Optimale controle op uitvoering door hoogwaardige monitoring

Terwijl de tunnelboormachine Catharina-Amalia de twee tunnelbuizen van de Victory Boogie Woogietunnel boorde, voerde Fugro bovengronds nauwkeurige metingen uit. Door deze metingen beschikten de gemeente Den Haag en de aannemerscombinatie continu over betrouwbare informatie over de invloed van het boorproces op de omgeving.

“Bij het boren van tunnels is monitoring van levensbelang”, stelt manager techniek en uitvoering Joost Joustra van de projectorganisatie Rotterdamsebaan van de gemeente Den Haag. “Om het boorproces goed te beheersen en schade aan omringende bebouwing te voorkomen, moet je bovengronds zorgvuldig meten. Dat wisten we op basis van ervaringen bij de aanleg van onder andere de Hubertustunnel hier in Den Haag en de Noord/Zuidlijn in Amsterdam. Voor ons was dat een van de redenen om de verantwoordelijkheid voor de monitoring als opdrachtgever naar ons toe te trekken. We wilden voorkomen dat de monitoring een sluitpost zou worden bij de aannemer. Daarnaast is het richting de omgeving ook logisch dat wij als opdrachtgever de monitoring doen. Immers, als de aannemer het doet, krijg je toch zoiets van ‘de slager keurt zijn eigen vlees’. Tegelijkertijd wisten we dat de monitoringgegevens voor de boorploegen van de aannemer cruciaal zijn om het boorproces continu te kunnen bijregelen. Daarom was het vanaf het begin onze opzet om alle monitoringgegevens aan de aannemer beschikbaar te stellen.”

Veeleisend

Joustra vervolgt: “Door zelf te monitoren, waren we in staat de uitvoeringskwaliteit van de aannemer te toetsen en erop toe te zien dat hij de strenge zettingseisen niet zou overschrijden. Dat vereiste natuurlijk wel metingen van hoge kwaliteit. Hoogwaardige metingen waren ook nodig omdat de Victory Boogie Woogietunnel de eerste binnenstedelijke boortunnel is waarvan het tracé niet het stratenpatroon volgt en op sommige plekken dwars onder een woonwijk doorgaat. Daarom hebben we gezocht naar een heel goede monitoringpartij.”

‘Het is de eerste binnenstedelijke boortunnel waarvan het tracé niet het stratenpatroon volgt.’

“We hebben de monitoringwerkzaamheden Europees aanbesteed en niet alleen geselecteerd op prijs, maar ook op een aantal EMVI-criteria. We wilden bijvoorbeeld dat aanbieders zelf de toestemming regelden om de monitoringapparatuur te mogen plaatsen en ook het bijbehorende omgevingsmanagement voor hun rekening namen. Met hun plan van aanpak hiervoor konden ze extra punten behalen. Ook konden ze punten scoren met betrouwbare en snel beschikbare meetgegevens en met slimme software voor de verwerking van de enorme datastroom. Aan de hand van deze criteria hebben we gekozen voor Fugro.”

“In juni 2016 zijn we begonnen met de monitoringwerkzaamheden”, vertelt Richard Bun, projectmanager bij Fugro. “In eerste instantie lag de nadruk op het monitoren van de effecten van de bouw van de ontvangstschacht voor de tunnelboormachine op de Binckhorst in Den Haag. Vanaf begin 2018 zijn we de effecten van het boorproces gaan volgen. In beide gevallen zijn we samen met de projectorganisatie gestart met het informeren van de omgeving – zoals bewoners, bedrijven en andere belanghebbende partijen – over het monitoringsprogramma. Dat was een belangrijk onderdeel, omdat wij zelf toestemming moesten zien te regelen om de monitoringapparatuur – denk aan prisma’s en zogeheten robotic total stations – op gebouwen aan te brengen of in bijvoorbeeld tuinen te plaatsen.”

Gepuzzel

Voor de monitoring rond de ontvangstschacht heeft Fugro dertien robotic total stations gebruikt, gekoppeld in één netwerk. Deze meetstations maten elk uur de exacte positie van zevenhonderd prisma’s en stuurden de meetgegevens naar een online webportal. De prisma’s waren volgens een vast stramien op de gebouwen rondom de ontvangstschacht aangebracht op drie en zes meter hoogte, zodat niet alleen verticale bewegingen maar ook de scheefstand van gevels kon worden vastgesteld.

Bun: “Het vinden van geschikte plaatsen voor de prisma’s en meetstations in de Binckhorst was op sommige plekken lastig. Voor de metingen heb je vrij zicht nodig over een behoorlijke afstand en in de dichtbebouwde Binckhorst, waar ook nog eens allerlei bouwwerkzaamheden voor de Rotterdamsebaan plaatsvonden, waren zulke lange zichtlijnen niet overal aanwezig. Zo vormde een gronddepot van vijf meter hoogte en een bouwkeet van twee verdiepingen lastige obstakels. Verder werden tijdens de monitoring enkele panden gesloopt waarop we prisma’s hadden geplaatst, waardoor we snel andere plekken moesten regelen.”

Volgens Peter Nelemans, directeur Tunneling & Underground Space Europe van Fugro, was het monitoren van het boren van de tunnelbuizen nog een stuk ingewikkelder: “Voor dit deel van de monitoring moesten we alle gebouwen op een strook van zestig meter breed boven het tracé van de tunnel voorzien van prisma’s, ook steeds op twee hoogtes. Een jaar van tevoren zijn we het gebied boven het tunneltracé gaan verkennen, hebben we samen met de projectorganisatie Rotterdamsebaan informatiebijeenkomsten gehouden en een robuust en betrouwbaar meetnetwerk ontwikkeld. Dat was een heel gepuzzel. Zo staan in de wijk Voorburg-West en langs de Westvlietweg de woningen dicht op elkaar en beperkten de veelal kleine tuintjes met veel groen en schuttingen de zichtlijnen van de robotic total stations. We hebben bijvoorbeeld diverse keren moeten vragen of mensen hun bomen wilden snoeien. Verder moesten we met veel verschillende bewoners afspraken maken over het aanbrengen van de prisma’s en de meetstations op de gevels van hun woningen.”

Meereizen

Bun: “Tijdens het boren van de tunnelbuizen hebben we maximaal veertig robotic total stations gebruikt voor de metingen. Die brachten elk half uur niet alleen de exacte positie van de prisma’s op de omringende gebouwen in beeld, maar ook die van prisma’s bij onze mobiele meetopstellingen. Om het boorproces nauwkeurig te volgen, hebben we namelijk op maaiveld speciale meetpunten aangebracht – rijen bakens op de as van de tunnel met om de meter een prisma – en deze met verplaatsbare opstellingen, die met de tunnelboormachine meereisden, ingemeten. Hiermee hebben we voortdurend zo’n tweehonderd meter voor en achter het boorfront metingen uitgevoerd. Dat vloeide voort uit de eis om altijd tien dagen voor en tien dagen na het passeren van de tunnelboormachine metingen te doen.”

‘Om het boorproces nauwkeurig te volgen, hebben we op maaiveld speciale meetpunten met verplaatsbare opstellingen, die met de tunnelboormachine meereisden, ingemeten.’

“Aan deze eis konden we bij het boren van de tweede tunnelbuis overigens maar nauwelijks voldoen”, vervolgt Bun. “Het boren ging toen zo snel, soms wel dertig meter per dag, dat het ons slechts met de allergrootste moeite lukte om de opstellingen telkens op tijd te verplaatsen en verderop weer gereed te hebben. Naast de metingen boven de as van de tunnel hebben we af en toe ook dwars op de tunnelbuizen maaiveldmetingen gedaan om te bepalen tot welke afstand de invloed van de tunnelboormachine is waar te nemen.”

Bruikbare informatie

Nelemans: “Voor de verwerking van de gigantische stroom aan meetgegevens – tijdens het boren van de tunnelbuizen ging het om ongeveer 400.000 metingen per dag – hebben we een speciaal dataverwerkingssysteem ontwikkeld en een gebruiksvriendelijke portal. Dat maakte het mogelijk om de data snel en veilig om te zetten in bruikbare informatie gerelateerd aan het bewegende boorfront. We hebben bijvoorbeeld met vijf kleuren gewerkt die de grootte van de zettingen voor elk meetpunt weergaven, zodat alle betrokkenen snel konden zien of er geen ongewenste zettingen plaatsvonden.”

“Aangezien het boren dag en nacht doorging, moest het monitoringsysteem aan strenge beschikbaarheidseisen voldoen. Daarom hadden we 24/7 mensen beschikbaar die konden ingrijpen als er iets geks gebeurde. Ook hadden we altijd twee meetstations in reserve, voor het geval er ergens een uitviel. Verder vereist goede monitoring voortdurend alertheid en een kritische blik. Zo vertoonden enkele meetpunten pal naast de Vliet ineens forse afwijkingen. In eerste instantie konden we die niet verklaren. Totdat we de beelden bekeken van een nabijgelegen camera. Daarop zagen we dat zwemmers zich aan de meetpunten hadden opgehesen om uit het water te komen.”

Omgevingssensitiviteit

Terugkijkend is Joustra tevreden over de monitoring door Fugro: “Hun aanpak was succesvol. Ze hebben het monitoringsysteem goed neergezet en bewoners en bedrijven goed geïnformeerd over het hoe en waarom. Dat vergt omgevingssensitiviteit, authenticiteit en inhoudelijke kennis. Met mooipraterij krijg je dat niet voor elkaar. Verder heeft Fugro steengoede software ontwikkeld en op de as van de tunnel niet iedere twee meter gemeten, zoals wij hadden geëist, maar iedere meter. Dat heeft het meetsysteem extra robuust gemaakt.”

Ook het boorproces is volgens Joustra heel goed uitgevoerd: “Er is weinig schade door het boren ontstaan. Dat geeft aan dat het boren goed is gedaan. De essentie daarbij is dat je niet zozeer probeert steeds het beste resultaat te halen, maar probeert om slechte resultaten te voorkomen.”