Om te voldoen aan de nieuwe tunnelwet is de Haagse Koningstunnel grondig gerenoveerd. Slim plannen, een digitale tunneltweeling en oog voor het gemeenschappelijk belang waren de drie hoofdingrediënten voor het succes. “Vanzelfsprekend was het niet de hele tijd rozengeur en maneschijn, maar ook in die situaties zijn we in gesprek gebleven met respect voor elkaars kennis en deskundigheid.”

Hoewel de Koningstunnel nog niet erg oud is – in 2000 ging hij open – was een renovatie noodzakelijk. “Sinds 1 mei 2019 moeten alle tunnels langer dan 250 meter voldoen aan de tunnelwet”, legt Paul van Laviere van de gemeente Den Haag uit. “Dit betekent dat elke tunnel een reeks van voorgeschreven veiligheidsvoorzieningen moet hebben. De Koningstunnel had die niet allemaal, dus we moesten iets gaan doen.” Koen Beukers van Siemens Mobility vult aan: “Daar komt bij dat de meeste installaties aan het einde van hun levensduur waren. Weliswaar lijkt negentien jaar niet veel, maar voor elektronische apparatuur is dat een hele leeftijd. Hoeveel mensen hebben bijvoorbeeld nog een tv van twintig jaar oud?”

Veiligheidseisen

Van Laviere: “Tijdens de renovatie hebben we enorm veel gedaan. We hebben vrijwel alle bestaande installaties en bekabeling vervangen en allerlei extra installaties aangebracht om aan de veiligheidseisen te voldoen. De bestaande natriumlampen hebben we vervangen door ledverlichting, we hebben afsluitbomen geplaatst bij de tunnelmonden en hebben de waterafvoer verbeterd. Verder zijn detectielussen aangebracht, de vluchtdeuren gerenoveerd, hulppostkasten vervangen, sterkere ventilatoren geïnstalleerd en is het bewakingssysteem vernieuwd. Ook hebben we de communicatiesystemen gemoderniseerd en ervoor gezorgd dat de tunnel nu zowel vanuit de bediencentrale in Scheveningen als vanuit het lokale dienstgebouw kan worden bewaakt en bediend. Daarnaast hebben we de rijbanen opnieuw geasfalteerd, de plafonds en de bovenste meter van de tunnelwanden voorzien van hittewerende beplating en de noodstroomvoorziening vernieuwd.”

“Voor al deze werkzaamheden, inclusief het grondig testen van alle tunneltechnische installaties, zijn we uitgegaan van een periode van acht maanden waarin de tunnel volledig was afgesloten voor het verkeer. We zijn op 1 maart 2019 begonnen en wilden uiterlijk 1 november 2019 klaar zijn. Met de winkeliers in het centrum hebben we als gemeente Den Haag namelijk de afspraak dat we vanaf half november geen grote infrastructurele werken uitvoeren die hinder opleveren voor het winkelend publiek dat Sinterklaas- en kerstinkopen doet. Uiteindelijk bleken Siemens en Heijmans geen acht maanden nodig te hebben en kon de tunnel tien weken eerder open dan gepland.”

Digitale tweeling

“Die tijdwinst hebben we gerealiseerd door slim te plannen en gebruik te maken van een interactieve digitale tunneltweeling”, legt Beukers uit. “We hebben bijvoorbeeld diverse werkzaamheden naar voren gehaald. Een goed voorbeeld is het dienstgebouw dat onder het Prins Bernardviaduct staat. Dit ellipsvormige gebouw moest worden uitgebreid om genoeg ruimte te hebben voor alle besturingsapparatuur en de nieuwe generator voor de noodstroomvoorziening. Een van de eisen was dat de vorm van dit gebouw niet wezenlijk mocht veranderen. Daarom zijn we in een vroeg stadium gaan overleggen met de architect van het dienstgebouw. Vervolgens zijn we in oktober 2018 gestart met de uitbreiding, zodat deze werkzaamheden al klaar waren voordat de tunnel werd afgesloten.”

“Na de gunning zijn we vrij snel gestart met het ontwikkelen van een interactieve digitale tunneltweeling. Hiervoor hebben we een 3D-model gemaakt van de tunnel met alle nieuwe installaties, inclusief de omgeving. Dit model hebben we gekoppeld aan de nieuwe tunnelbesturingssoftware en de nieuwe werkplek voor het bedienen en bewaken van de tunnel. Dat maakte het mogelijk om al voor de renovatie allerlei scenario’s in de gerenoveerde tunnel heel nauwkeurig na te bootsen. We konden bijvoorbeeld een incident in de tunnel simuleren met verschillende auto’s en vervolgens de virtuele camera’s bedienen om vast te stellen of de tunneloperators in zo’n geval alles konden zien wat ze wilden zien. Op dezelfde manier konden we ook ander functioneel gedrag van de tunnel nauwkeurig toetsen”.

Opleiden en testen

“Doordat we de digitale tunneltweeling ook al voor de start van de renovatie gereed hadden, konden we in maart en april 2019 direct beginnen met het opleiden van de tunneloperators. Ook konden we in de virtuele omgeving al testen of de bediening en bewaking met de nieuwe besturingssoftware goed werkte. Daardoor hebben we een aantal kinderziekten al in een vroeg stadium kunnen verhelpen en waren er minder testen in de gerenoveerde tunnel nodig.” Van Laviere: “Voor ons als opdrachtgever was de digitale tunneltweeling echt een eyeopener. In zo’n geavanceerd 3D-simulatiemodel kun je alles zien en het lijkt net alsof je in de echte tunnel kijkt. Vooraf had ik dat niet verwacht.”

Beukers benadrukt dat een interactieve digitale tunneltweeling niet alleen handig is voor het vroegtijdig testen en het opleiden en trainen van de tunneloperators: “Toen wij met het plan kwamen om een tunneltweeling te ontwikkelen, waren er in eerste instantie binnen het consortium ook wel bedenkingen. Immers, zo’n uitgebreid 3D-model met tal van animaties vergt een behoorlijke investering. Toen het gereed was, bleek het echter heel handig. Zo gebruikte Heijmans het model voor het keuren van de uitgevoerde technische en civiele werkzaamheden en werkte het zo goed dat we de gehele renovatie zonder papieren tekeningen hebben uitgevoerd. Verder is het model de komende jaren heel geschikt voor het assetmanagement. En als op een bepaald moment de camera’s moet worden vervangen, kun je de nieuwe camera’s vooraf eenvoudig in de digitale tunnel testen. Het belangrijkste voordeel is echter de kortere doorlooptijd. Dat zorgt voor een forse besparing, zeker als je een grote projectorganisatie hebt.”

Gemeenschappelijke belang

Volgens Beukers zijn de slimme planning en het gebruik van de tunneltweeling niet de enige redenen voor de snelle renovatie: “Gedurende het gehele project hebben zowel de gemeente Den Haag als wij steeds het gemeenschappelijke belang voor ogen gehouden: een tijdige openstelling van de tunnel. Dat heeft heel erg bijgedragen aan het soepele verloop van werkzaamheden. We zijn voortdurend met elkaar blijven praten, ook als we het niet met elkaar eens waren. Verder hebben wij de gemeente regelmatig betrokken bij keuzes, hoewel we dat niet hoefden te doen. Het werk is namelijk gegund als design-en-construct met zeven jaar onderhoud, dus de ontwerpverantwoordelijkheid lag helemaal bij ons. Dat we de gemeente toch bij bepaalde beslissingen hebben betrokken, past bij ons streven om tot ontwerpoplossingen te komen die voor beide partijen goed zijn. Daarom hebben we ook altijd gevraagd naar de achtergrond van specifieke eisen en zijn we er niet van uitgegaan dat onze interpretatie automatisch de juiste was.”

We zijn voortdurend met elkaar blijven praten, ook als we het niet met elkaar eens waren.

Van Laviere bevestigt de goede samenwerking: “Vanzelfsprekend was het niet de hele tijd rozengeur en maneschijn en voldeden oplossingen niet altijd aan onze klanteisen. Maar ook in die situaties zijn we in gesprek gebleven met respect voor elkaars kennis en deskundigheid. Overigens denk ik dat de goede samenwerking ook komt doordat we elke week een paar dagen samen op een werkplek zaten bij Siemens in Zoetermeer. Dat maakte het mogelijk om snel op vragen te reageren en bijvoorbeeld eisen toe te lichten. Verder ben ik erg positief over de vierwekelijkse bijeenkomsten van de werkgroep tunnelveiligheid. In deze werkgroep bespraken we als opdrachtgever en -nemer samen met de hulpdiensten, de tunnelbeheerder en de veiligheidsbeambte wat er nodig was om op tijd de openstellingsvergunning te krijgen. Zo waren de belangrijkste stakeholders continu goed op de hoogte van alle keuzes. Dat heeft de betrokkenheid bij hen vergroot. De adviseur-veiligheidsbeambte was bijvoorbeeld bereid om een week eerder terug te komen van zijn vakantie toen bleek dat de tunnel eerder open kon.”

Het Drents museum staat in het historische centrum van Assen op de plek van het voormalig klooster Maria in Campis. Toen het museum moest worden uitgebreid was duidelijk dat er binnen het oude kloostercomplex geen ruimte was. Architect Erick van Egeraat vond de oplossing in de ondergrond: hij ontwierp een nieuwe ondergrondse vleugel voor het museum net buiten het kloostercomplex.

Op 16 november 2011 heeft toenmalige Hare Majesteit Koningin Beatrix het vernieuwde Drents Museum geopend. De nieuwe ondergrondse uitbreiding heeft een oppervlak van in totaal tweeduizend vierkante meter. Daarvan komt de helft voor rekening van de nieuwe expositievleugel. Naast deze vleugel heeft het museum ook een nieuwe entree, een café en een grotere museumwinkel gekregen.

Bouwkuip

Voor de bouw van de ondergrondse uitbreiding moest een grote bouwkuip worden gemaakt, bestaande uit twee rechthoekige delen die schuin achter elkaar liggen en via een relatief smalle sleuf met elkaar zijn verbonden. Door gebruik te maken van een waterdichte laag potklei op een diepte van achttien meter, was bronbemaling in de kuip niet nodig.

Vanwege het risico op schade aan de nabij gelegen monumentale bebouwing zijn voor de realisatie van de wanden van de bouwkuip drie verschillende technieken gebruikt. Voor het deel van de kuip dat het verst van de monumentale gebouwen af ligt zijn damwandplanken ingetrild, nadat de grond was losgeboord. Dichterbij, waar de kuip tussen de gebouwen ligt, zijn soilmix-wanden gemaakt. Bij deze trillingsvrije techniek is de lokale ondergrond met een frees tot in de laag potklei losgewoeld en vermengd met een cementmix, waardoor een stevige grond- en grondwaterkerende constructie is ontstaan.

De derde techniek, jetgrouten, is gebruikt voor het gedeelte van de bouwkuip dat onder het bestaande monumentale hoofdgebouw ligt. Ook dit is een trillingsvrije techniek. Via gaten in de vloer is met injectielansen een groutspecie onder hoge druk in de grond onder het gebouw geïnjecteerd. De groutkolommen die op deze manier zijn gevormd, hebben een diameter van circa 1,5 meter en een lengte van 13 meter. Om de stabiliteit van de verschillende delen van de bouwkuip te garanderen, zijn tijdelijk stempels geplaatst.

Koetshuis

Op de plek waar de bouwkuip moest komen stond een monumentaal koetshuis. Om de kuip te kunnen maken, is dit koetshuis opgevijzeld, voorzien van een stalen draagframe en vervolgens over een afstand van circa 25 meter verplaatst en daar tijdelijk ‘geparkeerd’. Nadat de ondergrondse bouw gereed was, is het koetshuis weer naar zijn oorspronkelijk plek geschoven. Daar is het een meter opgetild en op een glazen plint is geplaatst.

Het koetshuis – dat tussen het hoofdgebouw van het museum en de nieuwe vleugel in staat – is de entree voor het vernieuwde museum. Via een fraai vormgegeven trap dalen de bezoekers hier af naar de ondergrondse centrale hal, die volledig onder het maaiveld ligt. De glazen plint zorgt ervoor dat in deze hal daglicht naar binnenvalt. Vanuit de hal kunnen bezoekers twee kanten op, naar de nieuwe ondergrondse vleugel of naar de trap en lift die toegang bieden tot de exposities in het hoofdgebouw. De gehele ondergrondse ruimte is in wit uitgevoerd en valt op door vloeiende vormen en statige kolommen.

Het dak van de nieuwe ondergrondse expositievleugel steekt iets boven het maaiveld uit. Het is opgebouwd uit vier verspringende dakvlakken die ruimte bieden aan verticale lichtstroken. Via deze lichtstroken valt er indirect daglicht in de expositieruimte. Voor de dakconstructie zijn stalen liggers gebruikt. Op het dak is een openbare tuin aangelegd.

Gedurende een bouwproject kunnen er zaken aan het licht komen die van invloed zijn op de geotechnische risico’s – zeker als het gaat om ondergronds bouwen. Het is echter kostbaar om de geotechnisch adviseur continu bij het proces te betrekken. Gevolg is dat risico’s soms te laat worden gesignaleerd, met geotechnisch falen als resultaat. Hoe komen we hieruit?

Als directeur van Fugro GeoServices representeerde Maarten Smits tot voor kort de geotechnisch adviseur bij ondergrondse bouwprojecten. Jack Amesz, directeur van Ingenieursbureau Den Haag, staat vaak aan de andere zijde, als opdrachtgever. De heren zijn de aangewezen personen om te vragen naar de samenwerking tussen deze twee partijen. Hoe ervaren zij de betrokkenheid van de geotechnisch adviseur? Gaat dat goed of kan het beter? Wat zijn volgens hen de belangrijkste struikelblokken?

Gewoontes en genen

“Om samen een mooi project neer te zetten, moet je een gedeelde visie hebben”, stelt Amesz. “Maar opdrachtgevers en adviseurs hebben wel verschillende belangen. Die zul je moeten kennen én begrijpen, wil je goed kunnen samenwerken. We nemen daar meestal de tijd niet voor, we willen gelijk aan de slag. En dan blijven mensen toch vaak gericht op de eigen deskundigheid, want het is moeilijk om je open te stellen voor andere belangen.”

Volgens Smits zit dit voor een deel ook in de genen van de geotechnisch adviseur. “Die stel je een vraag en daarop krijg je antwoord, punt. Je krijgt dus geen antwoord op wat er niet is gevraagd en wat daar de risico’s van zijn. In veel gevallen is dat prima, maar van een specialist mag je een meer actieve rol verwachten, zeker als het gaat om binnenstedelijke situaties met hoge risico’s. Meedenken wordt ze echter lastig gemaakt: geotechnici moeten een voorlopig advies maken zonder de complete context te kennen en ze krijgen naderhand, als het project in uitvoering is, nauwelijks feedback.”

“Het klopt dat de specialist een beetje apart van het team staat”, beaamt Amesz. “Deskundigheid creëert een zekere afstand, je stapt er niet zo snel naartoe. Andersom geldt dit ook: het is voor de specialist soms een grote stap om aan de bel te trekken. Toch is dat wel de bedoeling. Niet dat de adviseur een waarschuwer langs de zijlijn moet zijn, maar juist een aandrager van oplossingen.”

In het echt

Smits: “De geotechnisch adviseur moet voeling houden met het project en zich bewust zijn van de praktische kant van zijn adviezen: een stel computeruitkomsten op papier leiden in de praktijk wel tot een levensgrote constructie. Het is belangrijk dat de specialist die verantwoordelijkheid voelt. Ik vind dan ook dat wij als Fugro veel vaker naar buiten moeten. Ga de bouwplaats op en kijk hoe je advies in de praktijk wordt gebracht.”

Ook Amesz is van mening dat de adviseur meer aandacht moet hebben voor de realiteit. Hij geeft een voorbeeld: “In het ontwerp van een bouwkuip was een fase opgenomen waarin de bouwkuip ongestempeld zou zijn. Rekenkundig gezien klopte het, maar het ging om een binnenstedelijke omgeving en dan moet je dat niet willen. Vervormingen moeten minimaal zijn, vanwege de kwetsbaarheid van de naastgelegen panden. De geotechnisch specialist dacht vanuit het belang van de bouw; hoe houden we de kosten beperkt en bevorderen we de bouwlogistiek? Dat belang had voor hem prioriteit, terwijl in deze situatie het belang van de omgeving naar mijn idee prioriteit moet hebben. Bij gemeentelijke projecten geldt dat dubbel, want daarbij hebben mensen hoge verwachtingen ten aanzien van de betrouwbaarheid. Dat moet een specialist zich realiseren.”

Oplossingen

Smits en Amesz zien dus genoeg knelpunten, maar weten ze ook oplossingen? Ja, zo blijkt. “Allereerst moeten beide partijen onderkennen dat elkaars belangen relevant zijn. Daar kun je als manager expliciet aandacht aan besteden. Ook helpt het als je gevarieerde teams samenstelt; mannen, vrouwen, jong, oud. En je kunt gerichte trainingen organiseren. Zo kom je stap voor stap verder”, meent Amesz.

Smits geeft aan dat er ook winst te behalen valt bij de manier van rapporteren. “De specialist communiceert hoofdzakelijk via rapporten, dus die moeten heel helder geschreven zijn. En vanuit het perspectief van het project; wat moeten de opdrachtgever en uitvoerders weten, hoe moeten ze de informatie interpreteren? Zet er ook bij wat er wel en niet is uitgezocht, dat schept duidelijkheid.”

Amesz: “Beeld is ook belangrijk, mensen zijn visueel ingesteld. Daar spelen we al op in bij de communicatie naar de omgeving, maar ook binnen het project is beeld een goed hulpmiddel. Denk aan ontwerpen in 3D, digitale visualisaties, animaties van het bouwproces: hiermee maak je snel duidelijk hoe dingen in elkaar steken en begrijpt iedereen waar het over gaat. Bovendien spreekt het gewoon meer aan dan teksten en rapporten, wat het werkproces ook positief beïnvloedt.”

Binnenkort wordt de Tweede Coentunnel opgeleverd. Dan zal blijken of de DBFM-constructie, die erop neerkomt dat Rijkswaterstaat de tunnel voor 24 jaar leaset, aan de verwachtingen voldoet. Gerard Minten, CEO van de Coentunnel Company: “Het DBFM-concept is goed als je exact weet wat je gaat doen. De investeerders willen weten waar ze aan toe zijn en eisen duidelijkheid.”

De financiële component in de contractvorm vergt een specifieke aanpak. Gerard Minten vervolgt over de noodzaak om investeerders vooraf zo nauwkeurig mogelijk te kunnen vertellen wat het project behelst: “Natuurlijk is het zo dat je ondergronds altijd met onvoorspelbare componenten te maken hebt, maar dat kun je inpassen. Wat je niet kunt doen, is onderweg de spelregels veranderen.”

Een volledig voorspelbaar project leidt tot de vooronderstelling dat DBFM tot optimalisatie en lagere kosten leidt. De eindafrekening kan uiteraard pas over vierentwintig jaar worden gemaakt, maar Gerard Minten noemt al wel de verschillende invloedsfactoren: “De financieringskosten zijn juist hoger, omdat je als marktpartij nooit kunt lenen tegen het rentepercentage dat de overheid krijgt. Daar staat het voordeel tegenover dat de aannemer kan optimaliseren. Die twee aspecten kun je niet zomaar salderen. Verder geeft de financieringscomponent een heel andere dimensie aan een project als de Tweede Coentunnel. De financiers steken er vijf jaar lang geld in, voordat de geldstroom vanuit Rijkswaterstaat gaat lopen. Dat is een belangrijk drukmiddel voor tijdig opleveren. Daarnaast volgt optimalisatie uit de afspraak om te betalen op basis van beschikbaarheid.”

“In het contract zijn boetes opgenomen voor wegafsluitingen, falen van technische systemen en dergelijke. Daarbij hoeft overigens geen sprake te zijn van fysieke afsluiting. Ook ‘virtueel dicht’ kan leiden tot boetes. De beschikbaarheidsafspraken leiden tot het eventueel dubbel uitvoeren van systemen en een sterke focus op kwaliteit van materialen voor de lange termijn. Daar is de businesscase op gebaseerd. De onderaannemer neemt het risico dat hij bouwt voor een vast bedrag. De Special Purpose Company (zie kader) is zoveel mogelijk risicovrij.”

Kwalitatief rendement

Een tweede vooronderstelling is dat de DBFM-aanpak innovatie voedt en leidt tot slimme oplossingen. Dat zet de deelnemende aannemer op voorsprong, omdat hij dergelijke innovaties elders weer toe kan passen. De praktijk blijkt weerbarstiger. Gerard Minten: “Een groot deel van bijvoorbeeld de Tunnelstandaard is gelijktijdig met de bouw van de Coentunnel ontwikkeld. We hebben tijd en ruimte gekregen om zaken samen met Rijlswaterstaat uit te zoeken. Toch blijkt het blijven voldoen aan de contractuele verplichtingen een zwaardere stempel te drukken op innovaties dan de mogelijke verbetering van de concurrentiepositie van deelnemende partijen.”

Slimme oplossingen als gevolg van de DBFM-aanpak doen zich wel degelijk voor. Gerard Minten: “Het denken vanuit zo min mogelijk afsluitingen leidt tot verbeteringen. Zo zijn de tunneltechnische installaties (TTI’s) bij de Tweede Coentunnel geconcentreerd op een aantal goed bereikbare plekken in het middentunnelkanaal en is ledverlichting toegepast om onderhoud te beperken. Ook buiten de tunnel zijn de verkeerstechnische installaties geconcentreerd in de VTI-huisjes langs de weg. Daardoor is slimmer onderhoud mogelijk. Het zijn optimalisaties die nog tijdens het bouwproces zijn doorgevoerd, omdat duidelijk werd dat je het risico op afsluitingen verkleint.”

Juridificering

De financiële component verhoogt risico’s en daarmee de noodzaak om die risico’s zo veel mogelijk af te dekken. Een DBFM-contract leidt dan ook tot hogere juridische kosten. Gerard Minten geeft aan dat de transactiekosten ongeveer drie procent van de investering bedragen, het dubbele van een contract zonder F-component. “In ons consortium-businessmodel houden we daar rekening mee. Bij consortiumpartner Vinci hebben we bijvoorbeeld een grote concessietak die met tientallen projecten wereldwijd al heel veel ervaring heeft met deze werkwijze. Vanwege dat hoge percentage transactiekosten zijn projecten van 500 miljoen euro voor Vinci zo’n beetje de ondergrens.”

Aannemers

Alhoewel er ook de kritiek is dat DBFM-contracten de keuzevrijheid voor de besteding van overheidsgeld in de toekomst te veel zouden beperken, wordt algemeen aangenomen dat er meer met DBFM-contracten gewerkt zal worden. Reden voor de aannemers van ons consortium om vroeg in te stappen, ervaring op te doen en ervoor te zorgen dat zij een DBFM-project aan hun trackrecord kunnen toevoegen.

Gerard Minten: “De meeste aannemers zullen aangeven dat een DBFM-contract op lange termijn interessant is, omdat je ook het onderhoud hebt. De vraag is wel of alle partijen onderkend hebben waar zij aan begonnen. Het voordeel zit in de herhaling. Je moet vaker DBFM-projecten doen om er voordeel uit te halen. Voor de toekomst verwacht ik een splitsing. Er zal een groep zijn die voor de lange termijn gaat en gelooft in dit concept. Dat zijn de bedrijven die hun organisatie eromheen opbouwen op basis van schaalvoordelen.”

Open!

Inmiddels is de Tweede Coentunnel open voor verkeer. Agmi, ontwerper en installateur van onder meer de (led)verlichting, maakte een leuke video over de aanleg:

https://youtu.be/A5HcXQfd6-0

>> Lees het nieuwsbericht over de nieuwe Tweede Coentunnel

Energieneutrale tunnels zijn mogelijk. Niet alleen in nieuwbouw, ook bij renovatie. Dat blijkt uit het onderzoek Zero Energy Tunnel: renewable Energy Generation and Reduction of Energy Consumption van Rimma Dzuhusupova aan de Technische Universiteit Eindhoven.

Een combinatie van bewezen technieken op het gebied van energiebesparing, toepassing van ter plaatse duurzaam opgewekte energie en ventilatiesystemen die de luchtkwaliteit binnen en buiten tunnels verbeteren, kan nu al een energieneutrale tunnel opleveren. Niets staat volgens promovenda Rimma Dzuhusupova (TU Eindhoven) en KIEN-directeur Adrie van Duijne een praktijktoepassing nog in de weg.

De conclusie dat een energieneutrale tunnel haalbaar is met bestaande, bewezen technologie, kan voor opdrachtgevers een eyeopener zijn, denkt Rimma Dzuhusupova.

“Opdrachtgevers zijn vaak niet geïnteresseerd in het investeren in energiebesparende maatregelen, in de veronderstelling dat het niet rendabel is. Met mijn eenjarig onderzoek heb ik aangetoond dat het mogelijk is om met behulp van bewezen technologie een energieneutrale tunnel te bouwen die past binnen de rendementseisen; een terugverdientijd van maximaal 25 jaar.”

“Verder onderzoek moet overigens nog wel duidelijk maken welke techniek je in welke situatie moet toepassen. In een praktijksituatie waar de omstandigheden bekend zijn en je niet hoeft te rekenen op basis van een virtuele standaardtunnel, kun je preciezer rekenen. Er is nog veel te onderzoeken. Ik hoop dat anderen dit onderwerp oppakken en er verder mee willen gaan.”

Adrie van Duijne, directeur van het Knooppunt Innovatie Elektrotechniek Nederland (Stichting KIEN): “KIEN wil verder met dit onderzoek. Alle grote installatiebedrijven zien het belang ervan. De volgende stap is een pilottunnel. De contacten daarvoor zijn gelegd. Rijkswaterstaat heeft zich in ieder geval al zeer betrokken getoond. Daar ziet men met name de luchtkwaliteit als een groot probleem. Na de zomer willen we met opdrachtgevers, waaronder ook gemeenten, en de installatiewereld een werkgroep vormen die zo’n praktijkproject mogelijk moet maken. Doel is een productconcept te ontwikkelen waar we als BV Nederland ook exportkansen mee creëren. We zien de grootste problemen in bestaande tunnels en verwachten dan ook dat de grootste kansen in renovatieprojecten liggen.”

Gemiddelde Nederlandse tunnel

Met behulp van Rijkswaterstaat en Croon Elektrotechniek heeft Rimma Dzuhusupova voor haar berekeningen een virtuele tunnel gedefinieerd met twee tunnelbuizen met een lengte van een kilometer, die tijdens de spits 5.000 voertuigen per uur te verwerken krijgt. Doel was om die tunnel zo te ontwerpen en in te richten dat deze het milieu niet belast en aantoonbare voordelen biedt voor opdrachtgevers. Er is ook gekeken naar de nieuwe Tunnelstandaard. “Rijkswaterstaat was een van de participanten in het onderzoek en heeft mij gedurende de totstandkoming van de Tunnelstandaard al inzicht gegeven in onderliggende documenten, zodat ik daar rekening mee kon houden”, aldus Rimma Dzuhusupova. Of het ontwerp daadwerkelijk binnen de standaard past, moet ook blijken uit de pilot.

Energiereductie

Tunnels hebben een veel groter geïnstalleerd vermogen dan dat er daadwerkelijk wordt gebruikt. Dat surplus zit grotendeels in de voorzieningen voor de ventilatievoorzieningen die alleen bij calamiteiten volledig worden ingezet. Kijkend naar het gemiddelde van de data van de Drechttunnel, Heinenoordtunnel, Beneluxtunnel en Coentunnel, komt Dzuhusupova tot de conclusie dat 53% van de daadwerkelijke energieconsumptie in tunnels voor verlichting wordt gebruikt. Toepassing van led-verlichting verlaagt de totale energieconsumptie van een tunnel met 12%, met een redelijke terugverdientijd. Op basis van door Croon Elektrotechniek ter beschikking gestelde data blijkt dat een gemiddelde tunnel 6,6 MWh/km per jaar verbruikt.

Naast beperking van energieverbruik en CO2-uitstoot betekent toepassing van led-verlichting ook dat de beschikbaarheid van de tunnel toeneemt als gevolg van een lagere onderhoudsinterval. Bovendien kan de intensiteit van led-verlichting gemakkelijker worden aangepast aan weersomstandigheden, het lichtniveau buiten de tunnel en de verkeersintensiteit. In Nederland is led-verlichting overigens al toegepast in onder andere de Vlaketunnel en de Heinenoordtunnel.

Luchtkwaliteit

Onderzoek naar beperking van energieverbruik voor ventilatiedoeleinden heeft Dzuhusupova gekoppeld aan de mogelijkheden om de luchtkwaliteit buiten de tunnel te verbeteren. Tot heden is alleen bij de Coentunnel een ventilatiesysteem geïnstalleerd met 25 meter hoge emissieschachten, dat voorkomt dat emissiewaarden direct buiten de tunnel te hoog oplopen. Rimma Dzuhusupova: “De daarvoor benodigde energie bedraagt veertig procent van het totale energieverbruik in de tunnel. Ik heb onderzoek gedaan naar systemen met filters, zoals die in onder andere Oostenrijk, Japan en Noorwegen al zijn toegepast. Mechanische filters en koolfilters zijn vanuit energieoogpunt de beste oplossing, maar vergen veel onderhoud. Een combinatie met elektrostatisch filter of koudeplasmatechnologie kan, afhankelijk van de situatie, tot optimalisatie leiden. Verder kan luchtreiniging gecombineerd worden met warmtecirculatie, waardoor de door voertuigen in de tunnel opgewekte warmte kan worden gewonnen voor hergebruik.”

Energieopwekking

Na optimalisatie van de bestaande systemen is er nog geen sprake van een volledig energieneutrale (zero energy) tunnel. Daarvoor is opwekking van hernieuwbare energie nodig. In de modeltunnel die voor de berekeningen is gebruikt, zou sprake moeten zijn van 1.000 m2 photovoltaïsche cellen (zonnepanelen) en twee windturbines met een vermogen van 0,5 MW. Dzuhusupova stelt in het onderzoek: “De introductie van hernieuwbare energiebronnen is technisch gezien een uitdaging. We kunnen echter concluderen dat met het voorgestelde nieuwe ontwerp het beoogde doel wordt bereikt: reductie van energiegebruik, verbetering van de luchtkwaliteit binnen en buiten de tunnel en opwekking van hernieuwbare energie om de tunnel daadwerkelijk energieneutraal te maken.”

Parkeergarage De Westluidense Poort in Tiel wordt direct naast de waterkering van de Waal gerealiseerd. Hoe realiseer je op een veilige manier een bouwkuip naast een rivier waar het verschil tussen hoog- en laagwater kan oplopen tot acht meter? Van Hattum en Blankevoort en Waterschap Rivierenland zorgden gezamenlijk voor een veilige uitvoering, zonder lekkages of wateroverlast.

Een slim knikje in het ontwerp van de parkeergarage zorgt ervoor dat de bouwkuip precies buiten de beschermingszone van de waterkering ligt. Deze beschermingszone werd tijdens de voorbereidingen uitgebreid van dertig tot vijftig meter uit de kruin van de dijk als gevolg van een wijziging van de legger (de verordening die het waterschap hanteert ter bescherming van onder andere waterkeringen). Omdat het project al vergevorderd was, is men blijven werken op basis van de oude legger. Binnen de samenwerking bleef het doel – volledig veilig werken – overeind, waarbij nieuwe lijntjes op de kaart van ondergeschikt belang waren. Die resultaatgerichte aanpak kenmerkt de samenwerking tussen Marnix Gallegos Ruiz, projectcoördinator bij Van Hattum en Blankevoort, en Frans Remmerswaal, beleidsadviseur vergunningen bij Waterschap Rivierenland.

Hoog- en laagwater

Het waterschap heeft de veiligheid van het achterland als hoogste prioriteit. Bouwen in de beschermingszone of het profiel van vrije ruimte dat is gereserveerd voor toekomstige dijkverhogingen, is normaal gesproken niet toegestaan. Het belang van De Westluidense Poort voor de gemeente Tiel maakte dat het waterschap wilde meedenken. “Het eerste belang blijft veiligheid,” zegt Frans Remmerswaal, “maar in een project als dit kun je die met maatwerk garanderen. De grootste risico’s zitten in de bouwfase, want als de parkeergarage eenmaal af is, is het een betonnen gesloten bak.”

Marnix Gallegos Ruiz: “Voor de veertien meter diepe bouwkuip is de hele binnendijkse kleilaag verwijderd. Daarmee raak je de stabiliteit van het dijklichaam en neemt het risico op kwelwater toe. Bij het uitrekenen van de bouwkuip moesten we bovendien rekening houden met de verschillende waterstanden. Aan de hand van de historische data van peilbuizen hebben we aangetoond wat er achter de dijk aan schommelingen van de waterstand overblijft. Op basis daarvan hebben we een bouwkuip ontworpen die hoog genoeg was voor de hoogste waterstand en stevig genoeg om de druk van buiten te weerstaan. Met een aanvullend leidingensysteem konden we garanderen dat de bouwkuip bij extreem laagwater niet droog zou komen te staan.”

Meedenken

Van Hattum en Blankevoort heeft vooraf allerlei risicoanalyses uitgevoerd. Dat heeft geleid tot het winnende ontwerp. De specialisten van het waterschap als vergunningverlenende partij hebben de plannen getoetst aan de waterveiligheidseisen. Frans Remmerswaal: “Dat is in goed overleg gegaan. Onze specialisten op het gebied van onder andere grondmechanica en geohydrologie hebben aangegeven wat zij wilden weten, aan de hand waarvan Van Hattum en Blankevoort de zogeheten ‘ontvankelijke aanvraag’ heeft ingediend. Dan zeg je als waterschap eigenlijk al dat je voornemens bent de vergunning af te geven.”

In de fase daarna volgen dan nog aanpassingen op detailniveau. Frans Remmerswaal: “Ook daarin hebben we als waterschap meegedacht. Bijvoorbeeld toen het boren ten behoeve van de damwanden moest worden uitgesteld en de sanering met het oog op een provinciale subsidietermijn toch moest doorgaan. In goed overleg is het saneringsplan aangepast, zodat grondsanering voorafgaand aan het aanbrengen van de bouwkuip kon plaatsvinden.”

Een tweede wijziging volgde uit de aangepaste planning. Er was oorspronkelijk voorzien dat de damwanden buiten de dijksluitingsperiode (oktober-maart) zouden worden geplaatst. Marnix Gallegos Ruiz: “We hebben opnieuw een risicoanalyse gemaakt. Het risico zat in het gebruik van bentoniet. Bentoniet was nodig om de dijk tijdens het voorboren van de damwanden waterdicht te houden. In geval van plotseling hoogwater zou de uithardingstijd te lang zijn. Door dämmer te gebruiken voor de grondstabilisatie, konden we dit voorkomen. Zo waren er onderweg natuurlijk meer aanpassingen. Het is dan steeds het spel van opnieuw je risicoanalyse maken en zorgen voor compensatie. We hebben continu de dialoog gezocht met het waterschap en zijn gezamenlijk tot goede oplossingen gekomen.”

Om in de binnenstad voldoende parkeergelegenheid te creëren zonder dat dit ten koste gaat van de leefbaarheid van het centrum, heeft de gemeente Harderwijk een nieuwe parkeergarage laten bouwen aan de Houtwal.

De garage is rond, heeft een diameter van 60 meter en biedt plaats aan 450 voertuigen. In het midden heeft hij een groot glazen dak, dat ervoor zorgt dat tot onderin – ruim 21 meter beneden het maaiveld – daglicht valt. De parkeerlagen hebben de vorm van een spiraal en liggen rond de lichtschacht die een doorsnede heeft van 12 meter. Op weg naar beneden komen bezoekers nergens een pilaar tegen. Voor het verlaten van de garage is een aparte rijbaan gemaakt rond de lichtschacht, die automobilisten zonder obstakels naar de uitgang voert.

Diepwanden

De garage is aanbesteed als design-and-constructcontract, en ontworpen en gebouwd door bouwcombinatie Houtwal. Voor de bouw zijn diepwanden gemaakt tot een diepte van 24,5 meter, waarbij elk paneel ongeveer 8 meter breed is en 1,2 meter dik. Een rubberen slab tussen de diepwanden zorgt voor een goede waterdichte afsluiting.

Nadat de ring van diepwanden gereed was, is het grootste deel van de grond hydraulisch ontgraven om overlast voor de omgeving door vrachtwagens te voorkomen. Het natte zand is opgezogen en via een persleiding naar een depot verpompt. De leidingen hiervoor zijn tijdelijk in het gemeentelijke riool aangebracht.

Tijdens graafwerkzaamheden zijn resten van een oude stadspoort ontdekt. Deze zijn gerestaureerd en staan tentoongesteld op de onderste verdieping van de parkeergarage.

Onderwaterbeton

De onderste vloer van de garage bestaat uit onderwaterbeton. Om opdrijven van deze vloer te voorkomen zijn ruim 400 GEWI-ankers aangebracht met een lengte van 34 meter. De paalpunten van deze ankers zitten 53 meter onder het maaiveld.

Voorafgaand aan het storten van het onderwaterbeton is een wapeningslaag van een meter dik aangebracht, die ervoor zorgt dat de vloer niet opbolt. Na uitharding van het onderwaterbeton bleek de aansluiting tussen de vloer en wanden nog niet volledig waterdicht. Daarom hebben duikers gaten door het beton geboord en met injectielansen een expanderende tweecomponentenhars geïnjecteerd tussen de vloer en de wanden. Toen de lekkage was verholpen, heeft de bouwcombinatie het water uit de bouwput gepompt en is begonnen met de afbouw.

Eerst is bovenop het onderwaterbeton een constructieve vloer gemaakt van 75 centimeter dik. Vervolgens zijn de middenkoker en de trappenhuizen gebouwd. Vanuit de trappenhuizen zijn de kolommen gesteld waarop de prefab betonnen parkeerdekken steunen. Het betreft acht betonnen kolommen voor de middenring en zestien voor de buitenring. Het niet-glazen deel van het dak bestaat uit ruim vijftig betonnen dakliggers met een gewicht van elk zestien ton. Het dak is voorzien van gras en het glas is beloopbaar om het gebied een parkachtige uitstraling te geven.

Sprinkler-installatie

De parkeergarage is voorzien van energiezuinige, dimbare led-verlichting. In totaal gaat het om 650 led-armaturen die vier standen hebben: 30, 25, 20 en 15 Watt. Verder is de garage uitgerust met een sprinklerinstallatie. Bij brand gaan de sprinklers nabij het vuur direct sproeien, zodat een brand geen kans heeft zich verder te ontwikkelen. Daardoor blijft de temperatuur bij een brand laag en blijft de bouwkundige constructie gespaard. Een ventilatiesysteem zorgt voor de afvoer van rook.

In december 2012 stond het relatiemagazine van de Amsterdamse Dienst Ruimtelijke Ordening in het teken van de ondergrond. Was het zomaar een thema of zit er meer achter? Dat laatste, zo blijkt uit een gesprek met initiatiefnemer Frans Dubbeldam (DRO) en medeauteur Michiel Wentholt (Dienst Infrastructuur Verkeer en Vervoer, DIVV).

Sinds 1994 brengt de Dienst Ruimtelijke Ordening (DRO) van gemeente Amsterdam ongeveer acht keer per jaar het relatiemagazine PLAN Amsterdam uit. Telkens heeft het blad een ander thema. Het laatste nummer van 2012 richtte zich op de ondergrond van Amsterdam, met artikelen over de eigenschappen en functies, trends en ontwikkelingen, en de manier waarop in de hoofdstad wordt omgegaan met de ondergrond. Frans Dubbeldam, planoloog bij DRO, was een van de drijvende krachten achter de uitgave. “We hebben PLAN Amsterdam aangewend als middel om verder te komen op het gebied van ondergronds ruimtegebruik. We wilden laten zien dat de ondergrond één geheel is, dat allerlei vakgebieden hier samenkomen. Het magazine moet vooral oproepen tot nadenken, zodat de verschillende gemeentelijke disciplines naar elkaar gaan luisteren”, vertelt Dubbeldam.

PLAN Amsterdam kent ongeveer twaalfhonderd abonnees en wordt daarnaast verspreid via conferenties. De lezers zijn onder andere gemeentemedewerkers, politici en professionals op het gebied van ruimtelijke ordening. Het blad gaat in op de stedelijke ontwikkelingen binnen Amsterdam met als doel kennisdeling en visieontwikkeling te bevorderen.
>> Naar de PLAN Amsterdam over de ondergrond

Een van de betrokken disciplines is Dienst Infrastructuur Verkeer en Vervoer (DIVV), waar Michiel Wentholt werkzaam is als adviseur bij Bureau Stadsregie. Wentholt schreef in PLAN Amsterdam over het Coördinatiestelsel. Via dat samenwerkingsverband wordt al sinds 1924 regie gevoerd op werken in de openbare ruimte. Wentholt licht toe: “De meeste projecten zijn verplicht om zich bij het Coördinatiestelsel te melden. Daar stemmen we projecten met elkaar af, proberen werk te combineren en bekijken de impact op onder meer bereikbaarheid en veiligheid. Wat betreft de ondergrond richt het Coördinatiestelsel zich met name op kabels en leidingen. Er zitten netbeheerders en wegbeheerders aan tafel, zodat we in een vroegtijdig stadium afspraken kunnen maken. Het Coördinatiestelsel vormt een fysieke ontmoetingsplek, een plek waar we elkaars belangen kunnen leren kennen.”

Breder

Sinds kort worden er binnen het Coördinatiestelsel ook andere onderwerpen dan kabels en leidingen behandeld. Dat gebeurt in het Planvormingsoverleg, een onderdeel dat erop is gericht om in een vroeg stadium – tijdens de planvorming – de consequenties van bouw- en infraprojecten voor de ondergrondse infrastructuur in beeld te brengen. Hierbij wordt nu ook een quickscan gemaakt van onderwerpen zoals archeologie, bodemverontreiniging, bomen, explosieven, energiekeuzes en grondwater. Dubbeldam heeft zich samen met anderen hard gemaakt voor deze quickscan: “Als er nu een project wordt behandeld, buigen mensen uit zes sectoren zich over het project. Dan krijg je echt een totaalplaatje.”

Wentholt: “Je merkt dat netbeheerders behoefte hebben aan verbreding, ze realiseren zich dat er winst te behalen is als er meer en beter wordt samengewerkt met andere beleidsonderwerpen. Laatst werd er bijvoorbeeld onverwacht verontreinigde grond aangetroffen bij wegwerkzaamheden in een winkelstraat. Het project liep vertraging op, de straat bleef langer onbereikbaar en er kwamen klachten van lokale ondernemers. Dan zie je dat het onvoldoende meenemen van andere beleidsonderwerpen vervelende consequenties heeft.”

De bodemkwaliteitskaart geeft inzicht in het bestaan van bodemverontreiniging: van groen/schoon naar rood/sterk vervuild. (Kaart: DMB i.o.v. Stichting Amsterdam Ondergronds)

Wentholt hebben daarom ook op het gebied van bodemverontreiniging naar samenwerking gezocht. Dubbeldam: “Als Waternet gaat graven, bijvoorbeeld voor onderhoud aan rioleringen, dan nemen ze grondmonsters omdat ze niet in vervuilde grond mogen werken. De waarnemingen houden ze bij op tekeningen, waardoor ze een goed beeld hebben van de bodemverontreiniging in Amsterdam. Door de quickscan is het bodembureau van Waternet nu beter aangesloten op het Coördinatiestelsel. Netbeheerders hebben zo ook profijt van de informatie en Waternet kan haar eigen projecten beter afstemmen met de gemeente, bijvoorbeeld als het gaat om bodemsaneringen.”

“Er zijn al veel gegevens; het gaat er vooral om hoe je die gegevens inzichtelijk kunt maken”, zegt Wentholt. “Het Bureau Stadsregie registreert projecten in het Coördinatiesysteem Openbare Ruimte Amsterdam (CORA). Nu is dat systeem met name gericht op wegwerkzaamheden, maar het lijkt ook geschikt om data van de ondergrond mee te ontsluiten. Je zou de gegevens van de quickscan bijvoorbeeld via lagen in CORA inzichtelijk kunnen krijgen. We zijn daar nu de mogelijkheden van aan het onderzoeken.”

Dubbeldam: “Door het maken van zo’n PLAN Amsterdam over de ondergrond worden mensen gedwongen om uit hun hokje te komen. Zo wordt het steeds normaler om breed over de ondergrond te denken.” Wentholt beaamt dat: “Het blad attendeert projecten op de vele thema’s die spelen in de ondergrond, en dat met elkaar samenhangt. De werelden van het ondergronds bouwen en de bodemecologie zijn in praktijk nog erg gescheiden. Het is goed om te zien dat deze grens in het blad vervaagt.”