De Maastunnel in Rotterdam is niet alleen de oudste grote verkeerstunnel van Nederland, het is ook de eerste Nederlandse tunnel die is gebouwd volgens de afzinkmethode. De tunnel kruist de Nieuwe Maas en bestaat uit een rechthoekige koker waarin verschillende tunnelbuizen zijn gecombineerd. Naast twee buizen van circa zeven meter breed met twee rijstroken voor het autoverkeer gaat het om twee kleinere buizen voor fietsers en voetgangers. Deze twee buizen zijn bijna vijf meter breed en liggen boven elkaar. Ze zijn bereikbaar via roltrappen.

De aanleg van de Maastunnel was nodig om de bereikbaarheid van de Maasoevers te verbeteren, zonder hinder te veroorzaken voor het scheepvaartverkeer. De tunnel is in de eerste plaats een indrukwekkend civieltechnisch werk. Door de markante ventilatiegebouwen, de toegangsgebouwen en de fiets- en voetgangerstunnel, vormgegeven door stadsarchitect Van der Steur, is de tunnel ook een opmerkelijke architectonische verschijning.

Techniek

De toepassing van rechthoekige tunnelelementen was in 1937 een wereldprimeur. Tot dan toe werden voor afzinktunnels ronde elementen gebruikt met een diameter van maximaal tien meter. Men vreesde namelijk dat rechthoekige tunnels niet goed zouden zijn te funderen. Bij de Maastunnel werd het risico van een gebrekkige fundering geminimaliseerd door een nieuwe techniek toe te passen, het zogeheten onderspoelen. Na plaatsing van de elementen werd er zand onder en naast de tunnel gespoten om eventueel aanwezige holle ruimten onder de tunnel op te vullen. Deze techniek is sindsdien steeds verder verbeterd en wordt nog steeds gebruikt bij afzinktunnels, zoals bij de afzinktunnel onder het IJ van de Noord/Zuidlijn.

De negen afgezonken elementen van de Maastunnel zijn ruim zestig meter lang, negen meter hoog en vijfentwintig meter breed. Ze zijn gebouwd in een droogdok en vervolgens via water naar de tunnellocatie gesleept. Daar zijn ze afgezonken in een gebaggerde sleuf van maximaal drieëntwintig meter diep.

De Maastunnel heeft enkele opvallende kenmerken. Zo is rond de betonnen constructie een stalen bekleding gemaakt om lekkage te voorkomen. Een ander opvallend kenmerk is dat de ventilatiekanalen niet boven de tunnelbuizen zitten, maar onder het wegdek.

Renovatie

Tijdens onderhoud aan de ventilatiekanalen in 2011 bleek dat ze waren aangetast door betonrot, evenals de vloer van de autotunnels. Gezien de ernst van de aantasting dacht de gemeente Rotterdam in eerste instantie dat de tunnel in 2015 een jaar volledig dicht zou moeten voor herstel. Nader onderzoek toonde aan dat de schade minder ernstig was en er meer tijd was voor de herstelwerkzaamheden.

In de zomer van 2017 is de renovatie en restauratie gestart. De gemeente reserveerde hiervoor 262 miljoen euro. De dochterondernemingen Croon, Wolter & Dros (nu Croonwolter&dros) en Mobilis van bouwgroep TBI hebben de werkzaamheden uitgevoerd. Op maandag 19 augustus 2019 was de renovatie en restauratie klaar en gingen beide tunnelbuizen weer open voor verkeer.

Een van de uitdagingen was dat de ruim zeventig jaar oude tunnel een rijksmonument is. Dat betekende onder meer dat de uitstraling van de tunnel behouden moest blijven en authentieke elementen niet verloren mochten gaan. Bij de renovatie zijn onder meer de bestaande rijvloeren verwijderd en vervangen door nieuwe. Ook zijn er nieuwe installaties aangebracht voor bijvoorbeeld de ventilatie, de intercominstallatie en de verkeersdetectie en -signalering. Dit was nodig om te voldoen aan de wettelijke eisen op het gebied van tunnelveiligheid. De oorspronkelijke ventilatie is bijvoorbeeld vervangen door moderne langsventilatie. Op de plek van de ventilatoren is het dak verhoogd, zodat de ventilatoren uit het zicht hangen en het oorspronkelijke uiterlijk van de tunnel zoveel mogelijk behouden blijft. De bedieningscentrale is verplaatst naar de gemeentelijke verkeerscentrale bij het knooppunt Kleinpolderplein.

Voorafgaand aan de renovatie vonden in de eerste drie maanden van 2016 voorbereidende werkzaamheden plaats. Het ging hierbij om het verwijderen van de plafondcoating en de zwakke plekken in het beton van de plafonds. Ook de zogeheten schampkanten – het onderste deel van de tunnelwanden – zijn weggehaald. Er werd nieuw beton aangebracht en de geroeste wapening is gezandstraald en opnieuw gecoat. Deze werkzaamheden zijn ’s nachts en in de weekenden uitgevoerd.

Tijdens de voorbereidende en de renovatiewerkzaamheden was steeds één tunnelbuis afgesloten voor verkeer. De andere tunnelbuis was alleen te gebruiken voor verkeer van zuid naar noord. Hiervoor is gekozen om de binnenstad en het Erasmus Medisch Centrum bereikbaar te houden. Verkeer van noord naar zuid werd omgeleid via de Erasmusbrug, de Willemsbrug en de ring.

De monumentale voetgangers- en fietstunnel bleven tijdens de renovatiewerkzaamheden gewoon open. De renovatie van deze twee tunnels is in november 2019 gestart. De werkzaamheden aan de fietstunnel duren ongeveer zeven maanden en die aan de voetgangerstunnel circa elf maanden. Beide tunnels worden ingrijpend gerenoveerd en gerestaureerd. Zo wordt de vloer van de voetgangerstunnel volledig vervangen en wordt de vloer in de fietserstunnel opgeknapt. Daarnaast wordt alle betegeling hersteld, wordt de natriumverlichting vervangen door ledverlichting en worden nieuwe camera’s  en omroepinstallaties aangebracht. Verder wordt de PCB-houdende coating op het plafond van de tunnel en de wanden en het plafond bij de roltrappen verwijderd en vervangen door een nieuwe coating. Gedurende de renovatie van de voetgangers- en fietstunnel kunnen voetgangers en fietsers gebruikmaken van een gratis veerdienst.

“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.”

Over de levensduurverwachting van zinkvoegen in tunnels in Nederland blijkt veel onzekerheid te bestaan. Het COB-netwerk heeft daarom een commissie ingesteld om onderzoek te doen. Op 10 december 2014 is de eerste rapportage opgeleverd. Daarna is de commissie verder gegaan met praktijkonderzoek. Inmiddels is duidelijk dat de opgaven breder zijn. De commissie is daarom opgenomen in het tunnelprogramma.

Zinkvoegen in tunnels in Nederland zijn nauwelijks inspecteerbaar en niet vervangbaar. Lekkage van de voegconstructies kan echter leiden tot onverwachte en langdurige afsluiting van rijstroken van de tunnels, met grote economische schade en hoge herstelkosten voor de tunnelbeheerders tot gevolg.

Eerste fase

De Coentunnel Company benaderde in 2013 het COB om het probleem – in samenwerking met het netwerk – structureel te analyseren en beheersbaar te maken. Er is gekozen voor een gefaseerde aanpak waarbij op basis van een beperkt budget binnen een redelijke termijn de eerste resultaten kunnen worden bereikt. In de eerste fase gaat het niet om die ene volledig uitgewerkte optimale oplossing, maar om het bepalen van kansrijke oplossingsrichtingen en het komen tot onderzoeksvoorstellen.

Na de uitvraag in augustus 2013 zijn er zestien experts uit het COB-netwerk aangesteld. Op 30 september 2013 kwamen zij voor het eerst bij elkaar, onder leiding van COB-coördinator Brenda Berkhout. Tijdens de startbijeenkomst is er direct inhoudelijk naar het probleem gekeken. Alex Kirstein van de Coentunnel Company vertelde over hun onderzoek naar de zinkvoegconstructies in de Eerste Coentunnel en Leo Leeuw, voormalig uitvoeringsingenieur bij Rijkswaterstaat en nu adviseur bij Nebest, gaf een presentatie over zijn onderzoek naar dilatatievoegen (zie rapport rechts).

Vervolgens is bepaald waar het huidige onderzoek zich op moest richten: het stoppen van bestaande lekkages en het voorkomen van nieuwe. Hiervoor is meer inzicht in het aantastingsmechanisme nodig en moet er een analyse komen van incidenten. Wanneer is interventie noodzakelijk? Welke monitorings- en inspectietechnieken zijn geschikt? Het afdichtingsysteem moet worden bekeken, evenals de wapening van de tandconstructie.

Het doel was niet om alle voegen in alle tunnels in beeld te hebben, maar te kijken naar de tunnels waarvan er informatie binnen de werkgroep beschikbaar is. Dit waren bijvoorbeeld tekeningen, details en conserveringsinformatie. De leden hebben deze informatie meegenomen naar de werksessies en met elkaar doorgenomen. Daarnaast hebben de werkgroepleden contact opgenomen met collega’s om extra informatie in te winnen.

Na diverse werksessies in 2013 en 2014 is op 10 december 2014 de rapportage Instandhouding zinkvoegen opgeleverd. Het rapport omvat de probleemanalyse, oplossingen of oplossingsrichtingen op basis van de beschikbare kennis en voorstellen voor nader onderzoek.

Praktijkonderzoek

Ter aanvulling op het rapport uit 2014 is extra endoscopisch onderzoek uitgevoerd bij vier tunnels: de Drechttunnel, de Noordtunnel, de Kiltunnel en de Vlaketunnel. In februari 2015 zijn de resultaten hiervan opgeleverd. Op basis hiervan is de commissie verdergegaan met praktijkonderzoek. Zo is een aantal voegen van de Heinenoordtunnel onderzocht. De onderzoeksresultaten bevestigen het beeld dat tijdens de eerdere onderzoeken in de Drecht-, Noord, Vlake- en Kiltunnel verkregen is. Daarbij is onder andere in alle voegen water aangetroffen dat van de weg afkomstig is. In een aantal gevallen is corrosie op de klemlijsten en bouten van de klemverbinding waargenomen. In de Kiltunnel is bij één bout een forse staalafname gemeten, waarbij zowel vóór als achter de klemstrip onderzoek is verricht. Vraag is nu in hoeverre hier sprake is van een probleem. Functioneert het Gina-profiel nog en zo ja, voor hoe lang? Hoeveel staalafname is toelaatbaar? Zijn we in staat om bouten en klemlijsten te vervangen?

Het permanent inzetten van inspectietechnieken om het beheer van (ondergrondse) kunstwerken te verbeteren of vergemakkelijken, is nog geen gemeengoed. De snelle ontwikkelingen in de ICT, waardoor veel grotere hoeveelheden data snel en gemakkelijk kunnen worden verwerkt, maken wel veel meer mogelijk. Michiel Post en Ingar Luttik, twee van de drie directeuren van Nebest, constateren dat de tijd rijp is voor een volgende stap.

Juni 2013

“Inspecties worden vooral ingezet in de bouwfase en bijvoorbeeld om aan te tonen dat renovatie of vervanging nodig is. Je zou een stap verder kunnen gaan door duurzaamheidsparameters te meten gedurende de levensduur van een kunstwerk. Technisch is er al veel mogelijk, maar het valt nog niet mee opdrachtgevers te overtuigen dat het zinvol is”, aldus Michiel Post. “Toch denk ik dat we de BV Nederland daarmee een dienst zouden bewijzen. Bij tunnels kun je bijvoorbeeld vervorming meten. Elke geotechnicus weet dat zetting plaatsvindt. Dat kun je ook eens per jaar meten, maar dan heb je geen gegevens over bijvoorbeeld seizoensinvloeden of gebeurtenissen in de omgeving. Continu meten lijkt duur, maar kan een relevant systeem zijn.”

“Het valt op dat we in Nederland sterk op de theorie vertrouwen. Analyse van het feitelijk functioneren – hoe stevig is het nou écht – vindt veel minder plaats, terwijl het best zou kunnen. Je ziet het bijvoorbeeld terug in het ijkdijkproject, waarbij met sensoren wordt gemeten hoe een dijk onder bepaalde omstandigheden reageert. Met tunnels zouden we ook die kant op kunnen. In de civiele techniek is er niet van nature de houding om het gelijk van de sommetjes ook in de praktijk te willen bewijzen. Daar staat tegenover dat iedere beheerder zich meer en meer bewust is van de risico’s die zijn gebruikers lopen.”

ICT maakt het verschil

Ingar Luttik: “Meetdata zijn dankzij ICT toegankelijker. We kunnen veel meer data verstouwen. Eerst konden we alleen aflezen, daarna de data mee naar huis nemen en nu kunnen we op afstand realtime aflezen. Er zijn al systemen waarmee je een tunnel in z’n geheel kunt scannen door erdoorheen te rijden. Je combineert dan visuele inspectie met infrarood en laser. Dat levert elke keer een totaalbeeld op dat je als het ware over de vorige meting heen kunt leggen. Je kunt ook permanent meten en daar een signalering aan koppelen als bepaalde waarden overschreden worden. Kortom, je kunt de werkelijkheid bijhouden, zowel de degradatie op termijn als acute ontwikkelingen. Een calamiteit als het opdrijven van de Vlaketunnel had je met het juiste permanente inspectiesysteem vermoedelijk kunnen zien aankomen.”

Dat inspectietechnieken nog weinig of niet als beheerinstrument worden gebruikt, heeft onder meer te maken met kinderziektes uit het recente verleden. Michiel Post: “De beschikbare systemen moeten nog verder ontwikkeld worden en betrouwbaarder worden. We hebben bijvoorbeeld bij diverse tunnels gezien dat valse meldingen van hoogtedetectie de geloofwaardigheid van beheer op afstand aantasten.”

“Tegelijkertijd zien we al wel dat we in een beperkte pilot permanente inspectie toepassen ten aanzien van chloride-indringing bij de Westerscheldetunnel, omdat dat daar als reële bedreiging wordt gezien. De ultieme vraag is immers of een kunstwerk veilig beschikbaar is. Dat wordt meer en meer bepaald door een integrale benadering, waarbij inventarisatie van de grootste risico’s vanzelf tot de meest rationele uitrol leidt. In theorie kun je een heel systeem continu bewaken. De risico’s bepalen de keuzes daarin.”

Betrekkelijk nieuw

Inspectie van kunstwerken is nog betrekkelijk nieuw, maar neemt in belang toe naarmate Nederland meer oudere constructies telt. “Toen Nebest vijfentwintig jaar geleden met inspecties van kunstwerken begon, was er nog geen sprake van een systematische landelijke aanpak. Wij hebben nog meegeholpen aan het opzetten van het Data Informatiesysteem Kunstwerken (DISK), weet ik uit overlevering”, vertelt Michiel Post. “Inmiddels wordt er systematisch gewerkt vanuit een analysekader, waar de faalkans uitgangspunt is voor de aanpak. De mbo-opgeleide visueel inspecteurs van vroeger zijn nu instandhoudingsadviseurs met een hbo-opleiding. Zij analyseren en adviseren vervolgens over de wenselijke aanpak.”

“Visueel inspecteren is nog steeds de basis, maar kan aanleiding geven voor nader onderzoek met allerlei verschillende inspectietechnieken. Langdurig onderzoek naar zettingen kun je doen met landmeetkundig gereedschap, maar inmiddels ook met geavanceerde sensoren.”

Technische ontwikkelingen

De belangrijkste ontwikkelingen zijn ICT-gerelateerd. Het gebruik van betonradar is niet nieuw, maar toepassing met behulp van een handzaam apparaat, waarbij de dataverwerking in het apparaat zelf plaatsvindt, is een optimalisatie die te danken is aan ontwikkelingen in de ICT. “Innovatie zie ik vooral in gebruik en analyse”, zegt Ingar Luttik. “We hebben het niet echt over noviteiten, anders dan dat verschillende technieken geïntegreerd worden.”

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

De Finse hoofdstad Helsinki beschikt sinds 2010 over een integraal ondergronds masterplan. Het plan brengt de bestaande ondergrondse toepassingen in kaart en voorziet in reserveringen voor toekomstig gebruik. Volgens Ilkka Vähäaho, hoofd van de geotechnische divisie van Helsinki en voorzitter van de Finse tunnelassociatie, is het plan een onmisbaar hulpmiddel voor duurzame ontwikkeling van de stad en zijn ondergrond.

Vähäaho: “Het masterplan voor de ondergrond is bijvoorbeeld het fundament voor de bijdrage van de ondergrond aan een duurzaam en esthetisch acceptabel landschap en behoud van ontwikkelmogelijkheden voor toekomstige generaties. Zo speelt het masterplan een belangrijke rol in de ruimtelijke ordening.”

Het ondergrondse masterplan voor Helsinki brengt zowel de bestaande als toekomstige ondergrondse ruimten, tunnels en vitale ondergrondse onderlinge verbindingen in kaart. In het plan zijn reserveringen opgenomen voor nu nog onbekende toekomstige ondergrondse toepassingen. Op basis van uitgebreid geologisch onderzoek is bepaald welke plekken in de ondergrond geschikt zijn. Daarbij is vooral gekeken welke nog niet benutte ondergrondse capaciteit in de toekomst een bijdrage kan leveren aan het verminderen van de druk op het stadscentrum. Anders dan in Nederland, waar de meeste ondergrondse bouwwerken ‘stand-alone’ zijn, ontwikkelt de ondergrond van Helsinki zich door het verbinden van bestaande en nieuwe ondergrondse toepassingen steeds meer tot een aaneengesloten ondergrondse stad.

De integrale aanpak biedt extra voordelen boven op die van het sec ondergronds gaan. Er is sprake van multifunctioneel ondergronds ruimtegebruik, zoals bij het ondergrondse zwembad in Itäkeskus, dat in tijden van nood kan worden omgevormd tot schuilkelder. Een datacenter onder een kathedraal wordt via een ondergronds buizenstelsel gekoeld met zeewater. De restwarmte gaat – ook weer ondergronds – naar de stadsverwarming.

Er zijn grote voordelen verbonden aan multifunctionele leidingentunnels. Ilkka Vähäaho geeft aan dat het masterplan ook een bijdrage levert aan een betrouwbare energievoorziening en optimalisatie van energie-opwekking. Kosten kunnen worden gedeeld door meerdere gebruikers. Bovengronds ontstaat ruimte voor nieuwe initiatieven, en het uiterlijk en imago van de stad worden verbeterd. Onderhoud is eenvoudiger en goedkoper en de impact van werkzaamheden aan ondergrondse leidingen op het dagelijks leven bovengronds is beperkt. Bovengronds komt ruimte vrij voor andere doeleinden.

Lange historie

Helsinki heeft een lange historie van ondergronds bouwen. De stad kent nu al meer dan vierhonderd ondergrondse bouwwerken, zestig kilometer tunnels voor technisch onderhoud en tweehonderd kilometer multifunctionele leidingentunnels voor verwarming, koeling, elektriciteit en water. De watervoorziening van de stad is gegarandeerd door middel van een honderd kilometer lange ondergrondse tunnel die in de periode 1972-1982 werd gerealiseerd tussen Lake Päijanne en Helsinki.

Naast voor de hand liggende toepassingen als tunnels, parkeergarages en multifunctionele leidingentunnels voor onder andere stadsverwarming kent Helsinki ook tal van andere toepassingen, zoals muziekcentrum en een zwembad. Ook het bedrijfsleven gaat ondergronds, onder andere met opslag of het eerder genoemde ondergrondse datacenter.

In het masterplan is rekening gehouden met tweehonderd reserveringen voor ondergronds gebruik en nog eens veertig reserveringen zonder vooraf bepaalde bestemming. De gemiddelde oppervlakte van die reservering is dertig hectare, optellend tot een totaal van veertien honderd hectare, ofwel 6,4% van de oppervlakte van Helsinki. In 2011 werd berekend dat er voor elke honderd vierkante meter bovengrondse ruimte een vierkante meter ondergrondse ruimte werd benut. De huidige reserveringen vertegenwoordigen dus nog een enorm ondergronds potentieel.

Bovengrondse kwaliteit

Uitgangspunt is dat wat niet bovengronds hoeft, net zo goed ondergronds kan. Burgemeester Jussi Pajunen daarover in een documentaire van CNN: “Functies die niet gezien hoeven te worden, stoppen we onder de grond. Het is relatief goedkoop, dus waarom zou je er geen gebruik van maken.” De kwaliteit van de bovengrondse ruimte blijkt in veel gevallen de belangrijkste drijfveer. Ilkka Vähäaho: “Niet-Finse deskundigen beweren wel dat de gunstige eigenschappen van het bedrockgesteente en de zeer strenge winterklimatologische omstandigheden de belangrijkste drijfveren voor deze ontwikkeling zijn geweest. Maar er zijn belangrijker argumenten. Finnen hebben een sterke behoefte aan open ruimten, zelfs in de stadscentra, en Helsinki is klein. Het is qua inwoners de grootste stad van Finland, maar behoort qua oppervlakte tot de kleinste.”

Zero-land-use-thinking

Helsinki kent al sinds de jaren tachtig van de vorige eeuw een toewijzingsbeleid voor ondergronds ruimtegebruik. Begin deze eeuw ontstond het idee voor een integraal ondergronds masterplan. De eerste voorbereidingen startten in 2004. De gemeenteraad van Helsinki keurde het masterplan in december 2010 goed. Ilkka Vähäaho noemt het een voorbeeld van ‘zero-land-use-thinking’. Met andere woorden, het uitgangspunt dat nieuwe functies in de stad niet tot extra bovengronds ruimtebeslag mogen leiden.

Hij illustreert dat met een doorsnede van het Katri Vala Park (zie figuur hiernaast). Daar werden sinds de jaren vijftig ondergronds achtereenvolgens opslagruimten, een multifunctionele leidingentunnel, een tunnel voor gezuiverd afvalwater en een warmtepompstation gerealiseerd. In het masterplan is onder dezelfde locatie ook nog ruimte gereserveerd voor toekomstig ondergronds gebruik. Het park is in al die tijd onaangetast gebleven.

Geotechniek voor Ondergrondse Ruimteontwikkeling

Voor het in kaart brengen van geschikte locaties voor toekomstig ondergronds gebruik heeft de geotechnische dienst van Ilkka Vähäaho uitgebreid onderzoek gedaan. Er is onderzoek gedaan naar locaties waar de mogelijk grote aaneengesloten ruimten kunnen worden gerealiseerd. Daarvoor werd een model ontwikkeld op basis van een standaardruimte van 12x50x150 meter (hxbxl). Met behulp van (hoogte)kaarten en boringen zijn de reeds benutte ondergrond en zwakke zones in kaart gebracht.

Het bedrockgesteente ligt in Helsinki niet ver onder het maaiveld. Dat betekent dat er veel goede, veilige locaties zijn voor aanleg van ondergrondse bouwwerken en installaties. Het onderzoek maakte zichtbaar dat er buiten het centrum vijfenvijftig locaties zijn waar in de buurt van verkeersknooppunten redelijk grootschalige ondergrondse voorzieningen gerealiseerd kunnen worden. Deze plekken zijn gemarkeerd als mogelijke toekomstige toegangen tot ondergrondse bouwwerken en infrastructuur.

Ambities
In Finland wordt ook buiten de hoofdstad gekeken naar de mogelijkheden die de ondergrond biedt. Ilkka Vähäaho noemt de steden Tampere, de derde stad van het land, en Oulu als voorbeelden. En er wordt serieus gekeken naar de haalbaarheid van een tachtig kilometer lange onderzeese tunnel tussen Helsinki en de Estse hoofdstad Tallinn, die dan samen zouden moeten uitgroeien tot de tweelingstad ‘Talsinki’, met de potentie om te gaan concurreren met steden als Stockholm en Kopenhagen.

Dunea heeft een nieuwe techniek ontwikkeld om distributieleidingen voor drinkwater goedkoper en met minder overlast voor bewoners te saneren. Door een stevige ballon op te blazen in de leiding, hoeft het water voor andere aansluitingen op dezelfde leiding niet te worden onderbroken. Zo kan een leiding in kleinere delen worden vervangen.

Op de IJsselkade in Leiden zijn Dunea-monteurs Peter van de Burg en Mario Kreber al vroeg bezig met de voorbereidingen. Er moet over een lengte van dertig meter een gietijzeren leiding worden vervangen. Nadat de waterleiding met een graafmachine is blootgelegd, wordt een gat in de oude distributieleiding geboord. Daarna brengen de monteurs via het gat een blaas (ballon) in de buis. De blaas wordt opgepompt en sluit de buis luchtdicht af. Vervolgens kan de oude buis worden verwijderd. Op de nieuwe leiding komt een speciale afsluitbare koppeling, waarop de volgende dag wordt voortgebouwd. Het is een nieuwe techniek waarmee Dunea nu ervaring opdoet.

“Geweldig. Je hoeft geen noodleidingen meer aan te leggen”, zegt Peter. “Bovendien zitten onze klanten minder lang zonder water. In plaats van een hele wijk af te sluiten, hoeven we alleen het water in de straat waar we de leiding vervangen tijdelijk af te sluiten.”

Geen noodleiding

Het idee ontstond binnen MOC-operationeel, de afdeling die nadenkt over materialen en methodieken. André Koning en Michel Helgers werkten het verder uit: “We wilden een manier bedenken om distributieleidingen te saneren zonder aanleg van noodleidingen. Een noodleiding leggen en weer weghalen, betekent veel graafwerkzaamheden, en het bedraagt al snel een derde van de totale saneringskosten. Bovendien wordt de noodleiding vaak maar één keer gebruikt en daarna weggegooid. Werken zonder noodleidingen is dus minder belastend voor het milieu.”

Per jaar vervangt Dunea vijfendertig kilometer aan leidingen in vele projecten. Peter: “We vervangen met de nieuwe methodiek gemiddeld dertig tot veertig meter op een dag. In de pilot testen we onder meer hoe de blaas zich houdt bij gietijzeren leidingen. De binnenkant van dit type leidingen is soms wat ruw. We testen of de blaas daartegen bestand is en niet beschadigt raakt of knapt. Tot nu toe is dat niet gebeurd. De eerste bevindingen zijn positief!”

Om half twaalf ’s ochtends is de dagproductie van de pilot al gehaald: dertig meter oude distributieleiding is vervangen door een nieuwe pvc buis met een diameter van honderdtien millimeter. Daarna kan de graafsleuf weer dichtgegooid worden met zand. De mannen nemen na gedane arbeid eerst even pauze in de schaftkeet met koffie en een paar flinke boterhammen met spek. André Koning vertelt dat ze de nieuwe techniek al een naam hebben gegeven: de HELKO-methodiek. “HEL is van Helgers en KO is van Koning”, legt Andre glimlachend uit.

Reacties

Het is goed mogelijk dat de techniek straks in het hele land navolging krijgt. Andere waterbedrijven kwamen al langs op de IJsselkade om te kijken hoe de techniek werkt. Een klantbelevingsonderzoek maakte ook onderdeel uit van de pilot. In de nabijgelegen Spaarnestraat vertelde een bewoner: “Het is gebruikelijk dat bij het vervangen van de leidingen de straat twee tot drie keer open gaat, maar bij ons was het binnen een dag gepiept. ’s Ochtends werd de straat opengebroken en toen ik ’s middags van mijn werk thuiskwam, lagen de stoeptegels er alweer in.”

Omdat het water tijdelijk wordt afgesloten en het een pilot is, stelt Dunea waterflessen beschikbaar voor de bewoners. De volgende ochtend wordt het water bemonsterd volgens de standaardprocedure. De bewoners krijgen het advies om de eerste vier dagen alleen water te drinken nadat het is gekookt. “Ik hoorde van mijn vrouw dat het water slechts kort is afgesloten”, aldus de bewoner. “Ze hielden ons netjes op de hoogte.”