Een goede risico-inventarisatie vooraf en vervolgens een intensieve monitoring. Die combinatie zorgde ervoor dat de complexe verbouwing van het voormalige Sweelinck Conservatorium tot vijfsterrenhotel zonder noemenswaardige problemen verliep. Geotechnisch expert Almer van der Stoel van CRUX Engineering en Martijn Snel van projectontwikkelaar IQNN Vastgoed blikken terug op een geslaagde samenwerking. 

Wie het Conservatoriumhotel binnengaat aan de Amsterdamse Van Baerlestraat kan zich moeilijk voorstellen dat dit gebouw onlangs nog werd bevolkt door muziekstudenten. Alleen de mobile bij de entree, gemaakt van een groot aantal violen, verwijst nog naar de vorige gebruiker van het pand. De metamorfose van het gebouw is het resultaat van een ingrijpende verbouwing die ruim drie jaar duurde. 

Uitdagend
“Toen wij door constructeur Van Rossum bij het project werden betrokken, werd snel duidelijk dat het geotechnisch uitdagend zou worden”, vertelt Van der Stoel. “De plannen voorzagen onder andere in de bouw van een tweeënhalfl aags kelder op de voormalige binnenplaats. Voor de bouwkuip hiervan moesten er damwanden op ongeveer een halve meter vanaf de gevel worden geplaatst, terwijl het diepste deel van de bouwkuip moest worden ontgraven tot bijna elf meter beneden NAP. En dat allemaal bij een historisch pand uit 1898, gefundeerd op houten palen, in het hartje van de binnenstad met in de directe omgeving allerlei kwetsbare gebouwen. En dan ook nog eens een pand vol monumentale details die niet beschadigd mochten raken.”

De zorgen van CRUX betroffen vooral de eventuele afname van de draagkracht van de houten palen door het ontgraven van de bouwkuip. Van der Stoel: “Bij het weggraven van grond uit een bouwkuip buigen de damwanden uit. In dit geval leidde dat ertoe dat de grond onder het pand zou ontspannen. Daardoor zouden de palen minder weerstand ondervinden en kunnen verzakken. Wat vervolgens weer tot vervormingen van het gebouw zou kunnen leiden met ongewenste schade tot gevolg.”

Risicoanalyse

Van der Stoel vervolgt: “Om tot een goed ontwerp van de bouwkuip te komen en de invloed van de ontgraving nauwkeurig in beeld te krijgen, hebben we de bouwkuip gemodelleerd met het eindige elementenmodel Plaxis. Vervolgens hebben we een risicoanalyse gedaan en hebben we de maximaal toelaatbare horizontale en verticale verplaatsingen berekend. Ook hebben we, voorafgaand aan de bouw, een uitgebreid monitoringplan opgesteld. Hierin hebben we alle metingen opgenomen, maar ook de grens- en alarmwaarden en de te nemen maatregelen bij overschrijdingen van de grenswaarden.“

“Als directievoerder waren wij blij met de uitgebreide monitoring”, vertelt Snel. “In combinatie met de van tevoren vastgestelde grenswaarden, was het steeds zonneklaar wanneer we moesten ingrijpen. Toen we de ondiepe bouwkuip aan het ontgraven waren, verzakte het pand ernaast ineens fors. We hebben de werkzaamheden direct stilgelegd en zijn de fundering van dit pand gaan onderzoeken. Deze bleek minder goed dan we op grond van de oorspronkelijke bouwtekeningen verwachtten. Op basis van nieuwe berekeningen hebben we vervolgens besloten om de grond in stroken weg te graven, extra vijzels te plaatsen en deze voor te spannen. Dat bleek afdoende om verdere verzakkingen te voorkomen.”

Snel: “Door de metingen zagen we ook andere processen. Voor het funderingsonderzoek bij het buurpand moesten we het grondwater tijdelijk verlagen. Terwijl we dat deden zagen we het pand verder zakken. Maar we zagen ook dat het pand weer omhoog kwam toen het grondwater weer terugging naar het eerdere peil.”

“Richting de aannemer was de monitoring eveneens waardevol”, aldus Van der Stoel. “De aannemer vond het in eerste instantie niet nodig om de diepe bouwkuip in stroken te ontgraven. Om hem te overtuigen hebben we toen aan de hand van onze metingen laten zien hoe ver de damwand al uitboog bij het graven van de eerste sleuf.”

Calamiteit

“De diepe bouwkuip hebben we nat ontgraven”, vertelt Snel. ”Toen de kuip op diepte was en we het water begonnen weg te pompen, zagen we dat het bovenste stempelframe was weggezakt. Ook bij deze calamiteit bewees de monitoring zijn waarde. Het droogmalen hebben we onmiddellijk gestopt. Om te kunnen inspecteren wat er aan de hand was, moesten we het waterpeil met anderhalve meter verlagen. Voordat we dat hebben gedaan, heeft CRUX met het Plaxismodel berekend of dat kon zonder een onacceptabele uitbuiging van de damwand. Vervolgens hebben we de voorspellingskracht van het model getoetst. Daarvoor hebben we aan de hand van de monitoringsgegevens gekeken of de damwand zich tot tot dan toe had gedragen zoals verwacht. Dat bleek het geval. Na de inspectie hebben we de kuip weer gevuld met water en hebben duikers het stempelframe gerepareerd.”

Recept

Op de vraag wat het recept is voor een probleemloos project onder geotechnisch lastige omstandigheden, blijven Snel en Van der Stoel even stil. Dan zegt Snel: “Goede en deskundige partijen vinden, is niet zo ingewikkeld. Veel lastiger is het om je opdrachtgever ervan te overtuigen dat georisicomanagement cruciaal is bij dit soort projecten.” Van der Stoel beaamt dit: “Het is een luxe om voor een opdrachtgever te werken die inziet dat georisicomanagement loont. Verder is het belangrijk dat de toezichthouder verstand heeft van bouwputten en niet alleen van procesvoering of utiliteitsbouw. Daarnaast zijn onderling vertrouwen en goede communicatie essentiële randvoorwaarden.”

In mei 2013 ging de Tweede Coentunnel open voor het verkeer. Dat was het moment waarop de renovatie begon van de pal ernaast gelegen Eerste Coentunnel. Deze afzinktunnel onder het Noordzeekanaal stamt uit 1966 en moet nodig worden gemoderniseerd om weer vijftig jaar op een goede en veilige manier het autoverkeer over de A10 tussen Amsterdam en Zaandam te kunnen verwerken. De tunnelconstructie wordt gerenoveerd en er worden maatregelen genomen om de luchtkwaliteitsbeheersing te verbeteren. Verder krijgt de tunnel alle verkeers- en tunneltechnische installaties die in de Tweede Coentunnel zijn toegepast om te voldoen aan de eisen van de nieuwe tunnelstandaard.

De renovatie wordt in opdracht van Rijkswaterstaat uitgevoerd door het consortium Coentunnel Company en is onderdeel van het DBFM-contract ‘Capaciteitsuitbreiding Coentunnel’ dat loopt tot 2037. De planning is dat de gerenoveerde tunnel medio 2014 in gebruik wordt genomen. Dan biedt deze tunnel drie vaste rijbanen voor het wegverkeer dat in zuidelijke richting rijdt, van Zaandam naar Amsterdam.

Werkzaamheden

Er is gestart met sloopwerkzaamheden. Alle tegels van de wanden zijn verwijderd evenals stukken beton die niet meer voldeden, het wegdek en alle oude kabels, leidingen en installaties. De wanden zijn voorzien van een onderhoudsarme betonnen afwerklaag en deels van brandwerend materiaal om te zorgen dat de tunnel bij een eventuele brand zijn constructieve integriteit behoudt. Ook de plafonds zijn voorzien van (hergebruikt) hittewerend materiaal.

Voor het verbeteren van de luchtkwaliteitsbeheersing in de tunnel is de open dakconstructie bij de tunnelmonden vervangen door dichte ‘plafonds’. Verder is een schoorsteen van 25 meter hoog gebouwd die de uitlaatgassen uit de tunnel moet afvoeren. Om de plafonds te kunnen maken, moest een aantal betonnen stempels bij de tunnelmonden worden verwijderd. Een tijdelijke stempelconstructie – die de functie van de stempels overnam – zorgde er tijdens de bouwfase voor dat de hoge wanden niet naar binnen werden gedrukt en de tunnel ondertussen toegankelijk bleef voor het werkverkeer.

Door het verwijderen van de betonnen stempels en andere sloopwerkzaamheden nam het gewicht van de tunnelconstructie tijdelijk fors af. Daardoor bestond de kans dat de constructie door het grondwater omhoog zou worden gedrukt. Om dat te voorkomen, zijn stapels stalen rijplaten als extra gewicht op de tunnelvloer gelegd.

De tunnel wordt voorzien van diverse installaties die zorgen voor een vlotte en veilige doorstroming van het verkeer. Daarbij gaat het om camera’s, matrixborden boven de weg, verplaatsbare informatiepanelen en sensoren in het wegdek die registreren of het verkeer rijdt of stilstaat. Verder krijgt de tunnel ventilatoren die bij brand de rook uit de tunnel afvoeren, brandbluspompen die automatisch aangaan en licht- en geluidsignalen die passagiers richting de vluchtwegen leiden. De aansturing van al deze installaties gebeurt met een geavanceerd bedienings- en besturingssysteem.

Aanpak

Vanwege de korte periode waarin de renovatie en het testen van alle installaties moeten zijn afgerond, is het cruciaal dat alle werkzaamheden in één keer goed gaan. Dat vereist een goede engineering en bouwfasering. De Coentunnel Construction, de uitvoerende organisatie onder de Coentunnel Company, heeft hiervoor ingenieursbureau Sophia Engineering ingeschakeld.

Het ontwerpteam heeft bij de engineering al rekening gehouden met alle installaties en kabels en leidingen, zodat de kans op onaangename verrassingen tijdens de uitvoering minimaal is. Verder is er een driedimensionaal model gemaakt, waarin alle werkzaamheden in de tijd zijn gevisualiseerd. Dit model zorgt er niet alleen voor dat de fasering helder is, maar geeft direct inzicht in de complexe aanpassingen van de betonvormen van de schoorsteenconstructie en laat zien welke raakvlakken er zijn tussen de verschillende werkzaamheden

“Hebben we die tunnel nog wel nodig? Maken we er een fietstunnel van en leiden we de rest van het verkeer om de stad heen? Of halen we het dak eraf en maken we er een park van? Die manier van denken hebben we nodig om te overleven in deze complexe wereld.” Chris Poulissen, opgeleid tot architect en van daaruit verder ontwikkeld tot integratiespecialist, is ervan overtuigd dat we op een andere manier naar onze binnensteden moeten kijken.

“Onze infradossiers worden voor 98% gemanaged door ingenieurs. Waarom? Omdat het over een tunnel of een brug gaat. Het probleem is: die mensen doen wat er gevraagd wordt en moeten dat ook nog doen op basis van een vraag uit het verleden. Dan heb je iemand nodig die vraagt: ‘Is dat wel zo?’ En dan kom je dus uit op de vraag of zo’n tunnel of brug in zijn oude vorm nog wel nodig is.”

Voor Chris Poulissen gaat die manier van denken verder dan projecten. “Ik zeg weleens dat ik mij een vliegende vis voel. Ik heb de drang om te overleven en weet dat we dingen anders moeten gaan doen. De vis moet vliegen, anders is hij er geweest. En dan zegt de helft van de mensen meteen: dat kan niet, want we kunnen niet samenwerken, of de wet verbiedt het. Maar we hebben een versnelling van de evolutie nodig. Ik ben in paniek. We willen toch gewoon voor iedereen een correct leven? En als dat je doelstelling is, is er werk aan de winkel. Ik geloof dat die ‘drive’ om te overleven zo sterk is, dat je vanzelf wel creatief wordt. Het is een zoektocht naar hoe je samen kunt overleven.”

Vorm

Die creativiteit heeft bij Chris Poulissen een veel bredere betekenis dan het architectonisch ontwerp, dat in zijn beleving te vaak blijft hangen in alleen de esthetische kwaliteit. Als Chris Poulissen het over vorm heeft, bedoelt hij meer dan de verschijningsvorm. Het gaat hem om de gedaante, de essentie van een object. “Dingen hebben inherent een vorm. Die moet je alleen zien te vinden. Een krokodil is ook niet ontworpen. De vorm van dat dier is het gevolg van een overlevingstraject. Vertaal je dat naar een brug of een tunnel, dan heb je het over techniek, veiligheid, doorstroming. Het gaat om de zoektocht naar de natuur der dingen, waarbij je alle benaderingen samenpakt. Dan overschrijd je het individu en zie je wat het moet worden.”

“Je moet drie elementen loslaten op een tunnel:
economisch, sociaal-cultureel en fysiek.”

“De kern is dat je, ook bij tunnelrenovatieprojecten, alle belangen opzoekt en meeweegt. Dat is de grote uitdaging, omdat je partijen voorbij hun eigen belang moet laten kijken. Laat bijvoorbeeld een ontwerper participeren met risicokapitaal. Dan gaat de wereld er anders uitzien. Dan heeft de ontwerper ineens contact met de risico’s in de economie. Aan de andere kant worden in de aanbestedingstrajecten veel tijd, geld en creativiteit vernietigd. In de Benelux concurreert men elkaar dood. Daar zit een stuk decadentie in. De vraag is: willen we dat nog wel?”

Integraal

“In een stedelijke omgeving moet je ook rekening houden met het sociaal-culturele aspect. In vrijwel elke stad vind je wel een ansichtkaart met een brug. Maar hoeveel zie je er met een tunnel erop? En dat terwijl elke Antwerpenaar fier is op de Konijnenpijp (Waaslandtunnel, red.). En als derde heb je uiteraard het fysieke aspect. Alles moet goed onderzocht en in evenwicht zijn. En als je die drie factoren meeneemt, moet je er eigenlijk alles aan doen om een tunnel te voorkomen. Een tunnel kost twee keer zoveel als een brug, zowel bij de bouw als in het onderhoud. En bedenk: mensen willen niet per se een tunnel; de omgeving dicteert dat. De eerste vraag bij renovatie moet dus altijd zijn: kunnen we die tunnel schrappen? De omgeving is anders dan toen de tunnel werd gebouwd en we hebben nu de taak na te denken over de omgeving van de toekomst. Het feit dat een tunnel altijd de duurste oplossing is, beschouw ik daarbij als een geschenk uit de hemel. Het is dan namelijk altijd de moeite waard om samen te gaan zitten voor de beste oplossing. De winst van nadenken en samenwerken kan fenomenaal zijn.”

“De noodzaak om integraal te werken wordt in Nederland erkend. Nederland is het meest vooruitstrevende land als het gaat om integraal werken. Nederlanders willen altijd alles samen doen. Dat stamt al uit de tijd dat men samen dijken moest bouwen om de voeten droog te houden. Dat heeft geleid tot een vaardigheid die ongelofelijk onderscheidend is. Dat zie je terug bij infraprojecten over de hele wereld, waar je achter elke boom een Nederlander tegenkomt.”

Het nieuwe handboek ‘Ken je tunnel’ is als een tunneldagboek. Een tunnelbeheerder vindt er informatie over alle wie/wat/waar/wanneer/waarom-vragen over zijn tunnel en hoe die in het verleden beantwoord zijn. De betrokkenheid van mensen van de Kiltunnel en de Maastunnel heeft ertoe geleid dat bij de renovaties van die tunnels al wordt gewerkt met zo’n handboek.

Ken je tunnel biedt een praktische aanpak voor een tunnelhandboek, een document waarin je bijzonderheden vastlegt. Of, zoals Arie Bras, beheerder van de Kiltunnel, het zegt: “Er is veel te vertellen over wat je niet ziet, maar wel nodig hebt als tunnelbeheerder.” De informatie die volgens het handboek verzameld moet worden om tunnelbeheerders goed inzicht te geven in technische, bestuurlijke, organisatorische, procedurele en omgevingsaspecten, is verdeeld in drie hoofdstukken: het ontstaan, het beheer en een tijdlijn.

De samenstellers hebben zich gericht op relevante onderliggende informatie in aanvulling op bijvoorbeeld het veiligheidsbeheerplan, het as-builtdossier of het technisch constructiedossier, informatie die niet expliciet is vastgelegd of wellicht verborgen zit in superspecialistische rapportages. Een voorbeeld uit de geschiedenis van de Kiltunnel laat zien dat een tunneldagboek daar veel hoofdbrekens had kunnen besparen. Plannen om de vaargeul in de Dordtse Kil te verdiepen, zouden de benodigde gronddekking op de tunnel aantasten. Er restte op het moment van de plannen nog maar één van de oorspronkelijke twee meter gronddekking, als gevolg van een eerdere vaargeulverdieping. Bij te geringe dekking was er angst dat vallende ankers het tunneldak zouden kunnen beschadigen. Pas bij grondig nader onderzoek van oude documenten bleek er een nog veel zwaarwegender reden om de gronddekking niet verder aan te tasten. Bij de bouw van de tunnel bleek dat er om financiële redenen was gekozen voor minder ballast die moest worden opgevangen door het gewicht van de gronddekking op het tunneldak. Er had een risico op opdrijven van de tunnel kunnen ontstaan. “Dat is kennis waar je zuinig op moet zijn”, zegt Arie Bras. “Bij een tunnel gebeurt elke drie tot vier jaar wel iets groots dat je wilt vastleggen”, vult Harry de Haan aan. Hij is als projectmanager betrokken bij de voorbereiding van de renovatie van de Kiltunnel. “Als je, zoals vaak het geval is, eens in de vijf jaar een nieuwe beheerder hebt, is die kennis niet geborgd. Daar is dit handboek voor.”

Kennis bundelen

De teamleden benadrukken dat het handboek niet primair is ontwikkeld om potentiële problemen te tackelen. Diederik van Zanten: “Een tunnel is een complex object, waarbij het moeilijk is het totaal te overzien. Er zit veel specialistische kennis. Het aantal mensen dat dat hele veld kan overzien, is beperkt. Dan helpt het als je bijzonderheden hebt vastgelegd. We hebben ons gericht op bijzonderheden, niet per se op wat in toekomst verkeerd zou kunnen gaan.” Voorzitter Arie Bras: “Een tunnel wordt ontworpen in zijn omgeving. Als die omgeving verandert, moet je alert zijn en heb je data nodig.” Harry de Haan vult aan: “Het is belangrijk dat een tunnelbeheerder integraal begrip heeft over hoe de tunnel in elkaar zit. Het is onbegonnen werk om bij elke ontwikkeling alle archieven door te pluizen. Dat integrale begrip wil je borgen en dat kan hiermee.”

Praktisch hulpmiddel

“Een goed integraal document leidt tot een gezamenlijke mindset over waar het bij een tunnel om gaat en helpt bijvoorbeeld bij de snelle opstart van een renovatie. Uiteindelijk bespaar je tijd en geld”, benadrukt Diederik van Zanten. Die mindset kan volgens Hans Janssens , coördinator van het COB, verder gaan dan de tunnelbeheerorganisatie. “Het wordt veel gemakkelijker om kennis door te geven in de keten, niet alleen naar een volgende beheerder, maar ook naar partijen die ten behoeve van de tunnel projecten uitvoeren.” “Precies,” beaamt Diederik van Zanten, “het is een mooie kickstart voor je project. Maar, we moeten bescheiden zijn, ook niet meer dan dat. Je moet nog steeds het archief in om de vragen die spelen, volledig te beantwoorden. Je kunt in het document dat je met behulp van dit handboek samenstelt, niet alles meenemen.”

Wilbert Jansen, contractmanager Maastunnel, vult aan: “Het handboek helpt je om een document te maken waarmee alle betrokkenen veel sneller ingevoerd kunnen raken in de geschiedenis van de tunnel en de keuzes die in de loop der tijd gemaakt zijn. Ik zie het als een leeswijzer die informatie over de tunnel toegankelijk maakt.”

‘Het wordt veel gemakkelijker om kennis door te geven in de keten.’

Bij de aanstaande renovatie van de Kiltunnel wordt het handboek gebruikt om op een geordende manier informatie toe te voegen aan de dagboekdelen die de afgelopen jaren al zijn gemaakt. Bij de huidige renovatie en restauratie van de Maastunnel in Rotterdam wordt het handboek al gebruikt. Wilbert Jansen: “We hebben het nu zelf opgeschreven, maar voor toekomstige nieuwe werken kan dit juist ook gezamenlijk met de bouwpartner worden gedaan en in de uitvraag worden meegenomen. We hebben allemaal de verwachting dat overdracht van de projectorganisatie naar de beheerorganisatie soepel zal verlopen. Maar dat is natuurlijk niet altijd zo. Dan is dit een goede bouwsteen. De beheerder kan zich snel inlezen en meegenomen worden in de overwegingen die een rol hebben gespeeld in de renovatie/restauratie.”

Ervaring vastleggen

De behoefte aan informatie over het ontstaan, het beheer en gebeurtenissen met betrekking tot een tunnel is van alle tijden. Toch is het nut van ‘Ken je tunnel’ anno 2020 belangrijker dan ooit. In de komende jaren moeten veel tunnels gerenoveerd worden. Van de mensen die bij de bouw of eerdere renovaties van die tunnels betrokken waren, gaan er steeds meer met pensioen. Het handboek biedt de kans om de ervaringen en specifieke objectkennis van die mensen vast te leggen. In de voorbereiding op de renovatie van de Noordtunnel is zo dankbaar gebruikgemaakt van de ervaringen die Arie Bras er meer dan twintig jaar geleden opdeed. “Ik kon inspectieluiken en peilbuizen aanwijzen waarvan men het bestaan niet wist en delen dat we in die tunnel ook te maken hebben gehad met vorming van schimmel. Ik heb mee kunnen helpen om dat soort informatie vast te leggen.”

Eerste reacties

Het template van het handboek is op 31 maart gepubliceerd. Er wordt nog een webinar georganiseerd waarin belangstellenden door de publicatie worden geleid en vragen kunnen stellen. Een publicatie op LinkedIn leverde al meteen positieve reacties op. Dat is in lijn met de reacties tijdens het COB-congres waar het initiatief werd aangekondigd. Daar was ook buitenlandse belangstelling. Omdat er meer internationale interesse wordt verwacht, is het handboek ook al meteen in het Engels beschikbaar. En er gebeurt meer. Hans Janssens: “Het aardige is dat mensen het handboek ook als kapstok zien voor het snel bij elkaar halen van informatie voor andere COB-projecten. Dat is nu al pure bijvangst. Verder is er ook belangstelling getoond vanuit ProRail. Daar gaat men eerst ’s kijken wat ze ermee kunnen, zodat er later wellicht een spoortunnelvariant kan komen.”

De samenstellers hopen dat de tunnelbeheerders die aan de vooravond van een renovatie staan, het handboek gaan gebruiken. “Het zou leuk zijn als alle renovatieprojectenteams in hun vraagspecificatie meenemen dat dit handboek gebruikt moet worden om het renovatieproces vast te leggen”, besluit Harry de Haan namens het projectteam.

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.”

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 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.

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.