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.

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.

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.

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.

Ron Beij en Ron Galesloot van de afdeling Risicobeheersing van de regionale brandweer Amsterdam-Amstelland stellen dat ‘veilig volgens de wet’ niet altijd voldoende is, vooral niet op locaties waar sprake is van meervoudig ruimtegebruik. Beij: “De veiligheid van de afzonderlijke infrastructurele componenten – denk aan een tunnel – is meestal wel goed geregeld, maar de integrale veiligheid van deze objecten in hun omgeving laat vaak te wensen over.”

Hun overtuiging dat er meer aandacht moet komen voor integrale veiligheid is ontstaan door hun betrokkenheid bij een aantal grote projecten, waaronder de Noord/Zuidlijn. “Vanuit de brandweer ben ik sinds 1995 bij dit project betrokken”, vertelt Beij. “Toen waren er vooral gesprekken over bouwplannen en contracten. Rond 2000 werd geleidelijk duidelijk hoe de metrolijn eruit zou gaan zien en in 2003 startte de uitvoering. Kort geleden, op 22 juli 2018, is de lijn in gebruik genomen.”

“De nieuwe metrolijn voldoet aan de wet, laat dat duidelijk zijn”, vervolgt Beij. “Alle besluiten over de metrolijn en de stations zijn echter voorafgaand aan de bouw, in de vorige eeuw, genomen. Dat betekent dat de toegepaste veiligheidsfilosofie twintig jaar oud is. Inmiddels denken we heel anders over risico’s en is er door de enorme ontwikkelingen op het gebied van ICT veel meer mogelijk. Ook hanteren we ondertussen andere uitgangspunten en zijn er modernere analyse-instrumenten beschikbaar. En dat is nog los van het feit dat wetgeving hoe dan ook altijd achterloopt op de actualiteit. Tegelijkertijd beseffen we dat het aanpassen van de veiligheidsvoorzieningen tijdens de uitvoering weinig kans zou hebben gemaakt. Tijdens de bouw ben je gebonden aan contracten. Je zou dan contracten moeten openbreken en daar zit niemand op te wachten. Daarom zijn aanpassingen uitgesteld tot na de openstelling.”

Er zijn weinig handvatten in de wet- en regelgeving om de integrale veiligheid tijdens de beheer- en gebruiksfase te onderbouwen.

“Daarmee wordt het niet ineens veel eenvoudiger. Sinds de openstelling hebben we te maken met andere partijen en andere mensen. Na twintig jaar overleggen we nu bijvoorbeeld niet meer met de projectorganisatie, maar met de beheerder van de metrolijn. Verder is er nu sprake van een ander gebruik én andere regelgeving. Zo is niet alleen het Bouwbesluit leidend bij metro’s; ook de Wet lokaal spoor is van toepassing. Deze wet regelt de spoorveiligheid, maar niet de veiligheid op de perrons of in de winkels op de stations. Terwijl een brand in een winkel verstrekkende gevolgen kan hebben. Dit betekent dat er weinig handvatten in de wet- en regelgeving zijn om de integrale veiligheid tijdens de beheer- en gebruiksfase te onderbouwen. Het zit er gewoon niet goed in. Daarin verschillen tram- en metrotunnels duidelijk van wegtunnels. Zo wordt bij wegtunnels de veiligheid na openstelling deels al geregeld met de Rarvw, de Regeling aanvullende regels veiligheid wegtunnels, en de Warvw, de Wet aanvullende regels veiligheid wegtunnels.”

Nieuwe risico’s

Galesloot vult aan: “Naast bovengenoemde problemen – een gedateerde veiligheidsfilosofie bij openstelling en het ontbreken van goede regelgeving voor de beheer- en gebruiksfase – constateren we ook dat de bestaande veiligheidsregelgeving nauwelijks rekening houdt met toekomstige ontwikkelingen en nieuwe risico’s. Denk aan de komst van zelfrijdende voertuigen, vraagstukken rond cybersecurity, de energietransitie en de koppeling tussen allerlei vormen van infrastructuur via het internet of things. Er komen bijvoorbeeld steeds meer elektrische auto’s. Dat is goed voor het milieu, maar als een accu van een Tesla in brand vliegt, kunnen wij die als brandweer nu niet blussen. Dat betekent dat je wellicht extra voorzieningen moet treffen om ook op termijn de veiligheid te kunnen garanderen.”

“Een andere ontwikkeling die van grote invloed is op de veiligheid van de openbare ruimte, is meervoudig ruimtegebruik”, stelt Galesloot. “Vooral in stedelijk gebied worden steeds vaker functies gecombineerd. Een voorbeeld zijn de stations Vijzelgracht en Rokin van de Noord/Zuidlijn, waar de ondergrondse ruimte boven de diepgelegen metrostations wordt benut voor de aanleg van parkeergarages. De vergunningen worden in dit soort gevallen per object verleend, terwijl de veiligheid van de metrostations niet los kan worden gezien van gebeurtenissen in de parkeergarages en omgekeerd. Neem de geplande volautomatische parkeergarage boven station Vijzelgracht. Bij brand in dit soort ‘parkeermachines’ gaan we als brandweer niet naar binnen. Daarom worden ze vaak uitgerust met een automatisch CO₂-blussysteem, dat wordt gedimensioneerd op een lege garage. Als dat hier ook gebeurt en er ontstaat brand op een moment dat de garage redelijk vol is, dan is er kans dat het overschot aan CO₂ – dat zwaarder is dan lucht – via de doorgangen in het station terecht komt. Dat willen we niet en daarom overleggen we inmiddels over een alternatief blussysteem voor deze parkeergarage.”

Ingesloten door rook

Beij: “Een ander voorbeeld is Amsterdam CS. Aan de kant van het IJ liggen hier vier lagen infrastructuur boven elkaar. Op het onderste niveau kruist de Noord/Zuidlijn het treinstation en bevindt zich het nieuwe metrostation. Op het niveau hierboven ligt parallel aan het IJ de Michiel de Ruijtertunnel met twee tunnelbuizen voor wegverkeer. Op het dak van deze tunnel is een winkelcentrum in een hal van het station. En bovenop dit winkelcentrum, op het hoogste niveau, ligt het busstation dat is overdekt door een grote gebogen glazen kap. Tussen de tunnelbuizen van de Michiel de Ruijtertunnel zijn er (rol)trappen die het metro-, trein- en het busstation met elkaar verbinden. Meervoudig ruimtegebruik ten voeten uit!”

“Kijk je naar de veiligheid, dan voldoen alle objecten aan de wettelijke eisen. Helaas betekent dit niet dat de combinatie van deze vier objecten ook veilig is. Stel bijvoorbeeld dat in de Michiel de Ruijtertunnel een auto in brand komt te staan. Aangezien in deze tunnel geen ventilatoren zijn aangebracht – dat is niet verplicht voor tunnels met een lengte tussen de 250 en 500 meter – verlaat de rook de tunnel via beide tunnelmonden. De grote glazen kap van het busstation steekt over deze tunnelmonden heen. Daardoor verzamelt de rook zich vanuit twee kanten onder de kap, koelt af en zakt vervolgens via de roltrappen naar beneden richting het lager gelegen winkelcentrum en metrostation. Simulatieberekeningen laten zien dat in zo’n geval binnen enkele minuten grote aantallen mensen ingesloten raken door de rook, waardoor de kans op slachtoffers fors is.”

Meedenken

“Dit soort ongewenste situaties kun je voorkomen door in een vroeg stadium een uitgebreide veiligheidsafweging te maken”, aldus Galesloot. “Voor het project Zuidasdok is bijvoorbeeld vooraf een integraal veiligheidsplan gemaakt dat is meegenomen in het bestuursakkoord en in het tracébesluit. Daardoor is wettelijk vastgelegd dat in iedere fase van dit omvangrijke project rekening moet worden gehouden met de omgeving.”

Beij: “In de praktijk is dit lang niet altijd mogelijk. Immers, de meeste infrastructuur en steden worden niet integraal ontworpen, maar groeien stapsgewijs. Daardoor is het lastig om het geheel te overzien en de integrale veiligheid te blijven garanderen. Ik ben er echter van overtuigd dat we daar wel naar moeten streven. Hoe dat het beste kan, weet ik nog niet.”

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.”

Ze gaan naar het vuur toe. In de tunnel keren ze of rijden ze achteruit. Het is onthutsend te zien hoe mensen bij calamiteiten vaak volstrekt anders reageren dan zij volgens de bordjes geacht worden te doen. En anders dan waar de tunneltechnische installaties op zijn ontworpen. Het Kennisplatform Tunnelveiligheid (KPT) organiseerde twee drukbezochte bijeenkomsten waar het menselijk gedrag nader werd beschouwd. In de tunnelpraktijk blijken we nog niet opgewassen tegen de grillen van de gebruiker.

Kirsten Beuker, stewardess bij de KLM en goed getraind in veiligheidsprocedures, vertelde hoe zij bij een ongeluk in de Queens Midtown Tunnel in New York gelukkig wel veilig thuiskwam, maar ter plaatse toch vooral impulsief handelde. “We waren met de cabinecrew onderweg naar ons hotel. Onze bus raakte een voorganger, een oplegger reed achterop en wij kwamen op de andere baan terecht, waar we een tegenligger raakten. Twee pursers verleenden eerste hulp aan een automobilist en de andere leden van de cabinecrew vluchtten via een vluchtdeur in de zijwand. We handelden niet zoals ons geleerd is en haalden eerst bagage uit de auto. Aan de andere kant van de vluchtdeur schijnt een kastje te hebben gehangen met instructies, maar dat hebben we niet gezien. We zijn met onze koffers teruggelopen naar de tunnelingang. We krijgen elk jaar een fly safety training, maar toch kun je ook dan blijkbaar niet van tevoren bedenken hoe je zult reageren.”

Vluchtgedrag zit diep in de menselijke natuur. Dat gedrag verander je niet zomaar, maar je kunt er wel rekening mee houden. Nancy Oberije, onderzoeker bij het Instituut Fysieke Veiligheid (IFV) heeft onderzoek gedaan naar menselijk gedrag bij brand. “Bij brand grijpen mensen in, of ze vluchten. Maar veel mensen gaan ook naar de brand toe. Zij gaan op zoek naar informatie. Andersom zie je dat mensen gewoon doorgaan waar ze mee bezig zijn als het brandalarm afgaat. De overeenkomst tussen die twee is dat men niet weet wat er aan de hand is. Wat we daarvan kunnen leren, is dat de reactietijd in de praktijk langer is en dat we daar geen rekening mee houden in de plannen.”

“Alleen een signaal zegt te weinig. Mensen moeten weten dat het signaal klopt.”

Aan de hand van een gefilmde brand in een kledingzaak liet Nancy Oberije zien dat mensen geneigd zijn hun routine voort te zetten en dat groepsgedrag optreedt. “Dat kun je doorbreken met extra informatie. Alleen een signaal zegt te weinig. Mensen moeten weten dat het signaal klopt. Die bevestiging kan komen van bijvoorbeeld een extra signaal op de eigen telefoon of door bedrijfshulpverleners ter plaatse.”

Een andere ‘eyeopener’ betreft het vluchtgedrag. Nancy Oberije: “Mensen nemen niet de kortste route, maar de bekende route en zijn er bij navraag achteraf van overtuigd dat zij wel de kortste route hebben genomen. Nooduitgangbordjes worden niet altijd gezien, omdat ze niet opvallen tussen andere bebording, opgaan in de achtergrond of door rookontwikkeling niet te zien zijn. Een dynamische vluchtrouteaanduiding die bij calamiteiten gaat knipperen, en contourverlichting bij nooduitgangen kunnen daarbij helpen.”

De tunnel als doolhof

Ed Oomes, senior officer continuïteit- en crisismanagement bij Schiphol, bevestigde de ervaringen van Kirsten Beuker en de onderzoeksresultaten van Nancy Oberije: “Je komt er pas achter als je ervoor staat. Je moet je realiseren dat mensen zelden een calamiteit meemaken, laat staan twee keer, waardoor er leergedrag zou kunnen optreden. Of om met Cruijff te spreken: ‘Ervaring is datgene wat je mist als je het de eerste keer nodig hebt.’ Ga er dus van uit dat mensen zich in zo’n situatie gedesoriënteerd voelen. Bij branden in gebouwen komt het voor dat zelfs professionele hulpverleners hun weg niet meer kunnen vinden. Het probleem is dat onze regelgeving gebaseerd is op rationaliteit, terwijl die rationaliteit er in de praktijk helemaal niet is. Een checklist helpt niet als je niet in het echt of met behulp van virtual reality hebt geoefend.”

Oorzaak en gevolg

Omgaan met menselijk gedrag gaat uiteraard verder dan gedrag bij calamiteiten. Het kan juist leiden tot calamiteiten. Ingo de Moor, manager marketing en communicatie bij de N.V. Westerscheldetunnel, nam de bezoekers mee in een aantal incidenten bij de Westerscheldetunnel en de dagelijkse praktijk op het tolplein, waar het regelmatig voorkomt dat mensen keren of achteruitrijden. “Bij het ontwerp van de betaallanen is gekeken naar voorbeelden uit het buitenland en is er uitgebreid getest. Uitgangspunt was dat minder dan 1% een foute keuze zou maken. Toch bleek dat niet genoeg. We hebben een zevende laan moeten aanleggen, speciaal voor vrachtwagens en bussen, en nog moeten we steeds blijven optimaliseren.”

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.

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.”

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.”