Loading...

De Onderbreking

Tunnels en veiligheid

Tunnels en veiligheid

Velsen, Velsertunnel

Visie van… Roel Scholten

Help de tunnel mag niet open

Afstudeeronderzoek: veilige tunnel door snelle branddetectie

Sluiskiltunnel: Veiligheid is een keuze

Delft, Willem van Oranjetunnel

Zwemmen in een schuilkelder

SOS: Meer meten met infrarood

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.

Senang in ondergrondse parkeergarage

Onder het glooiende gras van het Catharina Amaliapark in Apeldoorn ligt een tweelaags parkeergarage, ontworpen door Zwarts & Jansma Architecten. Bij het ontwerp stond voor de architecten voorop dat bezoekers zich in de garage prettig en veilig moeten voelen. Om dit te bereiken, hebben ze vanaf het eerste begin alle relevante partijen in de planvorming meegenomen. Met succes; de Brinklaangarage straalt rust en veiligheid uit. 

Wie in een willekeurige parkeergarage eens goed om zich heen kijkt, ziet meestal een matig verlichte grauwe ruimte, lage plafonds vol leidingen en installaties, en om de zoveel meter een betonnen draagbalk ondersteund door betonkolommen. Kortom, een naargeestige en weinig overzichtelijke omgeving waar je het liefst zo kort mogelijk bent. Toen Zwarts & Jansma Architecten de opdracht kregen om een ondergrondse parkeergarage te ontwerpen in het Apeldoornse Catharina Amaliapark wisten ze één ding zeker: het moest geen sombere ruimte worden, maar een garage waar bezoekers goed hun weg kunnen vinden en zich veilig voelen. 

Workshops

De bouw van de parkeergarage is onderdeel van de herinrichting van het gebied rond de Brinklaan. Dit gebied bestond grotendeels uit een parkeerterrein en enkele groenstroken. “De gemeente Apeldoorn wilde dit gebied transformeren tot een groene stadsentree”, vertelt Reinald Top van Zwarts & Jansma. “Toen wij door de gemeente werden ingehuurd, lag er al een landschapsplan van OKRA landschapsarchitecten. In nauw overleg met hen zijn wij een parkeergarage gaan ontwerpen, waarbij een maximale ‘parkbeleving’ centraal stond. Om snel duidelijk te krijgen aan welke eisen de garage moest voldoen en hoe bijvoorbeeld de aan- en afvoerroutes moesten lopen, hebben we workshops georganiseerd met vertegenwoordigers van de gemeente, zoals bouw- en woningtoezicht, verkeerskundigen en ontwerpers openbare ruimte, en met een installatieadviseur en een constructeur. Vervolgens hebben we schetsen gemaakt die we hebben voorgelegd aan klankbordgroepen met bewoners. Deze aanpak leidde tot een ontwerp waarbij we het park met een binnentuin als het ware de garage in trokken.”

Eenduidig kleurgebruik

Top vervolgt: “Helaas voldeed het ontwerp niet aan een zogeheten voornorm, wat voor de brandweer aanleiding was om het af te keuren. Daarna lag het proces lange tijd stil. Na anderhalf jaar klopte de gemeente weer bij ons aan, omdat ze toch een garage wilden hebben. De eisen waren nog steeds hetzelfde: een openbare garage met twee lagen en honderdtwintig parkeerplekken per laag, die zo veel mogelijk wegvalt in het park. En voor ons gold nog steeds dat we een garage wilden ontwerpen waarin bezoekers zich prettig en veilig voelen. We moesten alleen op zoek naar een andere oplossing. Al gauw hadden we het idee dat we het gewenste beeld konden realiseren door uit te gaan van een volledig gesloten garage met een vlak plafond, een transparant en centraal gelegen trappenhuis, een eenduidig kleurgebruik en een goed verlichtingsplan.”

‘‘Door alle leidingen in het beton te storten en de draagbalken in het plafond te integreren, is het plafond helemaal vlak. Dat zorgt voor een overzichtelijke ruimte, waarin de aandacht van de bezoeker alleen gaat naar de elementen die voor hem belangrijk zijn.’’ (Foto: Zwarts & Jansma Architecten)

Gemeenschappelijke visie

Collega-architect Bas Symons vult aan: “We realiseerden ons ook direct dat een dergelijk ontwerp alleen mogelijk was als we alle partijen, zoals constructeurs, installateurs, verkeerskundigen en brandtechnici, vanaf het begin zouden meenemen om tot een integraal plan te komen. De standaard bouwpraktijk bij parkeergarages is namelijk dat eerst de ruwbouw wordt gedaan, en pas daarna kijken de onderaannemers hoe ze de verschillende installaties kunnen aanbrengen. Meestal krijg je dan een optelling van suboptimale oplossingen. Dat wilden wij niet. Daarom hebben we ook bij dit ontwerpproces workshops georganiseerd, waarbij wij ons idee hebben uitgelegd. Vervolgens hebben we aan de anderen gevraagd aan te geven welke mogelijkheden zij zelf zagen om invulling te geven aan ons idee. Dat werkte goed en heeft ervoor gezorgd dat we vrij snel een gemeenschappelijke visie hadden.”

