hoogte van het voormalige Stadsdroogdok ligt op de bodem nog de zes meter dikke betonnen vloerplaat van het droogdok, vrijwel precies op de plek waar de tunnel moet komen. Die constructie moet worden verwijderd. Om dat te kunnen doen, hebben we een aanpak bedacht waarbij een bouwput wordt gemaakt en eerst alleen aan de buitenkant van het dok in een smalle kistdam een diepwand wordt aangebracht. In het huidige ontwerp wordt de andere kant van de bouwput ter plekke van het historische pomphuis met vriestechnieken afgesloten. Dat gebeurt om het gebouw te sparen en de overlast voor het restaurant in het pomphuis te minimaliseren. Als de bouwput dicht is en tijdelijke stempels geplaatst zijn, kan de dikke betonconstructie worden gesloopt. Vervolgens wordt de kuip weer gevuld met zand voor het aanbrengen van de andere diepwanden, waarna de tunnel volgens de ‘normale’ manier ‘onderdaks’ wordt afgebouwd.”

“Iets meer naar het oosten kruist de tunnel de Straatsburgbrug. Daar hebben we een oplossing moeten bedenken om een brugpijler tijdelijk te ondersteunen, zodat hij later op het tunneldak kan komen te staan, boven de middenwand. Voor de kruising met de Noorderlaanbrug – die nog iets oostelijker ligt – hebben we een vergelijkbaar probleem moeten oplossen. Iets voorbij deze brug kruist de tunnel het Albertkanaal waarna hij aansluit op het noordelijke deel van de ringweg. De kruising met het Albertkanaal wordt in twee stappen gebouwd, eerst de ene helft en dan de andere. Op die manier ondervindt de scheepvaart zo min mogelijk hinder.”

Design by testing

Aan het vernieuwende ontwerp van RoTS is veel denk- en rekenwerk voorafgegaan. Volgens Kaalberg was dat echter niet voldoende om tot een goed en uitvoerbaar ontwerp te komen: “Met vakmanschap, creativiteit en digitale rekentools kun je een heel eind komen, maar er zijn altijd onderdelen op het raakvlak van geotechniek en constructies die lastig zijn te kwantificeren. We weten bijvoorbeeld niet zeker hoe groot de invloed is van de zwel van de Boomse klei op constructies. Je kunt dan twee dingen doen: extra maatregelen treffen om de risico’s voldoende af te dekken of een proef doen om te zien hoe het in de praktijk uitvalt. Ik ben groot voorstander van de tweede optie, ook wel ‘design by testing’ genoemd. Door proeven te doen, weet je zeker of je aanpak straks werkt en voorkom je dat er onnodige kosten worden gemaakt. Aangezien er op grote delen van dit tunneltracé onzekerheden spelen, is besloten om hier, net als bij de Noord/Zuidlijn, van deze ontwerpfilosofie uit te gaan.”

“In een verloren hoekje naast de bestaande ringweg hebben we bijvoorbeeld getest of het lukt om damwanden aan te brengen tot een diepte van 27 meter. Op een groot deel van het tracé bestaat de ondergrond namelijk uit glauconiethoudend zand, en het is bekend dat dit zand soms tot problemen leidt tijdens het heien. Bij de proef deden deze problemen zich inderdaad voor, maar met enige aanpassingen kregen we de damwanden toch op diepte.”

Een andere proef moet duidelijk maken hoe de Boomse Klei zich rondom de diepwanden en onder de onderste tunnelvloer gedraagt tijdens de bouw en als de tunnel gereed is. Kaalberg: “Naast het zwelonderzoek gaan we met deze proef na of de wanden echt tot een diepte van 37 meter moeten worden gemaakt of misschien minder lang kunnen. Om beide aspecten te onderzoeken, hebben we een proefbouwkuip gemaakt met damwanden – met diepwanden zou het te duur worden – waarbij we eerst een stuk grond hebben afgegraven om op de gewenste diepte te komen. Met onder andere waterspannings- en extensometers volgen we nu het gedrag van de klei tijdens de ontgraving. De proefput is eind oktober op diepte en dan weten we meer.”

Onderwaterbumper

“Een onderdeel dat we nog verder moeten uitzoeken betreft de aanvaarbeveiliging. In het Amerikadok moeten grote zeeschepen een bocht maken. Als een schip daarbij uit koers raakt – wat een paar jaar geleden nog is gebeurd – kan het de tunnelconstructie beschadigen. Om dat te voorkomen, gaan we uit van een forse onderwaterberm. Toen uit simulaties bleek dat dit niet voldoende is, hebben we ook nog een onderwaterbumper ontworpen, een soort vangrail die bestaat uit twee rijen damwanden met daartussen onderwaterbeton en horizontale damwandplanken als extra versterking. Het havenbedrijf is hiermee nog niet akkoord gegaan, omdat ze vrezen dat deze bumper bij een eventuele aanvaring te veel schade aan de schepen veroorzaakt. Hier moeten dus nog ontwerpmodificaties worden doorgevoerd.”

Kostenreductie

Een belangrijk opgave voor RoTs was het vinden van besparingen. De tunnel mag namelijk niet duurder worden dan de eerder geplande tuibrug. Volgens Kaalberg is dat gelukt: “Uiteindelijk hebben we een kostenreductie van ruim 450 miljoen euro gerealiseerd. Door de tunnel te stapelen kunnen we bijvoorbeeld één vloer weglaten. Op een totale lengte van bijna twee kilometer scheelt dat enorm. Een andere grote besparing realiseren we doordat we het aantal benodigde kunstwerken bij de Oosterweelknoop hebben teruggebracht van veertien naar zes. Dat is mogelijk doordat de tunnelbuizen in ons ontwerp boven elkaar liggen en niet naast elkaar zoals bij de oorspronkelijke afzinktunnel. Daardoor zijn minder ingewikkelde vlechtpatronen nodig. Verder leidt ons ontwerp tot veel minder hinder voor de scheepvaart. Er hoeven bijvoorbeeld geen afzinksleuven te worden gebaggerd en er ontstaan ook geen stremmingen door de aanvoer van grote tunnelelementen.

Het ontbrekende stukje

Tussen Delft en het Kethelplein bij Schiedam is tussen 2011 en 2015 het ontbrekende deel van de A4 aangelegd. Onderdeel van dit zeven kilometer lange stuk snelweg is de Ketheltunnel, een landtunnel op de grens van de gemeenten Schiedam en Vlaardingen.

De Ketheltunnel (Foto: COB) ligt grotendeels op maaiveld en heeft twee buizen en een middenkanaal dat onder andere dient als vluchtroute. De tunnel is bijna veertig meter breed en is een categorie C-tunnel. Dat houdt in dat vrachtauto’s met gevaarlijke stoffen die kunnen exploderen, niet door de tunnel mogen.

De weg tussen de noordelijke tunnelmond en Delft is grotendeels verdiept aangelegd om verstoring van het open weidelandschap van Midden-Delfland zoveel mogelijk te voorkomen. Ten noorden van de tunnel ligt de weg bijna anderhalve kilometer lang ruim zes meter diep in een bak met geluidswerende wanden en naar beneden gerichte ledverlichting. Vervolgens ligt de weg ruim tweeënhalve kilometer half verdiept – circa twee meter onder maaiveld – met aan beide zijden een begroeide aarden wal.

Bij de realisatie van de tunnel is veel aandacht besteed aan een goede landschappelijke inpassing en het minimaliseren van overlast voor de omgeving. Bovenop de constructie is bijvoorbeeld een park aangelegd, waarin omwonenden kunnen recreëren. Verder liggen tegen de zijwanden aarden taluds om de landtunnel aan het oog te onttrekken. In deze taluds zijn de drie dienstgebouwen aangebracht. Het noordelijke deel van de tunnelconstructie is met betonnen luifels verbreed tot tachtig meter. Op dit bredere deel zijn sportvelden aangelegd en onder de luifels zijn parkeerplaatsen gemaakt.

Het wegdek van de tunnel ligt direct op het zand en de vier wanden van de tunnel – de buitenwanden en de wanden van het middenkanaal – zijn elk gefundeerd op een rij vibropalen. De tunnel is opgebouwd uit vijftig moten van veertig meter lang die ter plekke zijn gemaakt.

Tunnelbuizen

De oostelijke tunnelbuis, met verkeer richting Delft, is 1.620 meter lang en heeft vier rijstroken. De westelijke buis, met verkeer richting Kethelplein, is 1.950 meter lang en heeft drie rijstroken. Twee daarvan zijn voor doorgaand verkeer. De derde rijstrook is de afrit naar de A20 richting Hoek van Holland. Deze splitst al voor de tunnel af en loopt, afgescheiden door verdringingsstrepen, parallel aan de hoofdrijbanen. Voor de vroege afsplitsing is gekozen om weefbewegingen in de tunnel te voorkomen. In de westelijke tunnelbuis is voldoende ruimte om in de toekomst een vierde rijstrook aan te leggen.

Door de verschillende lengtes liggen de tunnelmonden van de tunnelbuizen aan de zuidzijde ruim driehonderd meter van elkaar af. De oostelijke buis begint meer naar het noorden, omdat in de Wet aanvullende regels veiligheid wegtunnels (Warvw) is vastgelegd dat er tien seconden rijtijd moet zitten tussen een samenvoeging – in dit geval het Kethelplein – en het begin van de oostelijke tunnelbuis.

Visualisatie van de verspringende tunnelmonden aan de zuidzijde. (Beeld: Rijkswaterstaat)

Aan de noordzijde liggen de tunnelmonden wel naast elkaar. De tunnel gaat hier over in het verdiepte tracé. Daarna volgt het half verdiepte deel. In Delft sluit de weg op maaiveld aan op de bestaande A4 richting knooppunt Ypenburg.

Grondwater

Een paar maanden voor de opening van de tunnel, op 18 december 2015, was het nog even spannend of Rijkswaterstaat alle vergunningen rond zou krijgen. De diepwanden van de verdiepte bak bleken minder waterdicht dan gedacht. Daardoor moet dagelijks ongeveer 1.400 kubieke meter grondwater rond de bak worden onttrokken in plaats van de geplande 400 kubieke meter. Door deze grotere onttrekking kan er schade aan gebouwen in de omgeving ontstaan en kan het veen sneller inklinken. Dat was reden voor het waterschap om de benodigde watervergunning niet zonder meer af te geven. De vergunning kwam pas nadat Rijkswaterstaat had aangegeven een deel van het onttrokken water via retourbemaling diep in de bodem te herinfiltreren en het grondwaterpeil en de gebouwen uitgebreid te gaan monitoren.

Zwemmen in een schuilkelder

De Finse hoofdstad Helsinki beschikt sinds 2010 over een integraal ondergronds masterplan. Het plan brengt de bestaande ondergrondse toepassingen in kaart en voorziet in reserveringen voor toekomstig gebruik. Volgens Ilkka Vähäaho, hoofd van de geotechnische divisie van Helsinki en voorzitter van de Finse tunnelassociatie, is het plan een onmisbaar hulpmiddel voor duurzame ontwikkeling van de stad en zijn ondergrond.

Vähäaho: “Het masterplan voor de ondergrond is bijvoorbeeld het fundament voor de bijdrage van de ondergrond aan een duurzaam en esthetisch acceptabel landschap en behoud van ontwikkelmogelijkheden voor toekomstige generaties. Zo speelt het masterplan een belangrijke rol in de ruimtelijke ordening.”

Het ondergrondse masterplan voor Helsinki brengt zowel de bestaande als toekomstige ondergrondse ruimten, tunnels en vitale ondergrondse onderlinge verbindingen in kaart. In het plan zijn reserveringen opgenomen voor nu nog onbekende toekomstige ondergrondse toepassingen. Op basis van uitgebreid geologisch onderzoek is bepaald welke plekken in de ondergrond geschikt zijn. Daarbij is vooral gekeken welke nog niet benutte ondergrondse capaciteit in de toekomst een bijdrage kan leveren aan het verminderen van de druk op het stadscentrum. Anders dan in Nederland, waar de meeste ondergrondse bouwwerken ‘stand-alone’ zijn, ontwikkelt de ondergrond van Helsinki zich door het verbinden van bestaande en nieuwe ondergrondse toepassingen steeds meer tot een aaneengesloten ondergrondse stad.

De integrale aanpak biedt extra voordelen boven op die van het sec ondergronds gaan. Er is sprake van multifunctioneel ondergronds ruimtegebruik, zoals bij het ondergrondse zwembad in Itäkeskus, dat in tijden van nood kan worden omgevormd tot schuilkelder. Een datacenter onder een kathedraal wordt via een ondergronds buizenstelsel gekoeld met zeewater. De restwarmte gaat – ook weer ondergronds – naar de stadsverwarming.

Er zijn grote voordelen verbonden aan multifunctionele leidingentunnels. Ilkka Vähäaho geeft aan dat het masterplan ook een bijdrage levert aan een betrouwbare energievoorziening en optimalisatie van energie-opwekking. Kosten kunnen worden gedeeld door meerdere gebruikers. Bovengronds ontstaat ruimte voor nieuwe initiatieven, en het uiterlijk en imago van de stad worden verbeterd. Onderhoud is eenvoudiger en goedkoper en de impact van werkzaamheden aan ondergrondse leidingen op het dagelijks leven bovengronds is beperkt. Bovengronds komt ruimte vrij voor andere doeleinden.

Lange historie

Helsinki heeft een lange historie van ondergronds bouwen. De stad kent nu al meer dan vierhonderd ondergrondse bouwwerken, zestig kilometer tunnels voor technisch onderhoud en tweehonderd kilometer multifunctionele leidingentunnels voor verwarming, koeling, elektriciteit en water. De watervoorziening van de stad is gegarandeerd door middel van een honderd kilometer lange ondergrondse tunnel die in de periode 1972-1982 werd gerealiseerd tussen Lake Päijanne en Helsinki.

Naast voor de hand liggende toepassingen als tunnels, parkeergarages en multifunctionele leidingentunnels voor onder andere stadsverwarming kent Helsinki ook tal van andere toepassingen, zoals muziekcentrum en een zwembad. Ook het bedrijfsleven gaat ondergronds, onder andere met opslag of het eerder genoemde ondergrondse datacenter.

In het masterplan is rekening gehouden met tweehonderd reserveringen voor ondergronds gebruik en nog eens veertig reserveringen zonder vooraf bepaalde bestemming. De gemiddelde oppervlakte van die reservering is dertig hectare, optellend tot een totaal van veertien honderd hectare, ofwel 6,4% van de oppervlakte van Helsinki. In 2011 werd berekend dat er voor elke honderd vierkante meter bovengrondse ruimte een vierkante meter ondergrondse ruimte werd benut. De huidige reserveringen vertegenwoordigen dus nog een enorm ondergronds potentieel.

Bovengrondse kwaliteit

Uitgangspunt is dat wat niet bovengronds hoeft, net zo goed ondergronds kan. Burgemeester Jussi Pajunen daarover in een documentaire van CNN: “Functies die niet gezien hoeven te worden, stoppen we onder de grond. Het is relatief goedkoop, dus waarom zou je er geen gebruik van maken.” De kwaliteit van de bovengrondse ruimte blijkt in veel gevallen de belangrijkste drijfveer. Ilkka Vähäaho: “Niet-Finse deskundigen beweren wel dat de gunstige eigenschappen van het bedrockgesteente en de zeer strenge winterklimatologische omstandigheden de belangrijkste drijfveren voor deze ontwikkeling zijn geweest. Maar er zijn belangrijker argumenten. Finnen hebben een sterke behoefte aan open ruimten, zelfs in de stadscentra, en Helsinki is klein. Het is qua inwoners de grootste stad van Finland, maar behoort qua oppervlakte tot de kleinste.”

Zero-land-use-thinking

Helsinki kent al sinds de jaren tachtig van de vorige eeuw een toewijzingsbeleid voor ondergronds ruimtegebruik. Begin deze eeuw ontstond het idee voor een integraal ondergronds masterplan. De eerste voorbereidingen startten in 2004. De gemeenteraad van Helsinki keurde het masterplan in december 2010 goed. Ilkka Vähäaho noemt het een voorbeeld van ‘zero-land-use-thinking’. Met andere woorden, het uitgangspunt dat nieuwe functies in de stad niet tot extra bovengronds ruimtebeslag mogen leiden.

Hij illustreert dat met een doorsnede van het Katri Vala Park (zie figuur hiernaast). Daar werden sinds de jaren vijftig ondergronds achtereenvolgens opslagruimten, een multifunctionele leidingentunnel, een tunnel voor gezuiverd afvalwater en een warmtepompstation gerealiseerd. In het masterplan is onder dezelfde locatie ook nog ruimte gereserveerd voor toekomstig ondergronds gebruik. Het park is in al die tijd onaangetast gebleven.

 

 

Geotechniek voor Ondergrondse Ruimteontwikkeling

Voor het in kaart brengen van geschikte locaties voor toekomstig ondergronds gebruik heeft de geotechnische dienst van Ilkka Vähäaho uitgebreid onderzoek gedaan. Er is onderzoek gedaan naar locaties waar de mogelijk grote aaneengesloten ruimten kunnen worden gerealiseerd. Daarvoor werd een model ontwikkeld op basis van een standaardruimte van 12x50x150 meter (hxbxl). Met behulp van (hoogte)kaarten en boringen zijn de reeds benutte ondergrond en zwakke zones in kaart gebracht.

Het bedrockgesteente ligt in Helsinki niet ver onder het maaiveld. Dat betekent dat er veel goede, veilige locaties zijn voor aanleg van ondergrondse bouwwerken en installaties. Het onderzoek maakte zichtbaar dat er buiten het centrum vijfenvijftig locaties zijn waar in de buurt van verkeersknooppunten redelijk grootschalige ondergrondse voorzieningen gerealiseerd kunnen worden. Deze plekken zijn gemarkeerd als mogelijke toekomstige toegangen tot ondergrondse bouwwerken en infrastructuur.

Ambities
In Finland wordt ook buiten de hoofdstad gekeken naar de mogelijkheden die de ondergrond biedt. Ilkka Vähäaho noemt de steden Tampere, de derde stad van het land, en Oulu als voorbeelden. En er wordt serieus gekeken naar de haalbaarheid van een tachtig kilometer lange onderzeese tunnel tussen Helsinki en de Estse hoofdstad Tallinn, die dan samen zouden moeten uitgroeien tot de tweelingstad ‘Talsinki’, met de potentie om te gaan concurreren met steden als Stockholm en Kopenhagen.

Chaos creëren om orde te scheppen

Vaak ontstaan de beste ideeën als er niet voortdurend van bovenaf wordt gestuurd. Diep van binnen weten we dat het loont om controle los te laten, maar toch voelen we de behoefte aan regie, zeker bij complexe vakgebieden als ondergronds bouwen. Is het zinnig om grip te willen hebben op de gecompliceerde werkelijkheid? Merten Hinsenveld (directeur COB) besprak het met Geert Teisman, hoogleraar aan de Erasmus Universiteit Rotterdam en gespecialiseerd in beslissingsprocessen in complexe systemen.

Merten: “Het COB werd in 1995 opgericht met een eenduidige doelstelling: het wegwerken van de achterstand in technische kennis op het gebied van geboorde tunnels. Dat doel is inmiddels gehaald. Het netwerk ontwikkelt zich nu verder en de laatste jaren blijkt er behoefte aan het oppakken van minder heldere en minder technische vraagstukken. Dat zijn vraagstukken waar participanten verschillende visies over hebben en waar een technische ‘best practice’ niet in het verschiet ligt. Ordeningsvraagstukken zijn hier een goed voorbeeld van. Maar ook: hoe kun je een contract zodanig in de markt zetten dat het leidt tot innovatie? Partijen worstelen daarbij met hun behoefte aan controle over het proces en het resultaat. Zo worden tunnelprojecten nu regelmatig met een DBFM-contract in de markt gezet, waarmee wordt aangestuurd op creativiteit, maar zijn er ook standaarden en voorschriften ontwikkeld, waardoor de bouwers weer aan handen en voeten worden gebonden. Hoe komen we uit dit dilemma tussen controle en loslaten?”

Geert: “Daar kom je niet uit; je kunt er alleen verstandig mee om leren gaan. Ook de samenleving als geheel zit in deze spagaat. Enerzijds maakt de toenemende complexiteit het moeilijker om grip te houden, terwijl we daar van nature wel naar verlangen, en anderzijds realiseren we ons dat juist die complexiteit ons verder brengt. In de jaren zestig nam infrastructuur bijvoorbeeld nog een bijna autonome positie in; een autoweg werd gewoon bedacht en gerealiseerd, punt. Gaandeweg werden er ook eisen gesteld vanuit de leefbaarheid, het milieu, de economie, enzovoorts. Er is geen sprake meer van een monofunctioneel ontwerp dat je op basis van een eenduidige definitie van het vraagstuk in een lijnproductie kunt omzetten. We moeten nu eisen uit verschillende domeinen combineren, domeinen die je in de vorige eeuw nog apart van elkaar kon ontwikkelen. Ondergronds bouwen biedt de potentie om de eisen mobiliteit en leefbaarheid te combineren. Rijkswaterstaat merkt hierbij dat vasthouden aan het motto ‘wij betalen, dus wij bepalen’ beperkt succes oplevert. De nieuwe vorm van orde (‘de markt, tenzij’) lijkt echter ook niet te werken. Dat komt doordat ook met deze handelswijze niet de belangrijkste eisen vervuld kunnen worden, namelijk die van gecombineerde kwaliteiten. Die eisen kunnen eigenlijk alleen gerealiseerd worden door co-creatie. Maar co-creatie impliceert dat je vooraf niet precies weet waar je uitkomt. Mensen proberen daar op allerlei manieren aan te ontkomen.”

Merten: “Zie je dat ook bij de grote bouwbedrijven? Ze nemen veiligheidsmensen in dienst, er komt een ICT-afdeling en een installateur; ze halen als het ware de hele keten naar binnen.”

Geert: “Ja, je ziet voortdurend dat mensen het werken in ketens zo vermoeiend vinden dat ze liever alles binnen hun eigen organisatie halen. Alleen haal je daarmee ook de ellende naar binnen, want intern ontstaat er evengoed verkokering. Mijn waarneming is, dat het niet uitmaakt of je de specialisaties extern of intern hebt. Als je in ketens werkt, kies je er expliciet voor dat je tot co-creatieafspraken moet komen met een partij die je niet in de hand hebt, bij intern werken heb je de illusie dat je de ander kunt aansturen.”

Merten: “Je hebt verkokering toch ook nodig, omdat je specialisten wilt die goed zijn in hun werk. Is het niet zo dat je vooral begrip voor de ander moet kweken? Dus niet een civiel ingenieur dwingen om zich ook op het gebied van elektrotechniek te ontwikkelen, maar ervoor zorgen dat er tussen die disciplines wederzijds begrip is?”

Geert: “Ja, je moet nadenken over hoe je de verbinding kunt leggen. Binnen het programma Leven met Water hebben we hiervoor de leertafel ontwikkeld. Gewoon wetenschappers bij elkaar aan tafel zetten, werkt niet: ze praten in hun enthousiasme langs elkaar heen en de kennis blijft naderhand ook niet altijd hangen. De essentie van de leertafel is om vanuit een concreet praktijkvraagstuk een aantal bijeenkomsten te beleggen waar praktijkmensen met wetenschappers in gesprek gaan. De wetenschappers reflecteren vanuit hun specifieke eenzijdige blik op de werkelijkheid. Er ontstaat hierdoor een momentum van gedeelde kennisontwikkeling, want de wetenschappers vinden het leuk om vanuit diverse hoeken kennis toe te voegen en de praktijkmensen kunnen de kennis combineren tot een geheel. Een leertafel is een goede manier om het niveau van gedeelde kennis te verhogen zonder dat je mensen dwingt om zich in ander vakgebied te verdiepen.”

Merten: “En je hebt de praktijkmensen nodig om de kennis te laten landen in de concrete werkelijkheid?”

Geert: “Klopt. Maar het gaat ook om het creëren van chaos, het maken van een onverwachte combinatie van actoren. Dan kunnen er namelijk vernieuwingen plaatsvinden. The Strip, het centrale gebouw van de High Tech Campus Eindhoven, is op dit principe gebaseerd. Het gebouw is puur gericht op informele ontmoetingen van kenniswerkers en praktijkmensen, omdat daaruit onverwachte innovaties voortkomen. Je omarmt chaos als hulpmiddel en je accepteert dat sommige innovaties bij anderen terechtkomen.”

Merten: “Na zo’n leertafel gaat iedereen weer zijn eigen weg. Hoe kun je de kennis vasthouden, zodat je steeds een stap verder komt?”

Geert: “De consolidatie van kennis is een enorme uitdaging. Je hebt eigenlijk mensen nodig die in staat zijn om tijdens een bijeenkomst de kennis op te zuigen en deze de volgende keer kort en bondig terug te geven, zodat de groep direct verder kan. Maar je moet aanvaarden dat je kennis niet kunt vastleggen. Je kunt het wel letterlijk vastleggen, maar dan is het dode kennis, omdat het niet meer in hoofden van mensen zit. Je moet ook aanvaarden dat dat wat je opschrijft, door de lezer heel anders begrepen wordt. Mensen lezen alles vanuit hun eigen frame, wat overigens soms juist innovatie oplevert.”

Merten: “Ligt het ook aan het individu: dat we gewoon veel tijd nodig hebben om ‘cocreatief’ te leren werken? Je hebt tijd nodig om specialist te worden en om interactief te kunnen communiceren. Je houdt bijna geen tijd meer over. Zitten we niet aan de grens van wat menselijk mogelijk is?”

Geert: “Dat zou kunnen, maar er zijn mensen die zeggen dat de nieuwe generatie al meer geschikt is voor co-creatie. Jongeren zijn opgegroeid met netwerken, social media, met ‘interconnectiviteit’. Ze kunnen vaak sneller schakelen en vinden dat ook een onderdeel van hun eigen professionaliteit. Daarmee kun je een enorme slag maken in toenemende complexiteit. Andere zeggen weer dat jongeren te oppervlakkig zijn en dat je meer diepgang nodig hebt. Het blijft dus een open vraag.”

Merten: “Rijkswaterstaat wil ook toe naar co-creatie, maar stelt zich wel op als opdrachtgever. Kort gezegd: de eisen worden functioneel opgesteld en de invulling wordt aan de markt overgelaten. Moeten opdrachtgever en opdrachtnemer voor co-creatie meer als collega’s gaan opereren? Vereist co-creatie dat Rijkswaterstaat zijn rol als opdrachtgever meer loslaat?”

Geert: “Niet per se. Om co-creatie voor je eigen achterban verteerbaar te maken, moet je wel een formele scheiding aanbrengen. Maar vervolgens ga je informele verbindingen aan en binnen dat netwerk vindt co-creatie plaats.”

Merten: “Hoe zorg je er dan voor dat oplossingen die vanuit dat informele netwerk ontstaan niet direct teruggestuurd worden door formele contractmanagers?”

Geert: “De uitdaging zit hem inderdaad in het vormgeven van de overgang tussen de binnen- en buitenwereld. De buitenwereld vraagt om transparantie en zekerheid (‘een besluit is een besluit’), maar je wilt slimme voorstellen vanuit de binnenwereld ook kunnen benutten. Bij het programma Ruimte voor de Rivier hadden ze hiervoor een zogeheten omwisselbesluit: in principe doen we wat we hebben afgesproken, maar als er een beter voorstel komt dat wel de intentie maar niet de letter van het contract volgt, kunnen we een nieuw besluit nemen.”

Merten: “Hoe regel je dit bestuurlijk?”

Geert: “We hebben gemerkt dat degene die het oorspronkelijke besluit heeft genomen niet ontvankelijk is om mee te bewegen naar het nieuwe besluit. Daarom heb je bijvoorbeeld een commissie van ‘wijzen’ nodig, of je kunt burgers laten beoordelen. Zo behoudt de binnenwereld de ruimte om tot vernieuwing te komen, maar houd je tegelijkertijd de transparantie hoog door de externe toets. Ook voor ondergronds bouwen biedt dit kansen. Je moet ondergronds bouwen niet alleen als uitvoeringsmethode zien, maar ook neerzetten als een oplossing waarop burgers trots kunnen zijn; ondergronds bouwen kan van toegevoegde waarde zijn voor hun leefomgeving.”

Dit was de Onderbreking Tunnels en veiligheid

Bekijk een ander koffietafelboek: