Tunnels

Ook heeft de behoefte aan ruimte in de grote steden geleid tot steeds meer bebouwing in de ondergrond en ondergrondse infrastructuur. In de afgelopen jaren wordt er naast de kruisingen van waterwegen steeds meer gekozen voor tunnel oplossingen om de schaarse bovengrondse ruimte beter te benutten en om het leefklimaat te verbeteren.

Ballast Nedam heeft een jarenlange ervaring opgebouwd in veel tunnelprojecten, waarvan de A24 Blankenburgverbinding in het drukke havengebied van Rotterdam en de A9 Gaasperdammertunnel, de langste landtunnel van Nederland in Amsterdam, beide DBFM projecten, de meest recente voorbeelden zijn. Door deze kennis en ervaring zijn we in staat om ieder type tunnel van begin tot eind te realiseren. We hebben de kennis en specialisten in huis om individuele situaties nauwkeurig te analyseren en de meest geschikte tunnel oplossing op de millimeter nauwkeurig uit te voeren.

Er zijn veel varianten in typen tunnels te bedenken, waarvan drie typen tunnels binnen onze expertises de bekendste zijn:

1. Cut-and-cover en landtunnels
Een cut-and-cover tunnels is een traditionele vorm van tunnelbouw die voornamelijk wordt gebruikt in stedelijke gebieden. Door de slappe grond in combinatie met grondwater die we in Nederland kennen zijn veelal eerst damwanden of diepwanden nodig, waardoor een bouwkuip ontstaat. Daarna wordt de grond ontgraven, waarbij vaak zware stempels tussen de damwanden nodig zijn, zodat vervorming en kans op verzakkingen in de omgeving wordt voorkomen. Veelal wordt er ook nog een met ankerpalen verankerde onderwaterbetonvloer aangebracht, waarna de kuip droog kan worden gemaakt. Binnen de droge bouwkuip kunnen we uiteindelijk de tunnel realiseren. De Hollandtunnel, onderdeel van de de Blankenburgverbinding, is een mooi voorbeeld van een cut-and-covertunnel
Bij landtunnels hoeven we vaak minder diep de grond in waardoor we minder snel het grondwater tegenkomen. Dan kan de tunnel als het ware vanaf het maaiveld worden gebouwd.

2. Boortunnels.
Boortunnels hebben als grote voordeel dat ze zich met grote precisie als een mol onder de grond voortbewegen zonder dat dit grote overlast vormt voor de bovengrondse, soms binnenstedelijke ruimte. Maar ook voor de passage van rotsachtige bergmassieven wordt deze tunnelmethode ingezet. Met deze methode boren we door rots, slappe grond en zandgrond. Trots zijn we op de Gotthard Base Tunnel door de Alpen in Zwitserland, die door ons organisatieonderdeel Heitkamp Construction Swiss in 2016 werd opgeleverd. De tunnel is met twee single tunnelbuizen van 57.09 kilometer de langste railtunnel ter wereld.
Het team van Heitkamp Construction Swiss is vakspecialist op dit gebied en is zelfstandig in staat boortunnels te maken.

3. Afgezonken tunnels
Afgezonken tunnels worden vaak toegepast bij de kruising van waterwegen. We bouwen betonnen tunnelelementen in een bouwdok die tijdelijk aan beide kanten met kopschotten worden afgedicht, zodat ze drijvend naar de definitieve locatie kunnen worden vervoerd. Op die locatie hebben we inmiddels een sleuf in de waterbodem gebaggerd. De tunnelelementen worden één voor één gecontroleerd afgezonken. Dit is precisiewerk dat heel zorgvuldig moet gebeuren. Als ze afgezonken zijn en op hun plaats liggen, vormen rubber GINA profielen de waterdichte aansluiting tussen de tunnelelementen en worden de tijdelijke kopschotten verwijderd. Met deze tunnel methode maken wij bijvoorbeeld de Maasdeltatunnel binnen de A24 Blankenburgverbinding die de Nieuwe Waterweg in Rotterdam kruist.

Om het veiligheidsniveau nog verder omhoog te brengen, hebben we in de A9 Gaasperdammertunnel een zelflerend systeem geïnstalleerd waardoor de sensoren zichzelf continu blijven optimaliseren. “Alle systemen moeten in alle gevallen het juiste gedrag geven”, zegt testmanager Michel van Corven. Het testen van alle mogelijke combinaties van detecties en gedrag kan jaren duren doordat er miljoenen combinaties mogelijk zijn. Daarom worden niet alle combinaties getest, maar juist alle individuele sensoren. Michel: “Als je weet dat de sensor werkt en dat de behandeling in het gedrag altijd hetzelfde is, kun je gericht een steekproef doen en daaruit conclusies trekken.”

Iedere tunnel vraagt denkkracht om de veelal unieke situaties te analyseren. Diepe kennis en ervaring zorgt ervoor dat wij telkens unieke oplossingen kunnen bieden. Daarom hebben we de beste mensen in huis. Executive Director Martijn Smitt, gespecialiseerd in afzinktunnels, is al ruim twee decennia betrokken bij talloze multidisciplinaire internationale bouwprojecten. Als één van de weinigen ter wereld weet hij de complexe afzinktechnologie te combineren met de dynamica die bij het afzinkproces komt kijken.

Hij vertelt: “Door het grote drijvend vermogen kunnen we een tunnelelement drijvend verplaatsen. Dat is een groot voordeel. Tijdens het afzinkproces, waarbij het tunnelelement aan pontons hangt zweeft een afzinktunnelelement als het ware onder water. We maken dankbaar gebruik van de Wet van Archimedes. Het gewicht is dus heel laag, maar de massa daarentegen is variërend tussen 25.000 en 60.000 ton gigantisch en heeft daarmee het niveau dat vergelijkbaar is met een Amerikaans vliegdekschip. Het in bedwang houden van die bewegende hoeveelheid massa dat onder water dynamisch blijft bewegen, is niet zomaar een trucje dat je overal kunt herhalen. Iedere afzinktunnel heeft afhankelijk van de locatie bijvoorbeeld te maken met verschillende stromingen, weersomstandigheden, getijde, golven en zoutgehaltes en soms zelfs moeten we rekening houden met de invloed van seiches. Om de massa met deze complexe omstandigheden in bedwang te houden, moeten we ingewikkelde berekeningen maken en slimme technieken verzinnen.”

Binnen Ballast Nedam hebben onze mensen de kennis en ervaring om de specifieke situaties te analyseren en te bepalen wat ervoor nodig is om de tunnelelementen tot op de millimeter nauwkeurig op zijn plaats te leggen – en te houden.

Martijn Smitt: “Om een idee te geven heeft het zoutgehalte van het water een enorme invloed. Zoet water heeft een dichtheid van 1000 kilogram per kubieke meter water, waardoor duizend liter zoet water precies duizend kilogram weegt. Maar zout water is zwaarder en varieert tussen 1021 en maximaal 1027,5 kilogram per kubieke meter. Als een drijvend tunnel element op transport ongeveer 20 centimeter boven water uitsteekt in zoet water dan is dat ongeveer het dubbele in zout water. Ik kan mij nog goed herinneren dat de tunnelelementen van de Burgemeester Thomassentunnel, gebouwd in een zoetwatergebied, langzaam uit het water omhoog kwamen op weg richting zee. Om het tunnelelement dan weer naar beneden te krijgen, moeten we in zo’n geval dus diezelfde hoeveelheid extra volumegewicht aan water in ballasttanks toevoegen. Wanneer het tunnelelement op zijn plek ligt, wordt het ballastwater in de ballasttanks vervangen door een laag ballastbeton op de vloer van de tunnel en grond op het dak.”

Het realiseren van grote infrastructurele projecten neemt vanzelfsprekend enige tijd in beslag. Hoe realiseren wij zulke immense en complexe infrastructurele projecten waarbij het verkeer toch zo min mogelijk hinder ondervindt? De A9 Gaasperdammertunnel is de langste landtunnel van Nederland en hebben we in opdracht van Rijkswaterstaat kunnen bouwen door heel slim om te gaan met de fasering van het project. Deze cut-and-covertunnel doorkruist het drukke Amsterdam Zuidoost. Ballast Nedam heeft als onderdeel van het bouwconsortium IXAS eenmalig de weg verlegd en vervolgens de tunnel als geheel gebouwd. Na het gereed komen van de tunnel en het verkrijgen van de openstellingsvergunning is het verkeer van de oude weg omgeleid door de tunnelbuizen. Daarna kon de oude weg worden afgebroken en kan het park worden aangelegd.

De bijzondere samenwerking met de klant Rijkswaterstaat binnen dit project resulteerde in het tijdig en foutloos openstellen van de tunnel.