Tussen Delft en het Kethelplein bij Schiedam is tussen 2011 en 2015 het ontbrekende deel van de A4 aangelegd. Onderdeel van dit zeven kilometer lange stuk snelweg is de Ketheltunnel, een landtunnel op de grens van de gemeenten Schiedam en Vlaardingen.

De Ketheltunnel (Foto: COB) ligt grotendeels op maaiveld en heeft twee buizen en een middenkanaal dat onder andere dient als vluchtroute. De tunnel is bijna veertig meter breed en is een categorie C-tunnel. Dat houdt in dat vrachtauto’s met gevaarlijke stoffen die kunnen exploderen, niet door de tunnel mogen.

De weg tussen de noordelijke tunnelmond en Delft is grotendeels verdiept aangelegd om verstoring van het open weidelandschap van Midden-Delfland zoveel mogelijk te voorkomen. Ten noorden van de tunnel ligt de weg bijna anderhalve kilometer lang ruim zes meter diep in een bak met geluidswerende wanden en naar beneden gerichte ledverlichting. Vervolgens ligt de weg ruim tweeënhalve kilometer half verdiept – circa twee meter onder maaiveld – met aan beide zijden een begroeide aarden wal.

Bij de realisatie van de tunnel is veel aandacht besteed aan een goede landschappelijke inpassing en het minimaliseren van overlast voor de omgeving. Bovenop de constructie is bijvoorbeeld een park aangelegd, waarin omwonenden kunnen recreëren. Verder liggen tegen de zijwanden aarden taluds om de landtunnel aan het oog te onttrekken. In deze taluds zijn de drie dienstgebouwen aangebracht. Het noordelijke deel van de tunnelconstructie is met betonnen luifels verbreed tot tachtig meter. Op dit bredere deel zijn sportvelden aangelegd en onder de luifels zijn parkeerplaatsen gemaakt.

Het wegdek van de tunnel ligt direct op het zand en de vier wanden van de tunnel – de buitenwanden en de wanden van het middenkanaal – zijn elk gefundeerd op een rij vibropalen. De tunnel is opgebouwd uit vijftig moten van veertig meter lang die ter plekke zijn gemaakt.

Tunnelbuizen

De oostelijke tunnelbuis, met verkeer richting Delft, is 1.620 meter lang en heeft vier rijstroken. De westelijke buis, met verkeer richting Kethelplein, is 1.950 meter lang en heeft drie rijstroken. Twee daarvan zijn voor doorgaand verkeer. De derde rijstrook is de afrit naar de A20 richting Hoek van Holland. Deze splitst al voor de tunnel af en loopt, afgescheiden door verdringingsstrepen, parallel aan de hoofdrijbanen. Voor de vroege afsplitsing is gekozen om weefbewegingen in de tunnel te voorkomen. In de westelijke tunnelbuis is voldoende ruimte om in de toekomst een vierde rijstrook aan te leggen.

Door de verschillende lengtes liggen de tunnelmonden van de tunnelbuizen aan de zuidzijde ruim driehonderd meter van elkaar af. De oostelijke buis begint meer naar het noorden, omdat in de Wet aanvullende regels veiligheid wegtunnels (Warvw) is vastgelegd dat er tien seconden rijtijd moet zitten tussen een samenvoeging – in dit geval het Kethelplein – en het begin van de oostelijke tunnelbuis.

Aan de noordzijde liggen de tunnelmonden wel naast elkaar. De tunnel gaat hier over in het verdiepte tracé. Daarna volgt het half verdiepte deel. In Delft sluit de weg op maaiveld aan op de bestaande A4 richting knooppunt Ypenburg.

Grondwater

Een paar maanden voor de opening van de tunnel, op 18 december 2015, was het nog even spannend of Rijkswaterstaat alle vergunningen rond zou krijgen. De diepwanden van de verdiepte bak bleken minder waterdicht dan gedacht. Daardoor moet dagelijks ongeveer 1.400 kubieke meter grondwater rond de bak worden onttrokken in plaats van de geplande 400 kubieke meter. Door deze grotere onttrekking kan er schade aan gebouwen in de omgeving ontstaan en kan het veen sneller inklinken. Dat was reden voor het waterschap om de benodigde watervergunning niet zonder meer af te geven. De vergunning kwam pas nadat Rijkswaterstaat had aangegeven een deel van het onttrokken water via retourbemaling diep in de bodem te herinfiltreren en het grondwaterpeil en de gebouwen uitgebreid te gaan monitoren.

De overgang van een gewone weg naar een tunnel beïnvloedt de weggebruiker. Aarzelend gedrag. Verder van de wand af rijden. Afremmen. We kennen de effecten van een tunnel op weggebruikers. Of niet? “ Tunnelontwerpers denken ten onrechte dat zij kunnen invoelen hoe mensen zich zullen gaan gedragen”, stelt Maartje de Goede, onderzoekster bij TNO.

“Er wordt nog vrij weinig met behulp van simulaties vooraf gekeken naar de invloed van het tunnelontwerp op het gedrag van de weggebruiker. Er wordt wel, zoals nu bij de Tweede Coentunnel, achteraf geëvalueerd als het in de praktijk niet zo goed blijkt te gaan. Als je alleen maar evalueert, heb je vaak slecht nieuws. Achteraf kun je niet zo veel meer veranderen en altijd tegen hogere kosten”, aldus De Goede.

Zoeken naar optimum

“Idealiter kies je voor een grotere diameter. En het scheelt al veel als je een vluchtstrook hebt. Maar het is begrijpelijk dat dat ruimtelijk en financieel niet altijd lukt. Een tunnel is duur en je wilt waar mogelijk bezuinigen op ruimte en dimensies. Uiteraard netjes binnen de richtlijnen. Maar dan zie je in de praktijk dat elke tunnel toch net weer even anders is en dat je bijvoorbeeld in de Tweede Coentunnel, ondanks het voldoen aan de richtlijnen, meer ongevallen hebt dan je zou verwachten. Nu wordt er achteraf geëvalueerd en is men aan het oplappen om de consequenties zo veel mogelijk te beperken. Als je dat vooraf kunt regelen met behulp van simulaties, kun je het menselijk gedrag meenemen in het ontwerp. Je kunt problemen dan tegen veel lagere kosten oplossen.”

“Vooraf een simulatietest doen, kost natuurlijk geld, maar de kosten vallen in het niet bij die van het totale project. Meer dan de kosten, speelt mee dat men denkt wel te weten hoe de weggebruiker zal reageren. Men redeneert: er is al veel kennis, we hebben richtlijnen en we kunnen wel invoelen hoe mensen zich zullen gaan gedragen. Maar laten we eerlijk zijn, we zijn vaak niet eens in staat ons eigen gedrag in te schatten. Laat staan dat van een ander.”

Verplichting

Een ontwerp testen in een simulator moet met behulp van 3D-ontwerptechnieken in principe gemakkelijker worden. Zo kon bij de Sluiskiltunnel aan de hand van 3D-modellen al visueel worden aangetoond dat de weggebruiker altijd ten minste twee achtereenvolgende matrixborden tegelijkertijd kan zien. Ligt het dan niet voor de hand om simulatie te verplichten? Maartje de Goede: “Vanuit TNO zou dat preken voor eigen parochie zijn. Maar ik vind oprecht dat ontwerpers zich moeten realiseren dat simulatie heel waardevol kan zijn. Als er in een ontwerp ook maar ergens twijfel over veilig gebruik bestaat, of als je weet dat je qua richtlijnen echt aan de minimale kant zit, moet je ten minste overwegen er een professional op het gebied van weggedrag naar te laten kijken.”

“En dan gaat het niet alleen om hoe mensen zich in een normale situatie gedragen in de tunnel. Reallifesimulatie is ook waardevol om vluchtgedrag in beeld te brengen. Evacuatieplannen worden gemaakt op basis van berekeningen. Dan weet je hoeveel mensen er per minuut door een vluchtdeur kunnen. Maar doen ze dat ook? Uit simulaties van een brand in een tunnel blijkt bijvoorbeeld dat mensen gaan keren. Hoe ga je daarmee om? Simulatiegegevens al meenemen in protocollen voor ontwerp en training van beheerders en hulpverleners, is heel waardevol. En gebruik simulatie om te oefenen.”

Voorkom informatie-overload

Simulatie leidt zelden tot drastische aanpassingen in een ontwerp. Het gaat vaak om kleine aanpassingen die het rijden in de tunnel veiliger en comfortabeler maken. “Want”, zo zegt De Goede, “hoe comfortabeler de tunnel, des te kleiner de kans dat mensen gekke dingen gaan doen. Ontwerpers moeten zich realiseren dat mensen vaak geen idee hebben wat een tunnel is. Als je steekproefsgewijs vraagt wat je moet doen bij een calamiteit, hebben mensen daar meestal nog nooit over nagedacht. (Bijna-)ongevallen worden in de meeste gevallen veroorzaakt door een fout van de weggebruiker. Maar het gaat erom de omgeving zo in te richten dat je zo min mogelijk fouten uitlokt. Er spelen altijd aparte factoren mee en een tunnel vergt altijd extra aandacht. Mensen nemen informatie minder goed in zich op.”

Als voorbeeld van onvoldoende aandacht voor het gedrag van de weggebruiker noemt De Goede het invoeren van 130 km/h als maximumsnelheid. “Het heeft ertoe geleid dat mensen op één plek informatie krijgen over snelheid, tijden en het gebruik van spitsstroken. Dynamische informatie wordt aangegeven met vaste borden. Dat leidt tot een informatie-overload. Dat gekoppeld aan het feit dat mensen niet weten dat 130 km/h de algemene uitgangssituatie is en de informatieborden de uitzonderingen aangeven, maakt het logisch dat mensen er niets mee kunnen. Zo’n overload aan informatie kan zich bij tunnels ook voordoen. De overgang van de gewone weg naar een tunnel en vice versa, kost relatief veel aandacht. Vanaf honderdvijftig meter voor het in- of uitrijden van de tunnel moet je niet te veel informatie willen geven. Mensen nemen het niet op, omdat andere zaken hun aandacht vragen. Houd daar dan ook rekening mee.”

Praktijkvoorbeelden

Het vooraf aan een simulatieonderzoek onderwerpen van een tunnelontwerp vindt nog maar mondjesmaat plaats. Het lijkt vaker te gebeuren als de opdrachtgever in kwestie ook de tunnelbeheerder is. In Nederland geldt dat bijvoorbeeld voor de Sluiskiltunnel. Daar heeft TNO vooral onderzoek gedaan naar het effect van het type verlichting. Maartje de Goede: “Daarbij ging het niet zozeer om een direct effect op de veiligheid, maar om het comfort van de weggebruiker. We weten bijvoorbeeld dat een doorgaande lichtlijn comfortabeler wordt gevonden dan verlichting om de zoveel meter, omdat dat een flikkereffect geeft.”

TNO is ook in een vroeg stadium betrokken bij het ontwerp voor de Fehmarnbelttunnel tussen Duitsland en Denemarken. In deze ruim achttien kilometer lange tunnel is comfortabel gebruik een belangrijk uitgangspunt. Het rijden in de tunnel mag niet monotoon worden en er is extra aandacht voor de informatievoorziening aan de weggebruiker. Ook daar geldt: hoe comfortabeler en hoe kleiner het verschil in ervaring tussen tunnel en gewone weg, des te kleiner de kans dat de weggebruiker zich onveilig gaat gedragen.

Op 29 augustus 2015, bijna negen maanden later dan gepland, ging de Salland-Twentetunnel in Nijverdal open voor het wegverkeer. Daarmee is de gecombineerde spoor- en autotunnel volledig in gebruik. Het treinverkeer rijdt al sinds voorjaar 2013 door de tunnel. Eelco Negen van Rijkswaterstaat legt uit wat er aan de hand was bij de autotunnel, hoe de problemen zijn opgelost en wat de leerpunten zijn.

“Volgens de oorspronkelijke planning zou de autotunnel half december 2014 opengaan”, vertelt Eelco Negen, die sinds maart 2015 projectmanager is van de combitunnel. “Dat was een heel krappe planning. Eind oktober werd duidelijk dat we die niet zouden halen. Alle tunneltechnische en verkeerstechnische installaties waren inmiddels aangebracht en we waren volop bezig met testen. Daarbij bleek dat de verbinding tussen de installaties en de verkeerscentrale in Wolfheze – van waaruit de tunnel bediend moest worden – niet functioneerde. Alsof je internetverbinding eruit ligt, maar dan in het groot met eindeloos veel ingewikkelde softwareprotocollen die niet goed communiceren met de ‘routers’. Daarmee hadden we een serieus probleem, omdat we vanuit de verkeerscentrale alle techniek en procedures nog moesten testen. Door de verbindingsproblemen kon dat niet, en het ontwerp bood ook niet de mogelijkheid om de testen lokaal uit te voeren.”

Terug naar af

“Er zat dan ook niets anders op dan terug naar af te gaan en alle instellingen, prioriteringsregels en veiligheidsprotocollen stap voor stap te doorlopen en te testen. Begin februari 2015 waren we daarmee klaar en hadden we een betrouwbare verbinding die goed werkte met alle software en tunnel- en verkeerstechnische installaties. Pas toen konden we het resterende testprogramma doorlopen.”

“Een dergelijk testprogramma is heel uitgebreid”, legt Negen uit. “Het bestaat in grote lijnen uit twee onderdelen: testen gericht op de techniek en testen waarbij wordt gekeken naar de samenhang tussen de techniek, de procedures en de bediening door de tunneloperators. Bij de technische testen ga je eerst na of elke deelinstallatie in de tunnel het doet. Als dat het geval is, kijk je of het integrale systeem functioneert. Dat is een enorme klus, aangezien er in de tunnel meer dan vijftig verschillende installaties zitten. Bij een calamiteit, zoals een autobrand in de tunnel, moeten die installaties perfect met elkaar samenwerken. De slagbomen om de tunnel af te sluiten kunnen bijvoorbeeld pas worden neergelaten als de verkeerslichten voor de slagbomen op rood zijn gezet. Ondertussen moet de blusinstallatie in gereedheid zijn gebracht, moet het verlichtingsniveau omhoog en moeten de ventilatoren de vrijkomende rook in de goede richting gaan afvoeren. Al deze samenwerkingsstappen moesten we controleren. Vervolgens zijn we de tunneloperators gaan trainen en hebben we alle procedures en de bediening getest.”

Systematisch

“De essentie van een testprogramma is protocollen volgen en uiterst systematisch werken: je moet iedere stap zorgvuldig doorlopen, opschrijven wat eruit komt en vervolgens eventuele fouten herstellen. Daardoor is het testen een vrij langdurig traject. Daar zit natuurlijk niemand op te wachten als een project al is uitgelopen. Ik heb echter de ervaring dat het overslaan van stappen in een later stadium tegen je werkt. De kans neemt bijvoorbeeld enorm toe dat je dan na de openstelling met allerlei kinderziektes te maken krijgt. Tegelijkertijd begrijp ik ook wel dat een projectorganisatie onder druk van de omgeving soms probeer t om op een creatieve manier de duur van de testperiode te verkorten. Dat is prima zolang het er maar niet toe leidt dat stappen worden overgeslagen. Zo ben ik erg blij dat we in Nijverdal het testprogramma zorgvuldig en volledig hebben doorlopen. Ik ben er namelijk van overtuigd dat dit ervoor heeft gezorgd dat de tunnel sinds de opening probleemloos functioneert en goed te bedienen is.”

“Uiteindelijk hebben we eind juni 2015 de testperiode afgerond, met als laatste onderdeel een eindoefening met alle hulpdiensten. Daarna moesten we alleen nog de openstellingsvergunning krijgen. Een week na de oefening hebben we daarvoor alle resterende documenten aangeleverd. Samen met de gemeente Hellendoorn en alle andere betrokken partijen hebben we vervolgens een datum voor de opening vastgesteld, rekening houdend met de verschillende stappen van het vergunningverleningstraject, de zomervakantie en nog wat speling voor onverwachte ontwikkelingen. Zo zijn we uitgekomen op 29 augustus 2015. Het in gezamenlijk overleg vaststellen van de openingsdatum vind ik erg belangrijk, omdat je hiermee voorkomt dat er verschillende verwachtingen ontstaan.”

Veranderingen

Terugkijkend op het project ziet Negen duidelijk waar het aan schortte: “De hele krappe planning betekent dat je zeer weinig speelruimte hebt; er hoeft maar iets heel kleins mis te gaan om uit te lopen. Daar komt bij dat er sinds de start van het project nog allerlei grote veranderingen zijn doorgevoerd. Denk aan de invoering van de landelijke tunnelstandaard en extra eisen op het gebied van cybersecurity. Mijn ervaring is dat dit soort wijzigingen bij ICT-projecten dodelijk zijn. Het is een beetje zoals met betonnen constructies. Als je beton hebt gestort, kun je geen wapeningsstaal meer toevoegen. Bij de ontwikkeling van software geldt min of meer hetzelfde. Heb je eenmaal een systeemontwerp vastgesteld en ben je begonnen met het softwareontwerp, dan is het uiterst moeilijk om nog veranderingen door te voeren.”

“Besluit je toch tot wijzigingen, dan moet je heel goed analyseren welke gevolgen die kunnen hebben”, zegt Negen. “Wat zijn bijvoorbeeld de extra risico’s en wat betekenen die voor de planning? In de praktijk wordt zo’n impactanalyse lang niet altijd gemaakt. En als hij wel wordt gemaakt, wordt toch nog vaak vastgehouden aan de oorspronkelijke planning. Voor een deel hangt dat samen met de optimistische blik van ingenieurs. Zij gaan er meestal vanuit ‘dat het ondanks de veranderingen wel zal lukken’. Daarbij verliezen ze uit het oog dat de risico’s ondertussen veel groter zijn geworden. Ik denk dan ook dat we op dat vlak echt kritischer moeten worden en ons minder moeten laten verleiden om vast te blijven houden aan veelal te strakke planningen.”

In de nacht van 15 op 16 december 2016 is de nieuwe tunnel in de A2 bij Maastricht in gebruik genomen; de eerste dubbellaagse tunnel in Nederland. In 2011 begon het consortium Avenue2 met de bouw van de vier tunnelbuizen. De onderste twee zijn bestemd voor het doorgaande verkeer en de bovenste twee voor het regionale en lokale verkeer. Bovenop de tunnel komt een langgerekt park met voet- en fietspaden en tweeduizend lindebomen.

Een belangrijk voordeel van gescheiden tunnelbuizen is dat onderhoud en beheer eenvoudiger zijn uit te voeren. Zo kan het verkeer tijdelijk worden verplaatst naar de andere tunnelbuizen als in een tunnelbuis werkzaamheden nodig zijn. Daarnaast zorgt het stapelen van rijbanen ervoor dat de tunnel smaller wordt.

Totaalplan

Sinds de jaren zestig van de vorige eeuw moet al het doorgaande wegverkeer door Maastricht gebruik maken van de N2. Deze weg met twee keer twee rijstroken, gelijkvloerse kruisingen met stoplichten en een maximum snelheid van vijftig kilometer per uur, zorgt voor talrijke problemen. Zo vormt de weg een barrière tussen het oostelijke en westelijke deel van Maastricht en veroorzaakt het vele verkeer geluid- en stankoverlast. Verder staan er op de weg en de aansluitende snelweg A2 veel files en is geregeld sprake van onveilige verkeerssituaties.

Reeds in de jaren tachtig werd nagedacht hoe deze problemen konden worden opgelost. In 2003 zijn Rijkswaterstaat, de provincie Limburg en de gemeenten Maastricht en Meerssen gestart met een totaalplan voor verkeersinfrastructuur, stadsontwikkeling en natuur en milieu. Uiteindelijk heeft dit geleid tot het project ‘De Groene Loper’. Naast de bouw van de tunnel omvat het onder meer de aanleg van een park bovenop de tunnel – dat een groene verbinding vormt met de landgoederen net ten noorden van de stad – de ontwikkeling van nieuwe stadsentrees bij de tunnelmonden, en vernieuwing en verdere ontwikkeling van het stadsdeel Maastricht-Oost.

Om de planontwikkeling en inspraakprocedures zo snel mogelijk te laten verlopen hebben de vier opdrachtgevende partijen – Rijkswaterstaat, provincie Limburg en de gemeenten Maastricht en Meerssen – gekozen voor een gecombineerde aanpak van de Tracé- en MER-procedure, de wijzigingen van de bestemmingsplannen en de aanbesteding. Voor de aanbesteding is een prijsvraag uitgeschreven. Vijf consortia hebben hieraan meegedaan. Uiteindelijk heeft het consortium Avenue2, dat bestaat uit de bouwbedrijven Ballast Nedam en Strukton, de aanbesteding gewonnen.

Stapsgewijze aanleg

De nieuwe, gestapelde tunnel is aangelegd in een bouwkuip. Om ruimte voor deze bouwkuip te creëren, is de bestaande weg in westelijke richting verplaatst. De werkzaamheden voor de bouwkuip zijn in 2012 gestart bij de tunnelmonden bij het Europaplein aan de zuidkant en verkeersknooppunt Geusselt aan de noordkant. Daarna werkten twee zogeheten ’tunnelbouwtreinen’ vanaf deze tunnelmonden naar elkaar toe.

De bouwkuip werd in stappen aangelegd. Hiertoe is het tunneltracé verdeeld in ruim honderd ‘moten’ van elk ongeveer 24 meter lang. Bij de aanleg van de bouwkuipwanden bracht de aannemerscombinatie tussen de verschillende moten damwanden aan, zodat de bouwkuip per ‘compartiment’ kon worden ontgraven. Na de (gedeeltelijke) ontgraving werden stempels of groutankers aangebracht om ervoor te zorgen dat de wanden van de bouwkuip niet naar binnen werden gedrukt.

Voor het maken van de wanden van de bouwkuip paste Avenue2 drie verschillende technieken toe. Bij de tunnelmonden bij Geusselt en het Europaplein zijn damwandplanken in de grond getrild. Binnen de bebouwde kom, tussen de John F. Kennedysingel en de Terblijterweg – waar intrillen geen optie is vanwege de te grote trillingshinder voor de nabije bebouwing – werden cement-bentonietwanden gemaakt waarin de aannemer vervolgens stalen damwandplanken liet zakken.

Tussen de ANWB- en de Gemeenteflat is gekozen voor betonnen diepwanden omdat hier moest worden gewerkt met een zogeheten wanden-dakconstructie. Op dit deel van het tunneltracé ontbrak de ruimte om naast de bestaande weg een bouwkuip te maken. Daarom is de wanden-dakconstructie in twee fasen aangelegd. Eerst is het deel aan de kant van de ANWB-flat gemaakt. Vervolgens is over dit deel de N2 gelegd, waarna het het deel aan de kant van de Gemeenteflat is gebouwd.

Om de bouwkuip droog te houden, paste Avenue2 bemaling toe. Door het wegpompen van water uit de bouwkuip daalt de grondwaterstand ook in de directe omgeving, wat ongewenst is. Om deze verlaging van het grondwaterpeil zo veel mogelijk te beperken en de natuurlijke grondwaterstroming zo min mogelijk te verstoren, werkte de aannemerscombinatie met een retourbemaling: het water uit de bouwkuip werd via leidingen naar zogenoemde retourvelden naast de bouwkuip gepompt zodat het weer kan infiltreren.

Ingebruikname

Het in gebruik nemen van de vier tunnelbuizen was een flinke technische operatie. Op 15 december 2016 werd na de avondspits begonnen met het instellen van een verkeersomleiding, zodat de wegenbouwers de wegmarkeringen konden aanpassen, de nieuwe verkeers- en matrixborden konden instellen en andere laatste werkzaamheden konden uitvoeren. Om 23.10 uur kon de eerste bus met hoogwaardigheidsbekleders en gasten de tunnel in rijden en zo de eerste tunnelbuis in gebruik nemen. Het reguliere verkeer volgde om 23.40 uur. Daarna werden een voor een de andere buizen geopend. De vierde en laatste buis is om 8.00 uur in de ochtend in gebruik genomen.
>> Lees meer op de website van A2 Maastricht