“Door alle leidingen in het beton te storten en de draagbalken in het plafond te integreren, is het plafond helemaal vlak. Dat zorgt voor een overzichtelijke ruimte, waarin de aandacht van de bezoeker niet wordt afgeleid en alleen gaat naar de elementen die voor hem belangrijk zijn, zoals de bewegwijzering. De garage is rechthoekig en voor de wanden zijn we uitgegaan van damwandplanken. Om donkere hoeken te vermijden hebben we ze afgerond. Verder zijn we uitgegaan van een eenduidig kleurenschema. Zo hebben we het plafond en de kolommen wit geschilderd om rust te creëren. De rijbanen zijn lichtgrijs en de wanden en parkeervakken rood. Voor de bewegwijzering hebben we gebruikgemaakt van eenvoudige symbolen en grafische elementen. Met de verlichting hebben we ruimtelijkheid van de garage zo veel mogelijk proberen te vergroten. Vooral de lichtlijnen in een koof langs de wanden dragen daar sterk aan bij.”

Beekdal

Naast een rustige en ruimtelijke uitstraling was een goede inpassing van de garage in het park een belangrijke doelstelling. “Bij de herinrichting stond voorop dat de beek De Grift – die door een persleiding liep – weer bovengronds moest komen”, aldus Top. “De landschapsarchitecten van OKRA hebben dat aangegrepen om het park vorm te geven als een beekdal met glooiende oevers. Samen met hen hebben we ervoor gekozen om een van de hellingen over de garage te laten lopen en de ventilatieopeningen zo veel mogelijk weg te werken in het park. Verder zijn de wegen en de paden verdiept aangelegd, waardoor het park een groene uitstraling heeft.”

Kabels en leidingen

Door de vele ondergrondse kabels en leidingen in het gebied bleek het lastig om een geschikte plek voor de garage te vinden. Daarnaast moest de constructeur slimme oplossingen bedenken, omdat op het dak bomen zijn geplant en de beek er deels overheen loopt. “In het gebied stonden veel grote bomen die zo veel mogelijk zijn gespaard”, legt Symons uit. “Een deel van deze bomen staat op het garagedak. Om dat mogelijk te maken, is de heuvel boven het dak overal anderhalf tot twee meter hoog. Op plekken waar geen bomen staan, hebben we de ophoging deels met EPS (piepschuim) gemaakt. Daardoor blijft het gewicht beperkt en hoefden we de dakconstructie niet overal te versterken”.

Tevreden

Terugkijkend zijn Top en Symons erg tevreden over het eindresultaat. Top: “Bij ons eerste ontwerp kreeg de garage betekenis door het park dat als het ware in de garage werd getrokken. De parkeergarage die er nu ligt, heeft kwaliteit door het unieke eigen ontwerp. Een ontwerp dat ervoor zorgt dat bezoekers zich senang voelen in de garage”.

Velsen, Renovatie Velsertunnel

De Velsertunnel is de oudste snelwegtunnel van Nederland. Hij loopt onder het Noordzeekanaal tussen IJmuiden en Beverwijk en ging in 1957 open voor het verkeer. Bijna zestig jaar na de opening was de bijna 800 meter lange tunnel toe aan groot onderhoud. Op 16 januari 2017 ging de tunnel na een renovatie van negen maanden weer open voor het verkeer.

De Velsertunnel is flink opgeknapt. Dat is belangrijk, want de tunnel is een belangrijke schakel in het Noord-Hollandse wegennet. Per dag rijden er ongeveer 65.000 voertuigen doorheen. Door de renovatie voldoet de tunnel aan de nieuwe Tunnelwet en kan het verkeer ook in de toekomst vlot en veilig door de tunnel rijden.

De Velsertunnel is de oudste snelwegtunnel van Nederland. (Foto: Flickr/free photos)

De Velsertunnel was anno 2015 de enige bestaande rijkstunnel die niet voldeed aan de veiligheidsnorm, zoals die in de Wet aanvullende regels veiligheid wegtunnels is vastgelegd. Diverse tunneltechnische installaties waren verouderd, waaronder het ventilatiesysteem en het blussysteem. Verder waren er ieder jaar incidenten met te hoge vrachtwagens die vast komen te zitten in de tunnel. Deze incidenten leidden tot schade aan de tunnel en veroorzaakten verkeersoverlast.

Renovatie

Bij de renovatie zijn de tunnelbuizen met twaalf centimeter verhoogd en is een nieuw ventilatiesysteem aangebracht. Bij brand in de tunnel wordt rook niet langer via de ventilatietorens naar boven afgezogen, maar door ventilatoren in de rijrichting de tunnel uitgeblazen. Verder zijn de tunneltechnische installaties vernieuwd en aangesloten op een verkeerscentrale. Ook zijn de vluchtwegen aangepast, liggen de vluchtdeuren minder ver uit elkaar, is alle betonschade gerepareerd en is het wegdek vernieuwd. De ventilatietorens voorzien nu vijf vluchtruimtes onderin de tunnel van frisse lucht.

De renovatie is aanbesteed als een ‘Design, Construct & Maintenance’-contract. Na oplevering is de opdrachtnemer, het consortium Hyacint, nog zeven jaar verantwoordelijk voor het tunnelonderhoud.

Na de voorlopige gunning in februari 2014 hield Hyacint direct scrumsessies met opdrachtgever Rijkswaterstaat. Doel van deze aanpak, die nieuw was in de civiele wereld, was het verhelderen van de contracteisen en het krijgen van overeenstemming. De voorbereidende werkzaamheden voor de renovatie zijn eind 2015 gestart. Tijdens de renovatie zelf, die in het voorjaar van 2016 begon, was de tunnel negen maanden dicht voor al het verkeer om ervoor te zorgen dat de werkzaamheden veilig konden worden uitgevoerd. Om verkeershinder te beperken en de bereikbaarheid van de regio op peil te houden, had Rijkswaterstaat allerlei maatregelen getroffen, zoals het aanleggen van omleidingsroutes en tijdelijke verbindingswegen en het uitvoeren van mobiliteitsplannen.

Toen de Velsertunnel dicht was, werd het verkeer omgeleid door de Wijkertunnel. Voor verkeer van zuid naar noord had Rijkswaterstaat vier tijdelijke verbindingswegen aangelegd: de zogeheten keerlussen.

Historie

De Velsertunnel is gebouwd volgens de openbouwputmethode Hiervoor is gekozen vanwege een kleilaag in de ondergrond op 16 meter beneden NAP. Door deze kleilaag kon geen gebruik worden gemaakt van de afzinktechniek, omdat de afzinksleuf de kleilaag zou doorsnijden. Dat zou ertoe leiden dat zout water zich zou vermengen met het zoete grondwater.

De bouwput is toentertijd in fases aangelegd. Eerst is een bouwkuip gemaakt vanaf de zuidoever van het Noordzeekanaal. Deze bouwput was 300 meter lang. Hierna is er in het midden van het kanaal een eiland gemaakt, waarna de noordzijde van het kanaal is afgesloten met damwanden. Nadat deze bouwput is uitgegraven, is het noordelijke deel van de tunnel gebouwd en zijn beide delen op elkaar aangesloten.

Voor de ventilatie van de tunnelbuizen zijn zowel aan de zuid- als noordkant ventilatietorens gebouwd in de vorm van gestileerde hyacinten. De lage torens zijn ruim 16 meter hoog, de hoge ruim 31 meter.

Nog lang niet uitontwikkeld

Sinds 2015 was Roel Scholten COB-coördinator Tunnels en veiligheid. Hierbij stelde hij innovatie en doorontwikkeling van de sector steeds centraal. In april 2017 stopte hij bij het COB om voor ZuidPlus als ontwerpleider tunneltechnische installaties te gaan werken aan de tunnels van Zuidasdok. Betekent dit dat de sector is uitontwikkeld? “Integendeel,” zegt Roel, “we staan pas aan de vooravond van de grote innovaties!”

“In een rapport van februari 2017 stelt het McKinsey Global Institute dat productiviteitsgroei in de bouwsector ongeveer een derde is van de wereldwijde groei. En de bouwsector in Europa stond begin 2016 op de laatste plek in de lijst van digitalisering van sectoren. Terwijl de uitdagingen voor de bouwsector, en specifiek de infrasector, juist vragen om innovatie en verhoogde productiviteit: met de aankomende tunnelrenovaties in Nederland, moeten we oplossingen ontwikkelen om de enorme maatschappelijke impact die afsluitingen van deze tunnels zullen veroorzaken, voor te blijven.

De ontwikkeling van virtual en augmented reality (VR) zal al op korte termijn een rol spelen. Hierdoor kunnen we vroeg in het project ontwerpoplossingen valideren met belanghebbenden, of ontwikkelde software volledig testen voordat de tunnel fysiek is gerealiseerd. En natuurlijk zal het opleiden, trainen en oefenen (OTO) van de tunnelorganisatie met VR veel realistischer en zonder afsluitingen kunnen plaatsvinden. Maar ook los van VR helpen allerlei digitale tools ons nú al, bijvoorbeeld bij het genereren van ontwerpdocumenten, geautomatiseerd uitvoeren van cyclische ontwerpstappen en het doorrekenen van impact van onderhoudsactiviteiten.

Voor onderhoud zal de toepassing van sensoren en bijbehorende data-analyse ons veel informatie geven over de actuele technische staat van het areaal. Hierdoor kunnen we nog beter de degradatie van onze systemen gaan begrijpen en dat helpt ons om precies op tijd in te grijpen en onderhoudsregimes toe te passen waarbij, afhankelijk van de wens van de beheerder, geoptimaliseerd wordt op kosten, beschikbaarheid en/of betrouwbaarheid. In de uitvoering verwacht ik veel van ontwikkelingen op het gebied van prefab, waardoor werkzaamheden on-site worden beperkt en de kwaliteit van onderdelen zal toenemen, doordat ontwikkeling in een beter te controleren omgeving gebeurt.

Innovaties hebben echter alleen meerwaarde als deze toegepast worden door mensen met verstand van zaken. Binnen NedMobiel zeggen we: ‘Je moet wel ooit een tunnel van binnen hebben gezien om te snappen wat je er wel en niet mee kunt’. Ik ben ervan overtuigd dat innovaties versneld ontwikkeld en getoetst worden in projecten. Dat is een van de redenen dat ik met veel plezier ja heb gezegd tegen ZuidPlus: goed om weer van die kant bovenop de ontwikkelingen te zitten!”

Roel Scholten is medeoprichter en directeur van Ned- Mobiel. NedMobiel is vanuit tunnelveiligheid, assetmanagement, OTO of projectmanagement betrokken bij o.a. de Zuidas, Blankenburgtunnel, Gaasperdammertunnel, Stadsbaantunnel, RijnlandRoute , tunnels van Schiphol, Abdijtunnel en de Piet Heijntunnel.

Foto: Vincent Basler

Help, de tunnel mag niet open!

Het uitblijven van openstellingsvergunningen voor de Roer- en Swalmentunnel in de A72 en de Leidsche Rijntunnel in de A2 bij Utrecht plakt aan het imago van tunnelbouwend Nederland als kauwgum onder een schoenzool. Hoe lossen we dit probleem op? Met de tunnelstandaard als vaste richtlijn voor alle tunnelprojecten in Nederland? Of is herijking van het veiligheidsdenken op z’n plaats? Kortom, kiezen we voor een gestroomlijnd proces waarin mogelijke problemen tijdig worden afgevangen, of doen die problemen zich eigenlijk niet voor als je op een andere manier naar risico’s kijkt?

In de praktijk blijkt er geen sprake van een tegenstelling. Evert Worm, voormalig veiligheidsbeambte wegtunnels van Rijkswaterstaat en ambassadeur van het COB-platform Veiligheid en Veiligheidsbeleving, prijst de tunnelstandaard en pleit tegelijkertijd voor een realistische kijk op het benodigde veiligheidsniveau. Paul Janssen, projectleider voor  de Rotterdamsebaan, omarmt de tunnelstandaard eveneens, maar blijft tegelijkertijd alert op onnodige, kostenverhogende zekerstellingen. Paul Janssen: “Laat ik vooropstellen dat tunnels al hartstikke veilig zijn. De Hubertustunnel doorstond de Europese tunneltest met glans en werd door de ANWB uitgeroepen tot veiligste tunnel. En die tunnel is nog niet volgens de tunnelstandaard gebouwd. Daar zit het ‘m dus niet in. Ik ben het met Evert Worm eens dat je bij alle extra maatregelen moet afwegen wat het extra nut is. Tunnels zijn nu al het meest veilige deel van de snelweg.”

