Loading...

De Onderbreking

Assetmanagement

Assetmanagement

In Focus: Pionieren met waterleidingen

Rotterdam, Maastunnel

Marcel Hertogh hoogleraar TU delft

Kabels en leidingen bij gebiedsontwikkeling

Afstudeeronderzoek: verdiepen Beneluxtunnel

3D-scan brengt vervormingen snel in beeld

Velsen, Velsertunnel

In Focus: Ondergronds in Overijssel

In Focus: Heropening Mauritshuis

Kennisbank

Assetmanagement

Veel tunnels in Nederland zijn tussen nu en tien jaar toe aan grootscheepse renovatie. Overige tunnels moeten slim worden onderhouden, en worden aangepast aan de veranderende eisen van deze tijd. In het COB-netwerk is veel kennis aanwezig over de manier waarop dit gedaan zou kunnen worden; de stap is nu om deze kennis te combineren en te benutten. Uitwisseling van opgedane kennis en ervaring kan helpen om de nieuwe processen efficiënter te laten verlopen en te zorgen voor slim beheer en onderhoud. Het gaat hierbij zowel om technische aspecten (bv. zinkvoegen, ICT) als om organisatorische.

Minstens zo complex is assetmanagement van (kleinere) ondergrondse infra zoals kabels en (buis)leidingen. Het aantal objecten dat aan renovatie, vervanging of grootschalig onderhoud toe is, is enorm. Het is echter niet duidelijk hoe groot de opgave precies is en hoe deze efficiënt aangepakt kan worden. Het COB kan daarbij een belangrijke rol spelen, door het helpen uitwisselen van kennis en ervaringen en het zoeken naar slimme oplossingen.

Pionieren met waterleidingen

Dunea heeft een nieuwe techniek ontwikkeld om distributieleidingen voor drinkwater goedkoper en met minder overlast voor bewoners te saneren. Door een stevige ballon op te blazen in de leiding, hoeft het water voor andere aansluitingen op dezelfde leiding niet te worden onderbroken. Zo kan een leiding in kleinere delen worden vervangen.

Op de IJsselkade in Leiden zijn Dunea-monteurs Peter van de Burg en Mario Kreber al vroeg bezig met de voorbereidingen. Er moet over een lengte van dertig meter een gietijzeren leiding worden vervangen. Nadat de waterleiding met een graafmachine is blootgelegd, wordt een gat in de oude distributieleiding geboord. Daarna brengen de monteurs via het gat een blaas (ballon) in de buis. De blaas wordt opgepompt en sluit de buis luchtdicht af. Vervolgens kan de oude buis worden verwijderd. Op de nieuwe leiding komt een speciale afsluitbare koppeling, waarop de volgende dag wordt voortgebouwd. Het is een nieuwe techniek waarmee Dunea nu ervaring opdoet.

“Geweldig. Je hoeft geen noodleidingen meer aan te leggen”, zegt Peter. “Bovendien zitten onze klanten minder lang zonder water. In plaats van een hele wijk af te sluiten, hoeven we alleen het water in de straat waar we de leiding vervangen tijdelijk af te sluiten.”

Geen noodleiding

Het idee ontstond binnen MOC-operationeel, de afdeling die nadenkt over materialen en methodieken. André Koning en Michel Helgers werkten het verder uit: “We wilden een manier bedenken om distributieleidingen te saneren zonder aanleg van noodleidingen. Een noodleiding leggen en weer weghalen, betekent veel graafwerkzaamheden, en het bedraagt al snel een derde van de totale saneringskosten. Bovendien wordt de noodleiding vaak maar één keer gebruikt en daarna weggegooid. Werken zonder noodleidingen is dus minder belastend voor het milieu.”

Per jaar vervangt Dunea vijfendertig kilometer aan leidingen in vele projecten. Peter: “We vervangen met de nieuwe methodiek gemiddeld dertig tot veertig meter op een dag. In de pilot testen we onder meer hoe de blaas zich houdt bij gietijzeren leidingen. De binnenkant van dit type leidingen is soms wat ruw. We testen of de blaas daartegen bestand is en niet beschadigt raakt of knapt. Tot nu toe is dat niet gebeurd. De eerste bevindingen zijn positief!”

Om half twaalf ’s ochtends is de dagproductie van de pilot al gehaald: dertig meter oude distributieleiding is vervangen door een nieuwe pvc buis met een diameter van honderdtien millimeter. Daarna kan de graafsleuf weer dichtgegooid worden met zand. De mannen nemen na gedane arbeid eerst even pauze in de schaftkeet met koffie en een paar flinke boterhammen met spek. André Koning vertelt dat ze de nieuwe techniek al een naam hebben gegeven: de HELKO-methodiek. “HEL is van Helgers en KO is van Koning”, legt Andre glimlachend uit.

Reacties

Het is goed mogelijk dat de techniek straks in het hele land navolging krijgt. Andere waterbedrijven kwamen al langs op de IJsselkade om te kijken hoe de techniek werkt. Een klantbelevingsonderzoek maakte ook onderdeel uit van de pilot. In de nabijgelegen Spaarnestraat vertelde een bewoner: “Het is gebruikelijk dat bij het vervangen van de leidingen de straat twee tot drie keer open gaat, maar bij ons was het binnen een dag gepiept. ’s Ochtends werd de straat opengebroken en toen ik ’s middags van mijn werk thuiskwam, lagen de stoeptegels er alweer in.”

Omdat het water tijdelijk wordt afgesloten en het een pilot is, stelt Dunea waterflessen beschikbaar voor de bewoners. De volgende ochtend wordt het water bemonsterd volgens de standaardprocedure. De bewoners krijgen het advies om de eerste vier dagen alleen water te drinken nadat het is gekookt. “Ik hoorde van mijn vrouw dat het water slechts kort is afgesloten”, aldus de bewoner. “Ze hielden ons netjes op de hoogte.”

Peter en André brengen de blaas in de buis. (Foto: Dunea)

Rotterdam, Maastunnel

Ingang Maastunnel (foto: Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)

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

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

Techniek

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

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

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

Ventilatiegebouw. (Foto: Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)

Renovatie

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

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

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

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

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

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

Bestaande infrastructuur draaiende houden: daar ligt de opgave voor studenten

Met een illustratie legt hij de kern van het probleem bloot. Op zijn kamer aan de TU Delft pakt prof. dr. ir. Marcel Hertogh een grafiek die laat zien dat de piek in de aanleg van infrastructurele kunstwerken in Nederland in de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw lag. In een oogopslag is duidelijk: ruim veertig jaar na de piek ligt er een grote renovatieopgave in het verschiet.

Professor Hertogh: “Sinds de Tweede Wereldoorlog hebben we enorm veel infrastructuur aangelegd. Als we daar het huidige programma van eisen tegenaan houden, is de vraag: doet-ie het dan nog? Hoe sterk is die constructie nu echt en hoe lang kunnen we ‘m nog in de lucht houden?” Bij die opgave zijn tal van verschillende disciplines betrokken, zowel binnen het werkveld van de TU Delft als erbuiten. Het is niet voor niets dat de leerstoel is omgedoopt tot Integraal ontwerp én beheer van civiele infrastructuren. De nieuwe naam weerspiegelt de nieuwe opgave voor Nederland.

Marcel Hertogh ziet meer signalen: “Zowel bij ProRail als bij Rijkswaterstaat zien we een snelle omslag van denken in nieuwbouw naar óók beheer en onderhoud. Men is zich steeds meer bewust van de verantwoordelijkheid voor de functionaliteit van het netwerk. In Service Level Agreements (SLA’s ) wordt vastgelegd hoeveel geld er nodig is om een bepaalde prestatie te leveren. Dat maakt strategisch assetmanagement noodzakelijk, waarin wordt gestuurd op kosten, prestatie en risico’s.”

Onderwijs

De accentverschuiving van nieuwbouw naar beheer en onderhoud is al enige tijd zichtbaar in het aanbod van de technische universiteiten in Nederland. Meer aandacht voor het maatschappelijke belang van instandhouding moet studenten verleiden zich op beheer en onderhoud te richten. Marcel Hertogh: “De opgave voor de studenten van vandaag ligt in hoe we de bestaande infrastructuur draaiende houden in een veranderende samenleving. Als we die opgave interessant genoeg weten te maken, blijven de studenten wel. Anders zul je – net als bij stedenbouwkunde bijvoorbeeld al aan de gang is – zien dat veel studenten naar China vertrekken. Of naar andere landen of sectoren waar nog wel sprake is van een grote nieuwbouwopgave. Het masterprogramma Construction Management and Engineering (CME) is een samenwerking van drie TU’s die zich ook meer richting de beheer- en onderhoudsopgave ontwikkelt.”

“In Delft hebben we in de vijf jaar sinds de oprichting thans honderdvijftig studenten over de twee jaar verdeeld en het aantal is groeiende naar circa tweehonderd. Daarmee is het een grote en relevante masteropleiding geworden. We zien in de CME-master dat verschillende werkvelden elkaar tegenkomen en versterken. De faculteiten Civil Engineering and Geosciences, Architecture, en Techniek, Bestuur en Management (TBM) hebben het curriculum voor de master gezamenlijk ontwikkeld en studenten van deze drie faculteiten stromen in.”

Breed gedragen

“Beheer en onderhoud krijgen ook in de breedte meer aandacht. Er is expliciet aandacht voor bij de infravakken. Binnen de faculteit Civil Engineering and Geosciences is assetmanagement een belangrijk speerpunt. Bij TBM is hoogleraar Engineering Systems Design in Energy & Industry Paulien Herder er ook al enige tijd mee bezig. Verder past het onlangs opgerichte Ageing Center (zie kader, red.) in deze ontwikkeling. Mede onder invloed van DBFM-contracten zien we bij aannemers een groeiende belangstelling voor integratie van nieuwbouw en beheer en onderhoud. Je ziet dat de Life Cycle Costbenadering steeds meer terrein wint.”

Beheer van bereikbaarheid

Strategisch assetmanagement als vereiste voor een integrale benadering van beheer en onderhoud vergt een brede interpretatie van het begrip assetmanagement. Marcel Hertogh: “Gaat het alleen om een likje verf, de instandhouding van het object? Of is het ook de instandhouding van de functie en hoort het aanleggen van een nieuw viaduct erbij? Of is het ook de uitbreiding van de bestaande capaciteit als dat nodig is om de functie voor de toekomst veilig te stellen?”

“In de academische vraag gaat het over het beheer van bereikbaarheid. Je kijkt naar de prestatie die verwacht wordt en naar hoe je die gaat leveren. Dan moet je steeds op netwerkniveau naar de gewenste kwaliteit kijken. Een eerste vraag die dan opkomt, is: wat is de staat van alle bestaande tunnels? Dat is voor het COB een interessante opgave. Weten we dat wel? Inclusief de voegen en de fundering? Wat wil je eigenlijk weten? Hoe kom je daarachter? En: hoe lang moeten die tunnels nog mee kunnen? Wat zijn de ( veranderende) eisen? We moeten het met minder geld doen. Des te relevanter is de vraag hoe we het beschikbare geld gaan inzetten om de bereikbaarheid en veiligheid op peil te houden en voldoende aanpassingsvermogen in te bouwen.”

“De vraag ‘mag het een onsje minder?’ is begrijpelijk, maar we moeten ervoor waken dat dat niet ten koste van de veiligheid gaat. We zullen meer risicogestuurd moeten gaan werken. En zijn we nog wel in staat overal de nieuwbouwkwaliteit te handhaven? Maar wat is dan wel acceptabel? Een van de doelstellingen van mijn sectie is om tegen die achtergrond tot oplossingen te komen. Daarnaast is zeer interessant hoe om te gaan met grootschalige interventies in het netwerk, bijvoorbeeld bij renovatie en vernieuwing van wegtunnels, sluizen of bruggen. Hoe organiseer je dat met de winkel open? Daar heb je projectmanagementtools bij nodig, maar ook stakeholdermanagement en risicomanagement. Dat komt allemaal samen. Je verbindt dan de jarenlange ervaring die we hebben bij projectmanagement met assetmanagement om tot integraal beheer van bereikbaarheid te komen.”

Onderzoek naar kosten toont vooral complexe wereld

Gebiedsontwikkeling kan slimmer. Voorzieningen als mantelbuizen en kabels-en-leidingentunnels kunnen voorkomen dat de straat geregeld open moet, maar toch worden ze niet en masse aangelegd. Een belangrijke oorzaak lijkt een gebrek aan inzicht en balans tussen betalen en genieten: degene die moet investeren, krijgt er te weinig voor terug. Een COB/SKB-consortium probeerde de kosten en dekking van kosten inzichtelijk te krijgen.

Eind april 2013 werd de ontwerp-Rijksstructuurvisie Amsterdam-Almere- Markermeer aangeboden aan de Tweede Kamer. Hierin staat: ‘Het Rijk kiest in deze structuurvisie voor een organische ontwikkeling met een gefaseerde aanpak. Dit betekent dat er geen vaststaand eindbeeld of vaste einddatum voor de ontwikkeling wordt vastgelegd, maar dat op adaptieve wijze, stap na stap, naar het toekomstperspectief wordt toegewerkt. De marktvraag naar woningen en bedrijfslocaties is sturend.’ De vraag hoe zal worden omgegaan met de ondergrond, bijvoorbeeld voor het aanleggen van kabels en leidingen, komt niet ter sprake. Terwijl nutsvoorzieningen toch cruciaal zijn om te kunnen wonen, werken en recreëren.

“Dit voorbeeld staat niet op zichzelf. Bij het (her)inrichten van een gebied is het vaker de vraag of er een optimaal resultaat wordt behaald; misschien is er voor alle betrokken partijen meer winst te behalen als we slimmer zouden omgaan met de kosten. Niet alleen wat betreft financiële opbrengst, maar ook aan winst in comfort”, aldus Richard van Ravesteijn, coördinator Kabels en leidingen bij het COB. In 2010 is daarom een consortium van COB-partijen met deze probleemstelling aan de slag gegaan. Het doel was om inzicht te verschaffen in de kosten die gemoeid zijn met investeringen in energie- en nutsinfrastructuur in relatie met gebieds- en gebouwontwikkeling, inclusief een voldoende inzicht in de dekking van de kosten. Van Ravesteijn: “Dit inzicht is noodzakelijk om maatschappelijke optimalisatie bij gebiedsontwikkeling mogelijk te maken.”

Onbekend maakt onbemind

Uit het onderzoek blijkt dat er grofweg drie partijen betrokken zijn bij gebiedsontwikkeling: de gebiedsontwikkelaar (vaak de gemeente), de netbeheerder en de vastgoedontwikkelaar. In praktijk hebben deze partijen echter verschillende belangen en eigen verdien- en exploitatiemodellen, wat het lastig maakt om gezamenlijke oplossingen en investeringen te realiseren.

Grondexploitatie (GREX), bouwexploitatie (BEX) en vastgoedexploitatie (VEX) komen samen bij gebiedsontikkeling. (Beeld: rapportage ‘Verdienstelijke netwerken’)

Voor het verwezenlijken van initiatieven als bundeling van kabels en leidingen moet de gemeente nu vaak het voortouw nemen, zowel in organisatie als financiering. De complexe situatie heeft ook tot gevolg dat het moeilijk is om inzicht te krijgen in de kosten en dekking van kosten. Om deze reden is er in het onderzoek uiteindelijk alleen naar de kwalitatieve kant van het vraagstuk gekeken.

Er zijn vijf projecten onderzocht waarbij de exploitatie van ondergrondse infrastructuur voor uitdagingen zorgde. “De centrale vraag lijkt te zijn: is bundeling goedkoper of duurder in dichtbebouwd gebied?”, vertelt Van Ravesteijn. “De nabijheid van consumenten kan een voordeel zijn voor conventionele aanleg van kabels en leidingen; mogelijk dat netbeheerders daarom terughoudend zijn met het investeren in hoogwaardige oplossingen. Het is de vraag of netbeheerders zich bewust zijn van de kosten van graven in de grond, eventuele graafschade en de extra kosten die daarmee gepaard gaan.”

Gemeenten en ingenieurs beoordelen bundeling in dichtbebouwde gebieden juist als gunstiger dan conventionele aanleg. Dit met name vanwege de grote hoeveelheid kabels en leidingen en de ordening die met bundeling in de ondergrond tot stand wordt gebracht. Een betere documentatie van gebiedsspecifieke informatie door de netbeheerder kan leiden tot een verhoogd bewustzijn van de kosten, waardoor het draagvlak voor hoogwaardige oplossingen voor kabels en leidingen (zoals bundeling) zal toenemen.

Oplossingen

Bij de onderzochte praktijkprojecten werd op verschillende manieren gezocht naar samenwerking. Zo is voor het project Nieuw Den Haag een convenant opgesteld, voor de Boulevard Scheveningen een intentieverklaring tot graafrust en voor de ILT Mahlerlaan een gebruikersovereenkomst. De manier waarop afspraken worden gemaakt, hangt samen met de verschillen tussen gemeenten ten aanzien van het beleid voor kabels en leidingen (verordening, precarioregeling en nadeelcompensatie). “Door het maken van afspraken komen de verschillende maatschappelijke belangen van gemeenten en netbeheerders samen (bijvoorbeeld: overlast omgeving en leveringszekerheid). Dit draagt bij aan een betere balans tussen betalen en genieten”, aldus Van Ravesteijn.

Lees meer over de integrale leidingtunnel voor Den Haag Nieuw Centraal in de Verdieping van december 2012. (Foto: IbDH)

Aanzet

De uitkomsten van het onderzoek worden in juni 2013 gepresenteerd in het rapport Verdienstelijke netwerken. Van Ravesteijn licht toe: “De rapportage richt zich met name op de beleidsmakers en economen vanuit overheid, netbeheerders en vastgoedontwikkelaars. Zij krijgen hiermee beter zicht op de omgeving waarin kabel- en leidingvraagstukken zich afspelen. Daarnaast hopen we dat het rapport zal aanzetten tot nadenken en discussie, zodat het mogelijk wordt alsnog een kwantitatief onderzoek uit te voeren. Daarmee kunnen we echt stappen zetten richting maatschappelijke optimaliteit bij de aanleg van kabels en leidingen bij gebiedsontwikkeling.”

Het verdiepen van de Beneluxtunnel

De doorvaartdiepte van tunnels onder de aanvoerroutes van zeehavens zijn bepaald in een tijd dat de explosieve dimensiegroei van met name containerschepen niet te voorspellen was. Zo zou de Beneluxtunnel in de toekomst een obstakel voor deze schepen kunnen vormen. Om de Rotterdamse stadshavens bereikbaar te houden, zou de tunnel dieper moeten komen te liggen. Maar hoe verdiep je een bestaande, goed functionerende tunnel.

Zuidelijke inritten van de Beneluxtunnel. (Foto: beeldbank Rijkswaterstaat)

Het landdeel

De Beneluxtunnel bestaat uit twee afzonderlijke buizen, beide gebouwd met de afzinkmethode. De vier landhoofden zijn in situ gebouwd en stevig gefundeerd met trekpalen en ankers, en zijn daarom moeilijk aan te passen. De landhoofden zijn zeer bepalend voor het lengteprofiel van de tunnel. Grofweg kunnen er met de landhoofden drie dingen worden gedaan. Men kan (1) de landhoofden niet aanpassen. Dit is het minst ingrijpend, maar zakking zou dan volledig binnen de elementen (het zinkdeel) moeten plaatsvinden. Bij optie (2) worden de transitiepunten tussen de landhoofden en de elementen lokaal aangepast door gebruik te maken van de ruimte in de afwateringskelders. Rotatie en beperkte translatie van het aansluitingspunt met de elementen kan dan plaatsvinden zonder de water- en grondkerende functies van de landhoofden aan te passen. Als meer diepte nodig is (3), dan zijn er ingrijpende wijzigingen bij de landhoofden nodig. De zijwanden kunnen wellicht worden hergebruikt, maar de onderwaterbetonvloer en de trekpalen zullen moeten worden vervangen; een lastige opgave, maar het wordt niet onmogelijk geacht.

De huidige diepte van vaarwegen in het gebied rond de Beneluxtunnel. De oranje lijnen zijn tunnels. (Beeld: Tomas Weeda)

Ook de maximale helling is bepalend voor de mogelijke lengteprofielen. Door wijzigingen in recente voorschriften kan de helling met 0.5% verhoogd worden tot 5%. Verdere verhoging tot 7% is mogelijk door de maximale snelheid te verlagen. Op deze manier zijn een groot aantal combinaties denkbaar met betrekking tot de landhoofden en de maximumsnelheid.

Het zinkdeel

Voor het afgezonken deel is allereerst gekeken hoe de sterkte van de tunnel zich verhoudt tot de krachten die optreden bij zakking. Bij de dwarsdoorsnede lijkt er voldoende reststerkte te zijn om de benodigde verdieping toe te staan. Dit lijkt een direct gevolg van de in het verleden gebruikte veiligheidsfilosofie, waarbij een veiligheidsfactor van 1.5 op de maximaal geachte waterdruk werd toegepast, resulterend in een bijbehorend waterniveau van ver boven de dijkhoogte.

Een voor de hand liggende methode om de tunnel dieper te leggen, is de elementen loskoppelen, opdrijven, en later op een verdiept bed opnieuw afzinken. Het loskoppelen lijkt echter niet eenvoudig, met name voor de Eerste Beneluxtunnel waar naast de sluitvoeg ook de andere zinkvoegen volledig zijn dichtgestort. Derhalve is ook een andere optie bekeken, waarbij de elementen niet worden losgekoppeld, maar op de bodem van de r ivier ondergraven worden. Door de grote axiale drukkracht die in de afzinktunnels aanwezig is, kunnen overspanningen in de lengterichting van 20-30 meter gerealiseerd worden zonder optredende trekspanningen. Met behulp van externe voorspanning en mechanische ondersteuning, kunnen de elementen dieper gelegd en uiteindelijk opnieuw onderspoeld worden.

De veranderingen in het lengteprofiel kunnen worden gefaciliteerd door het benutten van de rotatievrijheid in de voegen. De zinkvoegen zijn hier geschikt voor, maar ook de voegen tussen de segmenten waaruit tunnelelementen zijn opgemaakt. Met name in de segmentvoegen kunnen zeer beperkte hoekverdraaiingen voor significante verdieping van het lengteprofiel zorgen. Uit verdere analyse van de voeg blijkt het waterkerende W9Uiprofiel maatgevend voor de maximale hoekverdraaiing, resulterend in de technische randvoorwaarden voor de mogelijke zakkingsalternatieven.

Resultaten

Door de gevonden grenswaarden van het toepassingsgebied van de oplossingen te combineren met bijbehorende kostenindicaties – rekening houdend met de maatschappelijke kosten van snelheidsverlaging – kan per dieptewens de voordeligste combinatie gegeven worden. De resultaten zijn weergegeven in tabel 1.

Tabel 1

Het verlagen van de snelheid blijkt in geen enkel geval economisch aantrekkelijk te zijn. Zodoende zijn bij een dieptewens boven 0.9 meter al ingrijpende wijzigingen in de landhoofden noodzakelijk. Voor het zinkdeel blijkt aanpassing zonder opdrijven van de elementen in de meeste gevallen de gunstigste methode. Hoewel de risico’s slechts ten dele in kaart zijn gebracht en vervolgonderzoek zeker noodzakelijk is, wijst deze eerste verkenning erop dat het verdiepen van de Beneluxtunnel in principe mogelijk is en naar verwachting economisch aantrekkelijk.

3D-scan brengt vervormingen snel in beeld

Rijkswaterstaat voert regelmatig inspecties en deformatiemetingen uit om de onderhoudstoestand en vervormingen van afgezonken tunnels te volgen en tijdig te kunnen ingrijpen bij potentiële gebreken. Samen met adviesbureau Arcadis is onderzocht of deze monitoring verder kan worden verbeterd. Daartoe is onder andere als pilot een 3D-scan gemaakt van de Kiltunnel.

“De meeste Nederlandse zinktunnels zijn op staal gefundeerd”, vertelt Harry Dekker, coördinerend adviseur Tunnels bij Rijkswaterstaat. “Concreet betekent dit dat de verschillende elementen waaruit deze tunnels zijn opgebouwd, op een relatief losgepakte zandlaag liggen. Daardoor zijn afgezonken tunnels gevoelig voor zettingen. Als deze zettingen groot en ongelijkmatig zijn, ontstaan er spanningen in de tunnelconstructie die tot scheurvorming en lekkage kunnen leiden. Daarom ligt de nadruk bij onze inspecties op het meten van vervormingen.”

“Onlangs heeft Arcadis een analyse gemaakt van de meetsystemen voor het monitoren van de deformaties van afgezonken tunnels. Daaruit bleek dat we in diverse afgezonken tunnels wel periodiek de verplaatsingen van de zinkvoegen meten, maar niet van de tussenliggende mootvoegen (zie kader). Tegelijkertijd blijkt bij tunnels waar de mootvoegen wel worden ingemeten, dat de grootste deformaties vaak juist dáár optreden. Op basis van deze analyse hebben we het advies gekregen om in meerdere tunnels de mootvoegen van meetbouten te voorzien, zodat we voortaan ook deformaties op die plekken kunnen meten. Dat advies volgen we zeker op, maar we weten dan nog niet hoe groot de vervormingen van de mootvoegen zijn sinds het gereedkomen van een tunnel. Inzicht in deze absolute deformaties maakt het mogelijk om per mootvoeg een inschatting te geven van de kans op lekkage of andere mogelijke schades of risico’s.

Nulsituatie

Dekker vervolgt: “Voor de absolute deformaties zouden we van iedere tunnel de nulsituatie moeten kennen. Dat is helaas niet zo. Van de meeste tunnels zijn de zettingsmetingen pas een jaar na oplevering gestart – waarbij de mootvoegen zelden zijn meegenomen – terwijl je ervan uit kunt gaan dat in de eerste maanden na het afzinken, onderspoelen en aanvullen van de zinksleuf al forse zettingen optreden.”

“Om te onderzoeken of we de vervorming van de mootvoegen toch kunnen kwantificeren, ook als er in het verleden geen metingen ter plaatse zijn uitgevoerd, hebben we met Arcadis een pilot gedaan met een 3D-scan. De pilot hebben we uitgevoerd bij de Kiltunnel, omdat dit een van de weinige afgezonken tunnels is waar een goede nulmeting is gedaan en vervolgens ook regelmatig zettingsmetingen zijn gedaan bij de mootvoegen. Dat biedt de mogelijkheid om de uitkomsten van de pilot te vergelijken met de werkelijk opgetreden zettingen.”

Nauwkeurig ingemeten

“Voor de proef hebben we de huidige geometrie van de tunnel met een 3D-scan nauwkeurig ingemeten”, legt senior-projectleider Joost Visschedijk van Arcadis uit. “Ook hebben we op basis van de ontwerptekeningen een 3D-model van de tunnel gemaakt om na te gaan of ontwerptekeningen te gebruiken zijn om de zogeheten ‘as built’ situatie vast te stellen. Daarvoor hebben we de actuele metingen vergeleken met het model. Daaruit bleek snel dat de tunnel niet op de hoogte is gebouwd die op de tekeningen is aangegeven. Zo lag het model op sommige plekken lager dan de gescande hoogte. Dat zou betekenen dat de tunnel is in de loop van de tijd is gestegen, terwijl we uit de zettingsmetingen weten dat de constructie op een aantal plekken fors is verzakt.”

Als volgende stap heeft Arcadis gekeken of je de relatieve vervormingen van mootvoegen kunt bepalen als je alleen de opgetreden zettingen van de zinkvoegen kent. Daarvoor hebben de onderzoekers gewerkt met een referentievlak. Dit vlak ligt met de hoekpunten boven de meetbouten in de zinkvoegen, waarbij de hoogte van elk hoekpunt afhangt van de gemeten zetting. Hierdoor kan het referentievlak exact op de hoogte worden gebracht van de meetbouten direct na de bouw. Visschedijk: “Om de vervormingen over de hele lengte van de constructie vast te stellen, hebben we de verschillen tussen het referentievlak en de scan bepaald. Deze verschillen laten zien hoe de constructie over de gehele lengte is vervormd. De vervormingen van de mootvoegen ten opzichte van het referentievlak die met de scan zijn bepaald, komen goed overeen met de eerder gemeten deformaties.”

Waardevol

“Natuurlijk vermoedden we al dat je de nulsituatie achteraf niet betrouwbaar kunt reconstrueren”, stelt Dekker. “Dat betekent dat je de absolute zettingen van de mootvoegen niet kunt achterhalen. We weten nu echter wel dat je de relatieve vervormingen van de mootvoegen met een 3D-scan snel en goed kunt bepalen. Die uitkomst betekent niet dat we binnenkort alle oude zinktunnels gaan inscannen. Hebben we echter het idee dat een mootvoeg beschadigd is, met lekkage als gevolg, dan kunnen we een 3D-scan laten maken om de relatieve vervormingen goed in beeld te brengen.”

“Vervormingen van mootvoegen zijn een serieus probleem: we denken dat lekkages bij afgezonken tunnels vrijwel altijd het gevolg zijn van een beschadiging van een mootvoeg. Daarom hebben we dit probleem ook door TU Delft en TNO laten onderzoeken. Uit numerieke berekeningen blijkt dat de kraagconstructie inderdaad zodanig kan beschadigen dat er een scheur ontstaat die tot lekkage leidt.”

“Dat de meeste tunnels een beetje lekken is al lang bekend en in de praktijk goed te beheersen, maar we willen wel graag weten of lekken op termijn steeds groter worden. En als dat zo is, hoe we ze dan afdoende kunnen repareren. Een aantal zinktunnels is inmiddels bijna vijftig jaar oud en het is de bedoeling dat ze na een grondige renovatie minimaal nog eens vijftig jaar meegaan.”

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.

Overijssel: ondergrond vergroot je ruimte

Overijssel is een provincie met heel gevarieerde landschappen. Ook ondergronds is er veel veelzijdigheid. De provincie maakte een inspirerende folder over het scala aan mogelijkheden dat de ondergrond biedt.

Voor de folder is gekeken naar alle kwaliteiten en functies vanaf maaiveld tot in de diepe ondergrond; van aardkundige waarden tot en met zoutwinning. Naast functies als levering van grondstoffen vervult de ondergrond ook natuurlijke functies, zoals filtering en berging van grondwater. In totaal kunnen er wel zo’n dertig verschillende functies worden onderscheiden, die vaak ook interacties hebben.

Niet alle ondergrondse en bovengrondse functies zijn naast of boven elkaar mogelijk. Daarbij spelen het schaalniveau en de effecten van ingrepen in de ondergrond op de lange termijn ook een rol. Er moeten dan ook steeds vaker afwegingen worden gemaakt. Hiervoor vormt de provinciale omgevingsvisie, waar de Visie op de Ondergrond integraal onderdeel van is, de basis. De centrale ambitie is om balans te vinden tussen gebruik en bescherming van de ondergrond, waarbij soms ook herstel nodig is. Daarnaast wordt bij maatschappelijke opgaven gekeken naar de rol die de ondergrond daarbij kan spelen.

Bij het zoeken naar oplossingen en het maken van afwegingen wordt nadrukkelijk de relatie gelegd met de bovengrondse ontwikkelingen. Er wordt gewerkt vanuit een integrale en gebiedsgerichte aanpak. Dit betekent dat de ondergrond direct wordt meegenomen in gebiedsprocessen en dat de kansen en beperkingen van de ondergrond in beeld worden gebracht. De folder laat dit zien: in een dwarsdoorsnede van Overijssel zijn de projecten weergegven waarbij de ondergrond een bijdrage levert.

>> Lees het interview met Jaya Sicco Smit, die als beleidsontwikkelaar ondergrond van de provincie Overijssel betrokken was bij de realisatie van de folder

De hekken kunnen bíjna open

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

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

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

Dit was de Onderbreking Assetmanagement

Bekijk een ander koffietafelboek: