Leiderdorp, Groene Harttunnel

De Groene Harttunnel is een van de kunstwerken op het tracé van de hogesnelheidslijn HSL Zuid. De spoortunnel is ruim zeven kilometer lang en bestaat uit een geboorde buis met een diameter van bijna vijftien meter. Een wand in het midden scheidt de twee sporen. De noordelijke tunnelmond ligt ten oosten van Leiderdorp en de zuidelijke tussen Hazerswoude-Dorp en Zoetermeer.

Het besluit om de tunnel onder het Groene Hart te bouwen, vloeit voort uit de vele discussies over het tracé van de hogesnelheidslijn in Zuid-Holland. In de HSL-nota uit 1994 noemt het kabinet drie varianten. De eerste en meest milieuvriendelijke is een boortunnel van 45 kilometer tussen Rotterdam en Amsterdam. De tweede betreft de zogeheten Bos-variant met een spoorlijn langs de A4 en A3 en een station in Den Haag. De derde is de kortste en gaat uit van een tracé door het Groene Hart. Een meerderheid van het parlement is voor de Bos-variant, omdat deze het Groene Hart ontziet. De toenmalige minister van Verkeer en Waterstaat kiest voor de korte variant die 400 miljoen euro goedkoper is dan de Bos-variant. De gemoederen lopen hoog op en er dreigt zelfs een kabinetscrisis. Uiteindelijk wordt er een compromis gevonden: er wordt gekozen voor de korte variant en besloten om de meerkosten van de Bos-variant te gebruiken voor de aanleg van een boortunnel. Met deze keuze blijft de schade aan het open veenweidelandschap van het Groene hart beperkt.

De boortunnel wordt vervolgens als design-en-constructcontract aanbesteed. Om de aanbiedingen goed te kunnen beoordelen, maakt het projectbureau HSL-Zuid een referentieontwerp. Dit is gebaseerd op twee geboorde tunnelbuizen. Vier van de vijf aannemerscombinaties dienen een ontwerp in dat eveneens van twee buizen uitgaat. De Frans-Nederlandse combinatie Bouygues-Koop Tjuchem komt als enige met een ontwerp met één buis en een tussenwand en wint de aanbesteding. Dit ontwerp is aanmerkelijk goedkoper, onder meer doordat er geen kostbare dwarsverbindingen gemaakt hoeven te worden, die bij twee buizen noodzakelijk zijn als vluchtroute. Een buis met een grote diameter en een tussenwand heeft Bouygues eerder al met succes toegepast bij een metrotunnel in Australië.

Bouwproces

De bouw van de tunnel begint in mei 2000. Als eerste worden de start- en ontvangstschacht gemaakt. Hiervoor zijn grote open bouwputten nodig van dertig meter breed, tachtig meter lang en dertig meter diep. Voor het boren bouwt het Franse NFM Technologies een speciale tunnelboormachine. Het graafwiel hiervan heeft een diameter van bijna vijftien meter. Het boren van de tunnel gebeurt van noord naar zuid en start in 2001. Ongeveer drie jaar later in 2004 bereikt de boormachine de ontvangstschacht en is het boorgedeelte gereed.

De constructie van de tunnel wijkt iets af van andere boortunnels. Zo ontbreken de nok- en gatverbindingen tussen de verschillende tunnelringen. De uit tien elementen opgebouwde ringen sluiten vlak op elkaar aan. De aannemerscombinatie heeft hiervoor gekozen omdat verbindingen met nokken tot spanningen en scheuren in het beton kunnen leiden.

Voor het boren heeft de combinatie de slurryschildmethode toegepast. Hierbij zorgt een mengsel van water en bentoniet ervoor dat de grond voor de boorkop voldoende tegendruk krijgt en niet kan instorten. Daarnaast dient de bentonietslurry als transportmedium voor de afvoer van de ontgraven grond.

De tunnel ligt over vrijwel de gehele lengte in een zandpakket. Voor het kruisen van het riviertje de Does nabij de startschacht is bodemverbetering toegepast om een blow out, waarbij de bentonietslurry naar het oppervlak doorbreekt, te voorkomen. De kans hierop was op deze locatie groot doordat de tunnelboormachine zich hier nog vrij dicht onder het oppervlak bevond en de bovenliggende grond erg slap is. Ook bij de ontvangstschacht zijn maatregelen genomen. Het maaiveld ligt daar circa drie meter lager dan op de rest van het tunneltracé. Om hier een blow out te vermijden, is tijdelijk een laag zand van een meter dik aangebracht, die direct na het passeren van de tunnelboormachine weer is verwijderd.

Tijdens het boren wordt in het deel van de tunnel dat al gereed is, hard gebouwd. Op de bodem van de tunnelbuis wordt een grote betonnen kabel- en leidingengoot gemaakt van 3 meter breed en 2,5 meter hoog. Daarna wordt de ruimte aan weerszijden van deze goot opgevuld met zand en wordt de vloer gestort. Op deze vloer worden vervolgens de middenwand gemaakt – die bijna tien meter hoog en halve meter dik is – en de looppaden tegen de middenwand en tegen de buitenwanden aan.

Vlucht- en luchtschachten

Om de 144 meter zitten er vluchtdeuren in de tussenwand, zodat dat treinreizigers bij een incident in de tunnel kunnen vluchten. Zodra het treinverkeer op het andere spoor is stilgelegd, worden deze deuren ontgrendeld en kunnen reizigers zich naar de veilige buis begeven. Vervolgens kunnen ze via een van de vijf vluchtschachten de tunnel verlaten. In deze schachten zitten aan weerszijden van de tunnelbuis trappenhuizen. Ook bevatten de schachten liften waarmee hulpverleners snel de tunnel kunnen bereiken. Twee vluchtschachten bevinden zich ter hoogte van de bedieningsgebouwen bij respectievelijk de noordelijke en zuidelijke toerit, de andere drie zitten min of meer gelijk verdeeld over de rest van de tunnel. Bij de bedieningsgebouwen zijn ook twee luchtschachten. Deze zijn nodig om schokgolven te voorkomen als treinen op hoge snelheid de tunnel inrijden. Ook bij de vluchtschachten zijn voorzieningen aangebracht om drukverschillen te vereffenen.

De drie vluchtschachten in het middendeel van de tunnel zijn gebouwd in ronde bouwkuipen met een diameter van ruim 30 meter. Deze kuipen zijn gemaakt met 1,2 meter dikke diepwanden die tot 40 meter beneden maaiveld gaan. Nadat de grond was ontgraven is een 3,5 meter dikke vloer van onderwaterbeton gestort. Op die vloer is vervolgens een 19 meter dikke laag lagesterktebeton gestort. Deze betonprop zorgt ervoor dat de schacht met de tunnelboormachine kan worden aangeboord, waardoor geen vriestechnieken nodig zijn om een verbinding met de tunnelbuis te maken. Bijkomend voordeel is dat in de schacht tussentijds onderhoud aan de boormachine kan worden uitgevoerd, zoals het vervangen van de boortanden. Daarvoor boort de aannemer ongeveer twintig meter in de prop. Vervolgens wordt een sleuf gemaakt naar het graafwiel zodat de monteurs het onderhoud kunnen doen.

Het bouwen van de vluchtschacht is grotendeels gebeurd voordat de tunnelboormachine de schacht aanboorde. Boven de betonprop is als eerste een definitieve constructievloer gemaakt. Vervolgens zijn vanaf deze vloer naar boven en naar beneden toe de trappenhuizen en de ventilatievoorzieningen gebouwd. Om naar beneden te kunnen bouwen is per verdieping een deel van de betonprop aan weerszijden van de tunnelbuis weggehakt. De laagste verdiepingen zijn gemaakt nadat de tunnelboormachine de schacht was gepasseerd. Nadat het laatste beton was weggehakt en het niveau van de looppaden was bereikt, is een doorgang door de tunnelwand gemaakt.