Evert Worm schreef begin 2012 in het COB-cahier Rode draden voor de toekomst: “Rijkswaterstaat heeft met de ontwikkeling van de standaard voor wegtunnels een reuzenstap gemaakt. Er is inmiddels een implementatietraject gestart waaruit waarschijnlijk nog de nodige optimalisaties gaan komen.” En in hetzelfde stuk: “De invulling [..] met concrete maatregelen in een juiste onderlinge samenhang bepaalt het uiteindelijk te realiseren veiligheidsniveau. Dat veiligheidsniveau is, als het over (weg)tunnels gaat, de laatste jaren een voortdurende bron van discussies gebleken. Daarbij is de lat qua uitrustingsniveau steeds hoger gelegd. De vraag is of dat terecht is. Veiligheid kan immers niet ten koste van alles.” Paul Janssen, projectleider van de Rotterdamsebaan, staat voor een praktische koers. Hij kiest voor gebruik van de tunnelstandaard waar mogelijk en blijft tegelijkertijd goed kijken wat passend is voor zijn project.

Stadstunnels
Bij de A2Maastricht, de A4 Delft-Schiedam en Combiplan Nijverdal wordt al gewerkt met de nieuwe tunnelstandaard. Bij de tunnel in de Rotterdamsebaan in Den Haag is men tot de conclusie gekomen dat negentig procent van de tunnelstandaard ook toepasbaar is voor deze stadstunnel. Paul Janssen: “We hebben de nieuwe tunnelstandaard van meet af aan opgepakt. De tunnelstandaard is weliswaar voor rijkstunnels ontwikkeld, maar is in eerste aanleg ook geschikt voor gemeentelijke tunnels. Het is in ieders belang dat de tunnelstandaard breed toepasbaar is. Daarmee wordt uitwisseling van kennis en ervaring makkelijker. Aannemers overal in het land leren nu om met de tunnelstandaard te werken, en dat is belangrijk voor de opdrachtgever, zoals in dit geval de gemeente Den Haag.”

“Maar dat neemt niet weg dat er onderdelen zijn die meer des Rijks zijn en waar je in stadstunnels minder mee kunt. Zo hebben we bij de Rotterdamsebaan te maken met een maximumsnelheid van zeventig kilometer per uur en is de beschikbaarheid minder cruciaal dan bij bijvoorbeeld de A73. Als de tunnel in de A73 eruit ligt, is dat een groot probleem. Als dat bij de Rotterdamsebaan gebeurt, zijn nog steeds de routes beschikbaar die er nu ook al zijn. Daarin wijken we dus af.”

Kennis neem je mee
“Aanvullend hebben we te maken met het feit dat we met de Koningstunnel en de Hubertustunnel in Den Haag al twee tunnels hebben waarvoor lokale coderingen gelden. Dat is Haags gemeengoed en daar ga je dan niet omwille van een tunnelstandaard aan morrelen. Al met al schat ik in dat we de tunnelstandaard voor negentig procent adopteren. Dat is in ons belang, want zelf het wiel uitvinden is altijd onhandig. Kennis neem je mee. Ik ben destijds bijvoorbeeld bij de Hubertustunnel betrokken geweest, en ook daar hebben we dingen geleerd die in dit project van pas komen. Dat is een voortschrijdend proces, dat door de tunnelstandaard gestroomlijnd wordt en fouten voorkomt.”

“Een wezenlijk verschil met rijkstunnels is dat bij de Rotterdamsebaan de opdrachtgever zelf de openstellingsvergunning moet afgeven en verantwoordelijk is voor beheer en onderhoud. Daarmee voorkom je een belangrijk probleem, dat Evert Worm ook benoemt en dat prof. dr. Ira Helsloot beschrijft: als je niet hoeft te betalen, kun je alles eisen. Je kunt je inderdaad beter richten op de veiligheid buiten de tunnels, omdat je daar voor hetzelfde geld veel meer kunt bereiken. Het probleem van extra eisen als gevolg van de verschillende verantwoordelijkheden hebben we ook tijdens de aanleg van de Hubertustunnel al onderkend. Destijds heb ik meteen de veiligheidsadviseur van de burgemeester, in dat geval de brandweercommandant, bij het project betrokken. Daarmee werd hij medeverantwoordelijk. Bovendien zat hij als adviseur aan tafel bij de politiek en kon hij zijn mening geven over de financiële kant. Of er geld moest komen voor een zinloze extra nooddeur of dat het geld beter anders besteed kan worden.”

Standaardisatie leidt tot optimalisatie
Negentig procent van de tunnelstandaard adopteren voor de Rotterdamsebaan neemt voor Paul Janssen de behoefte aan een standaard voor stadstunnels niet weg. Verdergaande standaardisatie leidt in zijn visie per definitie tot optimalisatie van het proces en daarmee ook tot faalkostenreductie. Paul Janssen: “We moeten toe naar een situatie waarin de tunnelstandaard ook voor stadstunnels volledig leidend kan zijn, zodat, als je kunt aantonen dat je volgens de tunnelstandaard hebt gewerkt, er automatisch een openstellingsvergunning wordt verleend. Daarmee voorkom je dat elke bestuurder er zijn eigen plasje over kan doen. Wat mij betreft wordt de tunnelstandaard dus uitgebreid met een eenvoudige checklist. Als die klopt, is het veilig en kan de openstellingsvergunning worden verleend. De tunnelstandaard is een handleiding en geen wet, maar ik kan me voorstellen dat de minister andere instrumenten heeft om zo’n werkwijze af te dwingen.”

Standaardisatie is volgens Paul Janssen in meer opzichten van belang. Niet alleen met het oog op de veiligheid van de weggebruiker, maar vanuit het belang van de hele sector. Paul Janssen: “Bij elk project wordt opnieuw een studie gedaan naar de juiste diameter van de tunnel. Dat kost veel geld en is niet nodig. We kunnen volstaan met een paar standaardmaten, afhankelijk van het gebruik. Ondergronds bouwen wordt dan simpeler en goedkoper. Dat is ook mijn belang, want dan kunnen we meer tunnels bouwen. Maar het draagt ook bij aan de veiligheid. Als je volgens de tunnelstandaard hebt gewerkt, kun je dat kopiëren naar de volgende tunnel, waarvoor dezelfde uitgangspunten gelden.”

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.

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.”

Willem van Oranjetunnel

In 2009 startten in Delft de werkzaamheden voor het project Spoorzone Delft. Het spoorviaduct dat langs de oude binnenstad liep, is vervangen door een spoortunnel. Deze tunnel, de Willem van Oranjetunnel, is in april 2015 officieel geopend. De tunnel heeft twee tunnelbuizen en is geschikt voor vier sporen. Inclusief toeritten is hij 2.300 meter lang. Onderdeel van de tunnel is een nieuw ondergronds station.

(Foto: Ronald Tilleman)

Aanleiding

Tot de bouw van de tunnel is om verschillende redenen besloten. Het spoorviaduct was met zijn twee sporen een flessenhals op het verder viersporige tracé tussen Rotterdam en Amsterdam en was niet berekend op de verwachte groei van het treinverkeer. Daarnaast veroorzaakten de circa 350 treinen die iedere dag over het viaduct reden veel geluidsoverlast voor omwonenden en vormde de spoorlijn dwars door de stad een barrière tussen de verschillende wijken. Verder was het bestaande station te krap en voldeed het niet meer aan de eisen van de tijd.

(Foto: spoorzonedelft.nl)

Bouwmethode

Voor de bouw van de tunnel is gekozen voor ‘proven technology’. De aannemerscombinatie heeft de spoortunnel voor het grootste deel gebouwd met de wanden-dakmethode in combinatie met diepwanden. Deze methode is trillings- en geluidsarm en kan op relatief korte afstand van bestaande bebouwing worden toegepast. Met een speciale grijper wordt een sleuf gegraven. Tijdens het graven zorgt een steunvloeistof ervoor dat de sleuf niet instort. Als de sleuf klaar is gaat er wapening in en wordt hij volgestort met beton. Hierbij duwt het beton de steunvloeistof uit de sleuf. Zodra de wanden klaar zijn wordt hiertussen een dak gemaakt. Vervolgens kan de grond onder het dak worden ontgraven en de tunnelconstructie worden afgemaakt, terwijl de hinder bovengronds minimaal is.
Alleen bij de tunnelmonden en kruisingen met open water heeft de aannemerscombinatie een andere bouwmethode toegepast. Hier is met damwanden een bouwkuip gemaakt, waarin vervolgens de tunnel is gebouwd. Om eventuele effecten van de bouwwerkzaamheden op de omgeving exact waar te nemen – en op tijd maatregelen te kunnen treffen – heeft de aannemer samen met ProRail een uitgebreid monitoringprogramma uitgevoerd.

Innovatief

Bij het bouwproject zijn ook innovatieve technieken toegepast. Met crosshole sonic logging zijn bijvoorbeeld defecten in diepwanden opgespoord. Dit onderzoek vond plaats in kader van het Geo-Impuls/TU Delft-promotieonderzoek van Rodriaan Spruit. Crosshole sonic logging maakt gebruik van het principe dat een geluidsgolf die door beton gaat, met een andere snelheid beweegt dan wanneer hij door bentoniet of een holle ruimte gaat. Door bij diepwanden aan weerszijden van een voeg zenders te hangen die een hoogfrequent signaal uitzenden dan wel ontvangen, kun je de looptijd en de sterkte van de signalen dóór de voeg vastleggen. Met die gegevens kun je vervolgens de kwaliteit van de voeg over de gehele lengte van de diepwand bepalen. In Delft is met deze techniek met succes een zwakke plek in een diepwand gedetecteerd.

Ondergronds station

Het nieuwe ondergrondse station ligt bovenop de tunnel, vlak naast het bestaande station dat op termijn een andere bestemming krijgt. De stationshal op de begane grond is onderdeel van het nieuwe stadskantoor. Direct naast het station, onder het stationsplein, is een ondergrondse fietsenstalling voor 5.000 fietsen en iets verderop aan de Phoenixstraat een ondergrondse parkeergarage voor 650 auto’s. Het stationsplein is ingericht als een vervoersknooppunt, waar reizigers eenvoudig kunnen overstappen op tram, bus en taxi.

Het oude en het nieuwe station. (Foto: Ronald Tilleman)

Herontwikkelen

De gemeente Delft heeft de bouw van de spoortunnel aangegrepen om het hele gebied rond de spoorlijn te herontwikkelen. Hiervoor heeft ze een stimuleringssubsidie gekregen in het kader van de voorbeeldprojecten Intensief Ruimtegebruik. De grond die vrijkomt als het spoor naar de ondergrond is verplaatst, gaat Delft onder andere gebruiken voor de aanleg van een stadspark met veel water en de bouw van woningen en kantoren. De Spaanse architect en stedenbouwkundige Joan Busquets heeft voor het gebied een stedenbouwkundige visie ontwikkeld.

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.

SOS: Meer meten met infrarood

Hoe kan data helpen tunnels veiliger te maken? Bieden nieuwe technieken of inzichten kansen om de veiligheid te verhogen of de veiligheid op niveau te houden met hogere beschikbaarheid of tegen lagere kosten? Ontwikkelingen op ICT-gebied gaan snel. Meer rekenkracht en daaruit volgende snellere verwerking van data, maken het zinvol bestaande oplossingen tegen het licht te houden. In de Westerscheldetunnel is een proef gedaan met infraroodsensoren als basis voor het snelheidsonderschrijdingssysteem (SOS). Daaruit blijkt dat de beperkingen van bestaande systemen met detectielussen, kunnen worden weggenomen.

Het bedrijf Soltegro heeft op eigen initiatief een SOS ontwikkeld en vervolgens de N.V. Westerscheldetunnel bereid gevonden mee te werken aan een proefopstelling. “Ontwikkeling in eigen beheer is wellicht ongebruikelijk”, zegt commercieel directeur Jan-Martijn Teeuw van Soltegro, “maar past wel bij onze werkwijze. Wij positioneren ons tussen ingenieursbureaus en automatiseringbedrijven in. Bij ons werken veel ICT-specialisten, maar ook elektrotechnisch en werktuigkundig ingenieurs. Met die disciplines werken we op een integrale manier aan projecten. En dat brengt met zich mee dat wij ook anders tegen problemen aankijken.”

Manager systems engineering en innovatie Franc Fouchier legt uit wat dat in de praktijk inhoudt: “De ervaring die wij hebben opgedaan in de softwarewereld projecteren we op de civieltechnische wereld. Dat betekent dat je eerst een probleem goed analyseert zonder daarbij al oplossingsrichtingen in het achterhoofd te hebben en pas in tweede instantie kijkt naar de combinatie van technieken die je kunt inzetten om dat probleem op te lossen. In de praktijk is deze aanpak vaak niet mogelijk, omdat bepaalde oplossingen zijn voorgeschreven. Zo staat in de tunnelstandaard dat je voor snelheidsmeting inductielussen moet toepassen. In onze optiek heb je voor een optimale oplossing keuzevrijheid nodig. Daarom konden we het SOS dat we in de Westerscheldetunnel hebben getest ook alleen maar in eigen beheer ontwikkelen.”

“In onze optiek heb je voor een optimale oplossing keuzevrijheid nodig.”

Elk voertuig meten

Met een SOS kan worden gedetecteerd of de snelheid van voertuigen op een willekeurig punt te laag wordt en er daardoor gevaarlijke situaties ontstaan die bijvoorbeeld kunnen leiden tot kop-staartbotsingen. Het gebruik van inductielussen om snelheidsverschillen te detecteren kent een aantal beperkingen. Er wordt alleen gemeten op de plaats van de lus, en defecten aan een inductielus leiden bij vervanging vrijwel altijd tot verminderde beschikbaarheid van de tunnel. Jan-Martijn Teeuw: “Met onze sensoren zijn we in staat elk voertuig in de tunnel uniek te detecteren. Je volgt het bewegende object en dat biedt meer mogelijkheden. Je verzamelt meer informatie. Met behulp van software kun je detecteren of voertuigen afwijkend gedrag vertonen. Het gaat dus verder dan alleen detecteren of een willekeurig voertuig op een bepaalde plaats onder een minimumsnelheid komt. Bovendien kun je door bijvoorbeeld een kapotte sensor een meting missen en nog steeds een betrouwbaar resultaat hebben.”

In de Westerscheldetunnel is het systeem van Soltegro op een deel van het traject geïnstalleerd, naast het bestaande systeem. De wegverkeersleiders hebben beide systemen gemonitord en Soltegro feedback gegeven. In een halfjaar tijd zijn enorm veel meetgegevens verzameld. Daaruit blijkt dat de betrouwbaarheid van het systeem bijzonder hoog is. De mensen van de Westerscheldetunnel hebben beaamd dat het goed heeft gefunctioneerd. “De betrouwbaarheid is cruciaal”, vindt Jan-Martijn Teeuw. “Als systemen te vaak valse meldingen geven, is het gevolg dat wegverkeersleiders het niet meer serieus nemen en ook niet reageren als er wel iets aan de hand is. Dan neemt de veiligheid per definitie af.”

Tijd in plaats van afstand

Implementatie van een SOS met infraroodsensoren vindt, net als bij gebruik van detectielussen, plaats op basis van een risicoanalyse. Bij een steile uitrit, zoals bij de Westerscheldetunnel, mag je verwachten dat de snelheid van vrachtwagens sneller terugloopt. In zo’n situatie zal bij beide systemen sprake zijn van meer meetpunten dan in een vlak deel van de tunnel. Het verschil zit in de meeteenheid. Bij gebruik van detectielussen is er per definitie sprake van afstand. Met de sensoren wordt gemeten in tijd, en is het ook mogelijk om meer dan alleen snelheidsverschillen te detecteren.

Franc Fouchier: “Met infrarood detecteren we bijvoorbeeld ook of al het verkeer ineens naar één baan opschuift. Dat kan voor de wegverkeersleiding een teken zijn dat er sprake is van bijvoorbeeld afgevallen lading, langzaam rijdend verkeer of stilstand. En de data die je verzamelt kun je ook gaan gebruiken om verkeersbewegingen te voorspellen. Het is voorstelbaar dat je met dit systeem ruim van tevoren kunt voorspellen waar en wanneer filevorming ontstaat en dat je vanuit het systeem vervolgens meteen deze informatie naar in-carsystemen verstuurt. Daar kun je overigens de wegverkeersleider als buffer tussen zetten. Het is maar net wat de wegbeheerder wil.”

Gebruikersinterface van het ontwikkelde SOS. (Beeld: Soltegro)

Waar gaat dat naartoe?

“In de wereld van het ‘Internet of Things’ krijgen we steeds meer situaties waarin systemen beslissingen gaan nemen”, vervolgt Franc. “Wij verwachten dat het die kant op gaat. Vandaar onze integrale visie en de keuze om niet de omgeving te detecteren, maar het object dat in die omgeving beweegt. De informatie die door het object wordt gegenereerd, opent nieuwe toepassingsmogelijkheden.” Jan-Martijn Teeuw: “We richten ons nu in eerste aanleg op tunnels, maar er kan natuurlijk veel meer met deze techniek. Je kunt er bijvoorbeeld ook mee detecteren hoe voertuigen in een parkeergarage bewegen. Voor ons is de volgende stap om in gesprek te gaan met beheerders van tunnels waar detectielussen echt niet voldoen. In de praktijk van de tunnelstandaard zie je nu al wel dat er ruimte komt voor projectspecifieke afwijkingen en er wordt al gesproken in termen van ‘standaard of gelijkwaardig’. Daar liggen kansen voor deze vorm van detectie, maar formeel zou de toepassing nu alleen kunnen in niet-rijkstunnels.”

Dit was de Onderbreking Tunnels en veiligheid

Bekijk een ander koffietafelboek: