Loading...

De Onderbreking

Tunnels en veiligheid

Tunnels en veiligheid

Amsterdam, Eerste Coentunnel

Visie van… Arjan Verweij

Het KPT kan van start

Afstudeeronderzoek: multifunctionele waterkeringen

Rotterdam, Maastunnel

SOS: Meer meten met infrarood

Kennisbank

Tunnels en veiligheid

Tunnels zijn wellicht de bekendste voorbeelden van ondergrondse bouwwerken. Het begon in Nederland met afgezonken tunnels om watergangen te kruisen, inmiddels worden ook boor- en landtunnels breed toegepast. Ontwikkelingen in de praktijk vragen om ontwikkeling in kennis en kunde. Ook op het gebied van veiligheid: ondergronds is het waarborgen van veiligheid vaak complexer dan boven de grond.

Nederland is specialist in afgezonken tunnels. Toch is er ook op dit gebied nog voldoende bij te leren. Gezien de hoge leeftijd van de meeste Nederlandse zinktunnels, is renovatie bijvoorbeeld een actuele en dringende opgave, waarover nog veel vragen leven. Daarnaast neemt de complexiteit bij het realiseren van geboorde tunnels toe: in stedelijke gebieden is het prettig als wegen en spoorlijnen ondergronds gaan, maar er is weinig ruimte om te bouwen en de hinder moet minimaal zijn. We willen in complexere situaties ondergronds bouwen, nog dieper en nog dichter bij de bestaande bebouwing.

Veiligheid is dan ook onlosmakelijk met ondergronds bouwen verbonden. Het werken in de grond heeft al snel effect op de omgeving. Bovendien moet de constructie na oplevering veilig te gebruiken zijn. Dat is op zichzelf al een opgave, maar een bijkomende uitdaging is het vooraf aantoonbaar maken van veilig gebruik, en dat in een complex belangenveld. De laatste jaren leidde dat bij tunnels soms tot problemen. Samen met het netwerk wil het COB ervoor zorgen dat nieuwe tunnels voortaan opengaan zonder gedoe.

Complexer dan het ‘ophangen van een paar lampjes’

Of het nu gaat om het toevoegen van een nieuwe logische functievervuller (LFV), vervanging van een onderdeel of een grootschalige renovatie, elke wijziging in bestaande tunnels is complex en vraagt om een uitgebreide voorbereiding. Peter van Velden van Vialis en Rem de Tender en Richard de Klerk van de gemeente Rotterdam vertellen over hun ervaringen.

In de Salland-Twentetunnel in Nijverdal heeft koninklijke VolkerWessels onderneming Vialis onlangs in de wegtunnel een dynamische vluchtdeurindicatie aangebracht. Dit systeem geeft aan waar weggebruikers naartoe moeten vluchten bij een calamiteit in de tunnel. Op het eerste gezicht lijkt het aanbrengen van deze LFV geen ontzettend ingewikkelde klus. Toch komt er heel wat bij kijken, vertelt Peter van Velden: “Een tunnel is zoveel complexer dan vaak wordt gedacht. Je moet rekening houden met doorstroming, beschikbaarheid, duurzaamheid en veiligheid. Het toevoegen van een dynamische vluchtdeurindicatie in een tunnel is dan ook een stuk complexer dan het ‘ophangen van een paar lampjes’ zoals sommige mensen wellicht denken.”

Rem de Tender en Richard de Klerk herkennen het verhaal van Van Velden. “De renovatie van de Maastunnel was natuurlijk qua omvang en noodzakelijke aanpassingen van een heel andere orde”, stelt De Tender. “De ouderwetse Maastunnel met primitieve bediening en bewaking moest worden veranderd in een moderne tunnel die voldoet aan de huidige eisen. Bovendien moest er ook constructief veel gebeuren.” Maar de tweede fase van de renovatie, waarbij de westelijke buis helemaal is gestript en vervolgens weer stapsgewijs is opgebouwd en voorzien van alle tunneltechnische installaties, lijkt redelijk op de situatie in de Salland-Twentetunnel.

Opties in kaart

“In de praktijk heeft een ogenschijnlijk eenvoudige klus veel meer impact”, vervolgt Van Velden. “Vooral omdat de werkzaamheden moesten gebeuren terwijl de tunnel in gebruik was. Daarom zijn we samen met alle betrokken partijen in gesprek gegaan over de best mogelijke oplossing. We hebben bijvoorbeeld besproken of we de werkzaamheden konden uitvoeren tijdens geplande onderhoudsnachten of dat het beter was om één of beide tunnelbuizen tijdelijk af te sluiten. Ook hebben we nagedacht over een korte werkperiode met heel veel mensen of een langere met minder mensen. Om een goede keuze te kunnen maken, hebben we van alle opties de gevolgen in kaart gebracht en deze afgestemd met alle betrokken partijen, waaronder de tunnelbeheerder. Uiteindelijk heeft dat ertoe geleid dat we gedurende zeven reguliere onderhoudsnachten met een compacte ploeg van zes personen de nieuwe LFV hebben gerealiseerd.”

‘Om een goede keuze te kunnen maken, hebben we van alle opties de gevolgen in kaart gebracht en deze afgestemd met alle betrokken partijen.’

“Vanzelfsprekend moesten we ook goed nadenken over alle benodigde werkzaamheden”, aldus Van Velden. “Zo gaat het bij dynamische vluchtdeurindicatie niet alleen om het aanbrengen van hardware, maar ook om allerlei aanpassingen in de bestaande bedieningssoftware. Verder moest een aantal procedures en veiligheidskritische functies worden aangepast. Dat betekende onder meer bijscholing voor de tunneloperators. En bij al deze aanpassingen moesten we rekening houden met belangrijke procedures zoals de Werkwijzer aanleg tunnels (WWAT) en de Werkwijzer aanpassing software in bestaande tunnels (WWAS). Daarnaast hebben we onderzocht wat de meest geschikte uitvoeringsmethoden waren. Daarvoor hebben we allerlei praktische zaken vooraf in kaart gebracht. Moesten we bijvoorbeeld nieuwe leidingsleuven frezen of was er voldoende ruimte voor de benodigde kabels in de bestaande mantelbuizen?”

“Nadat we ons plan hadden ontwikkeld, zijn we het gaan testen. Daarvoor hebben we een ‘dummy-opstelling’ gemaakt van de dynamische vluchtdeurindicatie en hebben we de bedieningssoftware gedownload en in een representatieve omgeving operationeel gemaakt. Een ‘digital twin light’ als het ware. Vervolgens zijn we gaan proefdraaien en hebben we waar nodig verbeteringen doorgevoerd. Toen alles goed werkte, hebben we de hardware in de tunnel aangebracht en de geactualiseerde software in het bedieningssysteem geladen. Daarna hebben we tijdens een nachtafsluiting allerlei scenario’s doorlopen om te controleren of alles veilig was.”

Moderne tunnel

Voor de Maastunnel werd ervoor gekozen om de tunnel per buis aan te pakken, waarbij de andere buis beschikbaar bleef voor verkeer van zuid naar noord. “Bij de start van de renovatie hebben we de oostelijke buis volledig gestript”, legt De Klerk uit. “Gedurende de werkzaamheden zat er alleen een C2000-systeem in vanwege de arbo-eisen en omdat deze tunnelbuis bij een calamiteit in de westelijke buis diende als vluchtroute. Ook hebben we in de ‘renovatiebuis’ tijdelijk extra ventilatoren opgehangen, evenals signalering voor de vluchtroute. De westelijke buis werd gewoon nog bediend met het oude bedienings- en bewakingssysteem. Voor de nieuwe situatie hebben we een volledig nieuw bedienings- en bewakingssysteem ontwikkeld. In de ‘renovatiebuis’ zijn we stap voor stap alle LFV’s gaan aanbrengen, testen en aansluiten op dit nieuwe systeem. Toen we daarmee klaar waren, hebben we de oostelijke buis in gebruik genomen en de westelijke afgesloten. Op dat moment hadden we in de verkeerscentrale als het ware een halve videowand, waarop we de verkeerssituatie in de gerenoveerde en opengestelde tunnelbuis konden volgen.”

Renovatie van de Maastunnel: de ene buis is dicht voor de werkzaamheden, de andere is open voor verkeer. (Foto: Carel van Hees)

Testen

De Klerk: “In de tweede fase van de renovatie zie je overeenkomsten met de situatie in de Salland-Twentetunnel. Ook bij ons was in deze fase de tunnel in gebruik, voor de helft dan, terwijl we nieuwe installaties in de tweede buis moesten toevoegen aan het operationele systeem. Om er zeker van te zijn dat dit veilig kon en nieuwe installaties geen negatief effect hadden op de in gebruik zijnde buis, hebben we naast het operationele systeem een compleet testsysteem gebouwd. Dat maakte het mogelijk om alle nieuwe installaties eerst grondig te testen en ze pas toe te voegen aan het operationele systeem als ze aan alle eisen voldeden. Dat laatste deden we tijdens weekendafsluitingen.”

Vooral het testen van signaleringsborden die op de toegangswegen voor de tunnel waren aangebracht, vereiste de nodige creatieve oplossingen. De Klerk: “De Maastunnel ligt in een enorm intensief gebruikt wegennet. Daardoor konden we de betreffende wegen niet afsluiten voor de testen en hebben we dat moeten doen terwijl het verkeer onder de borden doorreed. Vanzelfsprekend moesten we daarbij verwarring voorkomen. Daarom hebben we de borden afgedekt met de bekende blauwe zakken. In deze zakken hebben we kleine gaatjes gemaakt. Dat zorgde ervoor dat weggebruikers de signalen niet konden zien, maar wij wel via een camera die we daar speciaal voor hadden opgehangen.”

Terugvaloptie

Van Velden: “Het testen van LFV’s op een parallel systeem, wat zowel bij de Maastunnel als bij de Salland-Twentetunnel is gedaan, is een uiterst geschikte werkwijze bij bestaande tunnels. Immers, het biedt je de mogelijkheid om dingen uit te proberen en aan te passen totdat je vrijwel zeker weet dat het ook in het operationele systeem goed werkt. In de praktijk heb je die garantie nooit helemaal. Daarom is het belangrijk dat je altijd een terugvaloptie hebt als je onderdelen aan een bestaand systeem toevoegt. Blijkt iets onverwacht toch niet te werken, dan moet je de mogelijkheid hebben om terug te gaan naar de vorige situatie, zodat de tunnel in ieder geval weer veilig open kan. Bij een softwareaanpassing is het raadzaam om er bijvoorbeeld voor te zorgen dat je altijd nog de oude programmatuur kunt terugzetten; hiermee wordt gegarandeerd dat de tunnel altijd open kan.”

“Bij werkzaamheden in bestaande tunnels moet je er ook rekening mee houden dat de beschikbare ruimte vaak beperkingen oplegt”, vult De Klerk aan. “De verkeersbuizen in de Maastunnel zijn bijvoorbeeld een stuk minder hoog dan in nieuw gebouwde tunnels. Daardoor konden we de camera’s niet boven de rijstroken plaatsen maar moesten we ze boven het inspectiepad installeren. Ook hebben we op de plek van de ventilatoren extra hoogte moeten creëren om voldoende vrije ruimte over te houden.”

De Salland-Twentetunnel doorkruist Nijverdal. In de tunnel zijn een spoorlijn en provinciale weg gecombineerd. (Foto: Tineke Dijkstra)

Amsterdam, Eerste Coentunnel

De Eerste Coentunnel is meer dan veertig jaar oud. (Foto: Kees Stuip Fotografie)

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.

(Foto: Kees Stuip Fotografie)

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

Stad van de toekomst

“De druk op de stedelijke regio’s neemt toe. Daarom moeten we slim gebruikmaken van ruimte en technologie. De nieuwe uitdagingen die we daarbij tegenkomen, kunnen we aan als we openstaan voor nieuwe technologieën en we de mensen die een bijdrage kunnen leveren ook daadwerkelijk betrekken.”

Bij Sweco werken we aan de stad van de toekomst. We creëren samen met klanten en partners een veilige, gezonde en comfortabele omgeving, bedenken oplossingen om de negatieve effecten van klimaatverandering tegen te gaan en werken aan een volledig energieneutrale en circulaire samenleving.

Al jaren bouwen we tunnels om verbindingen te leggen. Steeds meer leveren de nieuwe tunnels een bijdrage aan een duurzame en leefbare samenleving. Ze zorgen voor een veilige, gezonde en comfortabele omgeving. Door nieuwe technologieën toe te passen, zijn de mogelijkheden voor tunnels enorm; zeker als we technologieën koppelen aan communicatiesystemen en activiteiten in de slimme stad. De oudere tunnels kunnen een geheel nieuw leven krijgen; de nieuwe tunnels zullen klaar zijn voor de toekomst en mee-ontwikkelen in een snel veranderende wereld.

Dit werkt echter alleen als we openstaan voor nieuwe technologieën, als we tunnels niet meer zien als objecten op zichzelf maar als onderdeel van netwerken, en als we belangen van betrokkenen meenemen en waarderen. Het betekent dat er telkens nieuwe uitdagingen zijn, dat er meer partijen bij betrokken zijn en dat er nieuwe technologieën verschijnen. Het COB is de plek waar partijen elkaar treffen en door kennisdeling en -ontwikkeling nieuwe mogelijkheden ontdekken. Door het COB worden deze mogelijkheden werkelijkheid.

Dat is waar ik aan wil bijdragen. Ik geloof dat er veel mogelijk is als partijen samenwerken, als iedereen vanuit zijn eigen betrokkenheid de mogelijkheden ziet en erom wordt gewaardeerd. Maar ook als iedereen die een bijdrage kan leveren ook daadwerkelijk betrokken is; vanuit een belang, een goed idee of een nieuwe technologie. Ik geloof dat we pas dan tot écht vernieuwende tunnels en optimaal ondergronds ruimtegebruik komen, passend bij de stad van de toekomst.”

Arjan Verweij is sinds 1 september 2016 hoofd van de afdeling Waterbouw bij ingenieursadviesbureau Sweco. Sweco werkt samen met haar klanten aan het ontwerpen en ontwikkelen van de samenlevingen en steden van de toekomst. Sinds 1 december 2017 is Arjan tevens coördinator binnen het COB.

Foto: Vincent Basler

Het KPT kan van start

Heeft u kennisvragen over tunnelveiligheid? Binnenkort staan Roel Scholten, Ron Beij en Leen van Gelder klaar om deze te beantwoorden. Zij vormen samen het nieuwe Kennisplatform Tunnelveiligheid, dat de kennisfunctie van de opgeheven Commissie Tunnelveiligheid gaat invullen.

28 oktober 2013

Met de aanstelling van Roel Scholten als coördinator, Ron Beij als expert veiligheidsorganisatie/hulpverlening en Leen van Gelder als expert TTI/civiele bouw begint het Kennisplatform Tunnelveiligheid (KPT) nu echt vorm te krijgen. Het KPT is een gevolg van de wijziging in de tunnelwet die per 1 juli jl. in werking is getreden. Hiermee werd de Commissie Tunnelveiligheid opgeheven: de adviestaak is ondergebracht bij de veiligheidsbeambte en het ministerie van IenM vroeg het COB het KPT in te richten voor de kennistaak.

De mensen van het KPT

Hoe het KPT de kennistaak precies gaat invullen, is nog aan de nieuw aangestelde coördinator en experts om te bepalen. Daarom willen we de heren hierbij graag aan u voorstellen:

Roel Scholten, coördinator

‎Als directeur en consultant bij NedMobiel heeft Roel veel kennis, ervaring en gevoel opgedaan met en voor de diverse actoren die bij een veilige tunnel betrokken zijn, zoals aannemers, tunnelbeheerders, veiligheidsbeambten, beleidsmakers, hulpdiensten en bevoegd gezag. “Ik heb ervaring in zowel de publieke als de private sector en vind het leuk om deze werelden bij elkaar te brengen en goed op elkaar aan te laten sluiten”, aldus Roel.

Hij kent de taal van de politicus én die van de projectmanager, waardoor hij goed kan inschatten wat effecten van beleid zijn in de praktijk, maar ook met welk beleid praktijkvragen kunnen worden beantwoord. Roel: “Ik denk van nature in gezamenlijke kansen en belangen en het geeft me energie om partijen en mensen binnen (en buiten) mijn netwerk in de tunnelwereld aan elkaar te koppelen. De functie van Coördinator bij het Kennisplatform Tunnelveiligheid is hier bij uitstek op gericht.”

Ron Beij, expert veiligheidsorganisator/hulpverlening

Na een studie Moleculaire Wetenschappen heeft Ron Beij de Brandweeracademie afgerond; inmiddels is hij bijna twintig jaar werkzaam bij Brandweer Amsterdam. Ron: “In die twintig jaar heb ik kennis gemaakt met alle aspecten van de brandweer, crisismanagement en hulpverlening. Mijn oorspronkelijke vakgebied is gevaarlijke stoffen, maar ik ben ook actief op de terreinen van (multidisciplinaire) planvorming, Opleiden Trainen en Oefenen (OTO) en risicobeheersing.”

“Ik ben altijd nieuwsgierig naar de oorzaak van gebeurtenissen. In mijn zoektocht naar antwoorden heb ik gemerkt dat er veel kennis is bij tunnelbeheerders, ingenieursbureaus, kennisinstituten en hulpdiensten, maar dat deze werelden zo ver uit elkaar liggen dat er nauwelijks uitwisseling van deze kennis plaats vind”, vertelt Ron. De functie bij het KPT spreekt hem daarom erg aan: “Omdat het KPT onafhankelijk is en zich midden in het kennisdomein positioneert, verwacht ik dat we een gezamenlijk belang hebben om op objectieve basis kennis met elkaar te delen en wellicht te gaan ontwikkelen. Het lijkt mij erg leuk om mede de brug te kunnen gaan slaan tussen die verschillende werelden.”

Leen van Gelder, expert TTI/civiele bouw

“Sinds 1998 ben ik betrokken bij nationale- en internationale infrastructurele projecten en bij de ontwikkeling van verkeersbeheersing en bedienruimten en -systemen voor de Nederlandse verkeerscentrales”, zegt Leen van Gelder, consultant bij Soltegro. Leen heeft zijn ervaring zowel opgebouwd bij de markt (ingenieursbureaus) als bij de overheid (Rijkswaterstaat). Zijn expertisegebieden zijn de centrale bediening (stedelijke, regionale- en verkeerscentrales), verkeerssystemen en technische installaties voor tunnels, bruggen en sluizen.

Leen heeft onder meer via werkgroepen van het COB en het expertnetwerk Veiligheid van NLingenieurs bijgedragen aan het ontwikkelen en verbreden van de kennis op het gebied van TTI. “Als coördinator TTI/Civiele bouw wil ik dit voortzetten door gezamenlijk een kennisplatform tot stand te brengen dat nationaal, maar zeker ook internationaal, de onafhankelijke vraagbaak is voor alle partijen die betrokken zijn bij de realisatie en exploitatie van tunnels. In mijn visie geldt dit zowel voor de specifieke systemen en installaties als bijbehorende processen.”

Multifunctionele waterkering aantoonbaar veilig

De ruimte langs het water is gewild; we willen er wonen en werken, en er verdedigingswerken tegen het water bouwen. Het zou praktisch zijn als we verschillende functies konden combineren. Het afstudeeronderzoek van Jeroen van Mechelen (TU Delft) helpt wellicht een handje. Hij toonde aan dat het mogelijk is om een aantoonbaar veilige multifunctionele waterkering te ontwerpen.

Multifunctionele waterkeringen zijn keringen die niet alleen bescherming bieden tegen overstromingen van het achterland (primair), maar nog een tweede belangrijke functie vervullen (secundair). Historisch gezien is dit principe niet nieuw, denk hierbij aan wegen op de dijk of wonen op de dijk. Met het oog op toenemende druk op de ruimtelijke ontwikkeling in en rond steden gelegen aan een rivier of kustlijn zal er steeds meer vraag ontstaan naar het gebruik van de ruimte op en in de waterkeringen. Het wordt interessanter naarmate de verschillende functies van de waterkering ook constructief gecombineerd gaan worden tot een integrale variant. Een constructie die de secundaire functies van een waterkering vervult, werkt dan ook mee aan de sterkte van de waterkering.

Als afstudeeronderwerp aan de TU Delft is een ontwerp gemaakt voor een multifunctionele waterkering bestaande uit een parkeergarage in een dijk. De doelstelling van de studie was het vinden van een juiste methode om een aantoonbaar veilige multifunctionele waterkering te ontwerpen.

Schematische weergave van het ontwerp dat beschouwd is in het afstudeerwerk. (Beeld: Van Mechelen)

Waterveiligheid en overstromingsrisico zijn belangrijke begrippen voor een laaggelegen land als Nederland. Het combineren van functies op of in de waterkering mag de bescherming van het achterland tegen overstroming niet aantasten. Binnen de huidige methodiek voor het beoordelen van de veiligheid van waterkeringen worden objecten die de multifunctionaliteit vertegenwoordigen beoordeeld op de mate waarin ze de sterkte van de waterkering reduceren of de belasting verhogen. Als men een constructie in een dijk wil bouwen, neemt de constructie een zodanig groot gedeelte van de waterkering in beslag dat het niet meer mogelijk is om te spreken van een sterktereductie. De sterkte van de waterkering wordt in dat geval deels (of geheel) bepaald door de sterkte van de constructie en de interactie tussen het grondlichaam en de constructie.

Toetsingsmethode

Binnen het huidige Nederlandse toetsinstrumentarium voor waterkeringen is multifunctioneel gebruik van de waterkering mogelijk, maar toetsregels dienen in veel gevallen nog opgesteld te worden. Daarnaast zijn er de (strengere) Eurocodes die eisen stellen aan de constructieve veiligheid van alle mogelijke bouwconstructies. Voor het toetsen van waterkeringen vindt een verschuiving plaats van een semiprobabilistische naar een probabilistische methode. Deze verschuiving gaat samen met het voornemen om de normering van waterveiligheid te veranderen van een benadering gebaseerd op de overschrijdingsfrequentie naar een integrale faalkansmethodiek. Voor bouwconstructies is deze verschuiving naar een probabilistische methode (nog) niet waarneembaar. De verschuiving van een semiprobabilistische naar een probabilistische methode voor waterkeringen leidt tot een verschil tussen de methode gebruikt voor het toetsen van waterkeringen en voor het toetsen van bouwconstructies. Een belangrijk onderdeel van het ontwerpproces is dan de wijze waarop omgegaan wordt met een multifunctionele waterkering waarbij de bouwconstructie als een waterkering is op te vatten.

Verschil

Het constructieve ontwerp van de multifunctionele waterkering in het afstudeeronderzoek is getoetst met zowel de semiprobabilistische als de probabilistische methode om het verschil tussen beide methoden te kunnen waarnemen en beoordelen. Het resultaat met behulp van de semiprobabilistische methode hangt sterk af van de keuze voor de representatieve waterstand en de daarbij behorende veiligheidsfactor. Een combinatie van een waterstand met een al kleine kans van optreden én een veiligheidsfactor leidt ook tot een dubbele introductie van veiligheid in de berekeningen. Daarnaast verschilt de afhankelijkheid van de waterstand per faalmechanisme, waardoor er per faalmechanisme een wisselende veiligheidsmarge in de berekeningen wordt geïntroduceerd.

De probabilistische methode is toegepast om het ontwerp te toetsen door de faalkans te berekenen. Wanneer deze faalkans wordt vergeleken met de vereiste faalkans, valt op dat het ontwerp ruimschoots voldoet aan de vereiste faalkans. Met andere woorden, de eisen die een semiprobabilistische methode stelt aan het ontwerp, zijn te conservatief. De voornaamste reden is de keuze voor een representatieve waterstand. Het is lastig om een waterstand te bepalen waarbij wordt voldaan aan alle eisen, zonder een veel te conservatieve keuze te maken, vanwege het verschil in afhankelijkheid van de waterstand voor individueel faalmechanisme.

Conclusies

Uit dit onderzoek blijkt dat het toepassen van een semiprobabilistische methode in een conservatief ontwerp resulteert. Met de toepassing van een probabilistische methode kan winst behaald worden vanwege een minder conservatief ontwerp. Daarnaast resulteert een probabilistische methode in extra informatie over de faalkans ten opzichte van een semiprobabilistische methode. Deze informatie is nodig om een aantoonbaar veilig ontwerp te kunnen maken en daarom is het nodig de multifunctionele waterkering met een probabilistische methode te ontwerpen. De vraag naar multifunctionele waterkeringen zal in de toekomst zeker gaan toenemen als gevolg van een toenemende druk op de ruimtelijke ontwikkeling. Dit onderzoek toont aan dat de gevolgde methode geschikt is voor het aantoonbaar veilig ontwerpen van multifunctionele waterkeringen.

Samen oplossing voor zinkvoegen ontwikkelen

De Heinenoordtunnel in de A29 ging in 1969 open en is inmiddels toe aan een grondige renovatie. Bij de aanbesteding heeft Rijkswaterstaat afgesproken om niet alles direct vast te leggen in het contract, maar onzekerheden eerst samen met de opdrachtnemer te onderzoeken en uit te werken.

De ruim vijftig jaar oude Heinenoordtunnel krijgt een grondige opknapbeurt. De aanbesteding voor dit werk is gewonnen door aannemerscombinatie Savera III, een consortium bestaande uit Dura Vermeer, Dynniq en SPIE. Het contract werd op 23 oktober 2020 getekend. Opvallend is dat in dit contract nog niet alles tot in detail is vastgelegd. Stephan van der Horst, projectleider civiele techniek vanuit Rijkswaterstaat licht toe: “We hebben besloten om onderdelen waarover nog onzekerheden bestaan of die nog verder moeten worden uitgezocht, samen met de aannemer uit te werken en in te vullen. Dat past bij de nieuwe benadering van Rijkswaterstaat ‘samen met de markt’. Het gaat bijvoorbeeld om een nadere omschrijving van optimalisaties, modulariteiten en klantkansen, zoals een herbruikbare testomgeving. Maar ook om de vraag hoe we het beste kunnen omgaan met updates van de Landelijke Tunnelstandaard en hoe we het bouwblok ‘object data services’ kunnen toepassen om te komen tot voorspelbaar onderhoud. Voor de civiele constructie is de aanpak van de zinkvoegen het belangrijkste onderwerp.”

Voor de bouw van de Heinenoordtunnel(segmenten) is het bouwdok in Barendrecht gebouwd, waar later ook diverse andere Nederlandse tunnelsegmenten gebouwd zijn. De tunnelsegmenten zijn 8,8 meter hoog, 30,70 meter breed en 115 meter lang. (Foto: beeldbank Rijkswaterstaat)

Van der Horst vervolgt: “We hebben redelijk zicht op de staat van de zinkvoegen. Zo hebben we al de nodige inspecties en onderzoeken gedaan en hebben we ook een deel van de voegen blootgelegd om ze goed te kunnen bekijken. In grote lijnen geldt dat ze gezien hun leeftijd nog redelijk goed zijn, maar dat er wel wat moet gebeuren om ervoor te zorgen dat ze nog eens vijftig jaar probleemloos meegaan. Dat geldt in ieder geval voor de zinkvoegen in de tunnelwanden en het dak. Hoe de voegen aan de onderkant van de constructie eraan toe zijn, weten we minder goed, omdat deze onder het asfalt en de laag ballastbeton zitten. Bij de inspectie hebben we geen lekkages gevonden. De afdichting is goed en dat geldt ook voor de rubberen gina- en omegaprofielen. Wel zien we dat de stalen onderdelen waarmee de omegaprofielen zijn vastgezet, zijn aangetast door corrosie. Vooral aan de onderkant van de wanden in de zone die steeds nat en droog is – de zogeheten splashzone – is de meeste corrosie aanwezig en zijn de klemlijsten en de bouten op termijn toe aan vervanging. Daar moeten we in ieder geval maatregelen nemen om de corrosie te stoppen en moeten we wellicht ook de verankering vervangen.”

Corrosie stoppen

Bart Ranke van Savera III vult aan: “Wat er aan de zinkvoegen gedaan moet worden, is in grote lijnen dus al duidelijk. Hoe we dat het beste kunnen doen echter nog niet. Dat gaan we samen de komende maanden uitzoeken. Het mooie is dat er nu al goede onderzoeksrapporten van Rijkswaterstaat zijn. Als eerste hebben we daarom aan Rijkswaterstaat gevraagd om ons te vertellen wat ze hebben aangetroffen en welke oplossingen ze zien. De conservering van de stalen klemlijsten van de omegaprofielen in de wanden en het dak is bijvoorbeeld al behoorlijk ver uitgewerkt. Dat geldt nog niet voor het vervangen van de verankering en het tegengaan van de corrosie van de klemlijsten onder het wegdek.”

“Als eerste gaan we samen aan de tekentafel kijken naar de verankering. Daarbij combineren we de kennis van Rijkswaterstaat met onze uitvoeringskennis. Ook willen we andere marktpartijen die veel ervaring hebben met zinkvoegen vragen mee te denken. We zijn onder andere van plan om te onderzoeken of kathodische bescherming geschikt is om de verwachte corrosie aan de stalen lijsten van de omegaprofielen onder het wegdek te stoppen.” Van der Horst vult aan: “We willen ook het expertteam van de COB-commissie Voegen inschakelen. Zij hebben zich al bij andere tunnels verdiept in zinkvoegen en kunnen ons adviseren. In januari hebben we hierover gesproken met het COB.”

Samenwerking met COB

Brenda Berkhout, voorzitter van de COB-commissie Voegen en coördinator van het civieltechnische tunnelprogramma van het COB, kijkt uit naar samenwerking met het project Renovatie Heinenoordtunnel: “De aannemer die de renovatie van de Coentunnel heeft gedaan, heeft toentertijd het onderwerp zinkvoegen aangekaart omdat hij verantwoordelijk werd voor het beheer van de tunnel. Daarmee heeft hij de aanzet gegeven tot de oprichting van de COB-commissie die in 2013 is gestart met kennisontwikkeling. Inmiddels heeft de commissie bij zes tunnels praktijkonderzoek gedaan, waaronder de Heinenoordtunnel. Het onderzoek bij deze tunnel hebben we met Rijkswaterstaat uitgevoerd als voorbereiding op de renovatie. Zo hebben we bij twee wandvoegen endoscopisch onderzoek gedaan om de staat van de klemlijsten en de draadeinden in beeld te krijgen. De komende jaren werken we graag samen met de projectorganisatie om meer kennis op te doen over effectieve manieren om corrosie te stoppen en de verankering te herstellen. Tegelijkertijd kan het project gebruikmaken van de kennis van het COB-expertteam Voegen en van andere kennis die binnen het tunnelprogramma wordt ontwikkeld.”

Technisch beste oplossing

Ranke: “Ons doel is om de komende tijd samen met Rijkswaterstaat te bepalen wat technisch de beste oplossingen zijn voor de Heinenoordtunnel. Ook gaan we bekijken of we die oplossing vooraf kunnen testen. Wellicht kiezen we daarbij voor een ‘mock-up’, maar het kan ook zijn dat we een praktijkproef in de tunnel uitvoeren. Daarnaast houden we de ontwikkelingen bij andere tunnelprojecten goed in de gaten. Zo weten we dat bij de Kiltunnel ook proeven met zinkvoegen worden gedaan. Naast het zoeken van technisch goede oplossingen gebruiken we de periode tot april 2021 – het moment dat het definitieve contract wordt getekend – ook om te onderzoeken of alle noodzakelijke werkzaamheden passen binnen de planning.”

‘Ook gaan we bekijken of we die oplossing vooraf kunnen testen. Wellicht kiezen we daarbij voor een ‘mock-up’.’

‘Gedoe’ voorkomen

“Doordat we de komende tijd als opdrachtgever en -nemer samen om tafel zitten, oplossingen en mogelijke risico’s met elkaar bespreken en gezamenlijk besluiten hoe we onderwerpen gaan aanpakken, kunnen we denk ik veel ‘gedoe’ tijdens de uitvoering voorkomen”, stelt Van der Horst. “Nu kunnen we samen, zonder dat er tijdsdruk op staat, voor elk onderwerp de beste oplossing zoeken. Dat voorkomt niet alleen dat er tijdens de bouw nog allerlei contractwijzigingen en moeizame contractuele discussies nodig zijn, maar ook dat we bij de omgeving een slecht imago krijgen omdat we onze beloften niet nakomen. En doordat we alles met elkaar bespreken, verwacht ik dat het beprijzen van de benodigde werkzaamheden straks ook geen probleem zal zijn.”

Rotterdam, Maastunnel

Ingang Maastunnel (foto: Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)

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.

Ventilatiegebouw. (Foto: Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)

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.

Verkenning virtueel testen

Bij een grootschalige renovatie moet een tunnel vaak volledig worden afgesloten, onder meer om de veiligheid te testen. Het COB-netwerk onderzoekt of de afsluitingsperiode kan worden ingekort door het testen deels virtueel uit te voeren, zodat er al met testen begonnen kan worden voordat de renovatie is afgerond. De eerste stap was een verkenning van de mogelijkheden en randvoorwaarden.

De hinder als gevolg van het afsluiten van een tunnel voor een renovatie bestaat grofweg uit drie fases:

  • Fase 1: De uitvoerings- en installatiewerkzaamheden (inclusief inbedrijfstelling)
  • Fase 2: De testen in de tunnel (SAT, iSAT, SIT, iSIT)
  • Fase 3: Het verkrijgen van de openstellingsvergunning

De hypothese van het COB-project is dat de duur van een volledige tunnelafsluiting behoorlijk verkort kan worden (wat de maatschappelijke kosten reduceert) door fase 2 (deels) parallel te laten lopen met renovatie. Hiertoe zullen testen anders vormgegeven moeten worden, bijvoorbeeld met simulaties en visualisaties. Hierbij geldt dat zeker moet zijn dat het functioneren van de gerenoveerde tunnel (tunneltechnische installaties, TTI) minimaal gelijk blijft aan het huidige niveau.

Als eerste stap wilde het COB-netwerk het volgende verkennen:

  1. De stand der techniek, om een inschatting te maken of (en/of wanneer) een dergelijke aanpak technisch mogelijk is;
  2. De houding van diverse stakeholders tegenover een dergelijke aanpak, om een beeld te krijgen van het draagvlak voor mogelijke oplossingen;
  3. De ontwikkelingen die nodig zijn voordat een dergelijke aanpak tot kortere afsluitingen en minder maatschappelijke kosten leidt;
  4. De wijze waarop benodigde ontwikkelingen versneld en gestimuleerd kunnen worden (bijvoorbeeld via pilotprojecten);
  5. Of en hoe er een connectie is met een nationaal testcentrum.

De verkenning vond plaats via worshops met een aantal belanghebbenden (bevoegde gezagen, Landelijk Tunnelregisseur, veiligheidsbeambte Rijkswaterstaat, etc.) en toeleveranciers (Soltegro, Movares, Covalent, Nspyre, etc.). De bevindingen zijn samengebracht in een position paper.

Workshops

Op 22 mei 2017 is een eerste workshop gehouden met marktpartijen. De deelnemers zijn ervan overtuigd dat virtueel testen technisch gezien mogelijk is. Virtueel testen vergroot wel het belang van de ontwerp- en voorbereidingsfases, omdat er een betrouwbaar virtueel model nodig is (model driven design). Of virtueel testen in de praktijk toegepast zal worden als ‘officiële test’ heeft veel te maken met vertrouwen. Op dit moment eisen zowel de interne stakeholders van Rijkswaterstaat als het bevoegd gezag nog steeds dat bepaalde veiligheidseisen worden aangetoond in de tunnel. Er is dus nog een stap nodig om van een fysieke wereld naar een virtuele ervaring te gaan.

Deelnemers

Klik op het bedrijfslogo voor de deelnemende personen

BESIX S.A. -

Locatie: Brussel, Avenue des Communautés 100
Marie-José Knape, rol: Secretaris

BESIX S.A. - Besix Nederland bv

Locatie: Brussel, Avenue des Communautés 100
Jan van Steirteghem, rol: Voorzitter

Capgemini Engineering Altran Netherlands B.V. -

Locatie: Utrecht, Reykjavikplein 1
Ferdinand Cornelissen, rol: Deelnemer

COB -

Locatie: Delft, Van der Burghweg 2
Leen van Gelder, rol: Coordinator
Karin de Haas, rol: Coordinator
Caro Rietman, rol: Begeleider/Facilitator

Covalent B.V. -

Locatie: Amersfoort, Displayweg 3
Arjan Neef, rol: Deelnemer
Diderick Oerlemans, rol: Deelnemer

Ministerie van IenW DG/RWS -

Locatie: Den Haag, Rijnstraat 8
Peter Kole, rol: Deelnemer

Movares Nederland B.V. -

Locatie: Utrecht, Daalseplein 100
Aydemir Cetin, rol: Deelnemer
Jacco Kroese, rol: Deelnemer
Jan Beumer, rol: Deelnemer
Individuele deelnemers
Joyce Vreede, rol: Deelnemer

Rijkswaterstaat VWM Verkeer en Watermanagement -

Locatie: Velsen-zuid, Amsterdamseweg 25
Reinier van der Klooster, rol: Opdrachtgever

Rijkswaterstaat VWM Verkeer en Watermanagement - Rijkswaterstaat CIV Centrale Informatievoorziening

Locatie: Velsen-zuid, Amsterdamseweg 25
Bernhard Thieme, rol: Deelnemer

Rijkswaterstaat VWM Verkeer en Watermanagement - Rijkswaterstaat CIV Centrale Informatievoorziening

Locatie: Velsen-zuid, Amsterdamseweg 25
Sjef van den Buijs, rol: Deelnemer

Rijkswaterstaat VWM Verkeer en Watermanagement - Rijkswaterstaat GPO

Locatie: Velsen-zuid, Amsterdamseweg 25
Johan Naber, rol: Deelnemer

Rijkswaterstaat VWM Verkeer en Watermanagement - Rijkswaterstaat GPO

Locatie: Velsen-zuid, Amsterdamseweg 25
Arno Weiss, rol: Deelnemer

Rijkswaterstaat VWM Verkeer en Watermanagement - Rijkswaterstaat PPO Programma's, Projecten en Onderhoud

Locatie: Velsen-zuid, Amsterdamseweg 25
Dave de Wilde, rol: Deelnemer
Individuele deelnemers
Tom van de Ven, rol: Deelnemer
Johan Beikes, rol: Deelnemer
Reinout van Elst, rol: Deelnemer

Soltegro B.V. -

Locatie: Capelle Aan Den Ijssel, Rivium Quadrant 159
Franc Fouchier, rol: Deelnemer
Alexander van der Kolk, rol: Deelnemer
Individuele deelnemers
Erik Holleboom, rol: Deelnemer

SOS: Meer meten met infrarood

Hoe kan data helpen tunnels veiliger te maken? Bieden nieuwe technieken of inzichten kansen om de veiligheid te verhogen of de veiligheid op niveau te houden met hogere beschikbaarheid of tegen lagere kosten? Ontwikkelingen op ICT-gebied gaan snel. Meer rekenkracht en daaruit volgende snellere verwerking van data, maken het zinvol bestaande oplossingen tegen het licht te houden. In de Westerscheldetunnel is een proef gedaan met infraroodsensoren als basis voor het snelheidsonderschrijdingssysteem (SOS). Daaruit blijkt dat de beperkingen van bestaande systemen met detectielussen, kunnen worden weggenomen.

Het bedrijf Soltegro heeft op eigen initiatief een SOS ontwikkeld en vervolgens de N.V. Westerscheldetunnel bereid gevonden mee te werken aan een proefopstelling. “Ontwikkeling in eigen beheer is wellicht ongebruikelijk”, zegt commercieel directeur Jan-Martijn Teeuw van Soltegro, “maar past wel bij onze werkwijze. Wij positioneren ons tussen ingenieursbureaus en automatiseringbedrijven in. Bij ons werken veel ICT-specialisten, maar ook elektrotechnisch en werktuigkundig ingenieurs. Met die disciplines werken we op een integrale manier aan projecten. En dat brengt met zich mee dat wij ook anders tegen problemen aankijken.”

Manager systems engineering en innovatie Franc Fouchier legt uit wat dat in de praktijk inhoudt: “De ervaring die wij hebben opgedaan in de softwarewereld projecteren we op de civieltechnische wereld. Dat betekent dat je eerst een probleem goed analyseert zonder daarbij al oplossingsrichtingen in het achterhoofd te hebben en pas in tweede instantie kijkt naar de combinatie van technieken die je kunt inzetten om dat probleem op te lossen. In de praktijk is deze aanpak vaak niet mogelijk, omdat bepaalde oplossingen zijn voorgeschreven. Zo staat in de tunnelstandaard dat je voor snelheidsmeting inductielussen moet toepassen. In onze optiek heb je voor een optimale oplossing keuzevrijheid nodig. Daarom konden we het SOS dat we in de Westerscheldetunnel hebben getest ook alleen maar in eigen beheer ontwikkelen.”

“In onze optiek heb je voor een optimale oplossing keuzevrijheid nodig.”

Elk voertuig meten

Met een SOS kan worden gedetecteerd of de snelheid van voertuigen op een willekeurig punt te laag wordt en er daardoor gevaarlijke situaties ontstaan die bijvoorbeeld kunnen leiden tot kop-staartbotsingen. Het gebruik van inductielussen om snelheidsverschillen te detecteren kent een aantal beperkingen. Er wordt alleen gemeten op de plaats van de lus, en defecten aan een inductielus leiden bij vervanging vrijwel altijd tot verminderde beschikbaarheid van de tunnel. Jan-Martijn Teeuw: “Met onze sensoren zijn we in staat elk voertuig in de tunnel uniek te detecteren. Je volgt het bewegende object en dat biedt meer mogelijkheden. Je verzamelt meer informatie. Met behulp van software kun je detecteren of voertuigen afwijkend gedrag vertonen. Het gaat dus verder dan alleen detecteren of een willekeurig voertuig op een bepaalde plaats onder een minimumsnelheid komt. Bovendien kun je door bijvoorbeeld een kapotte sensor een meting missen en nog steeds een betrouwbaar resultaat hebben.”

In de Westerscheldetunnel is het systeem van Soltegro op een deel van het traject geïnstalleerd, naast het bestaande systeem. De wegverkeersleiders hebben beide systemen gemonitord en Soltegro feedback gegeven. In een halfjaar tijd zijn enorm veel meetgegevens verzameld. Daaruit blijkt dat de betrouwbaarheid van het systeem bijzonder hoog is. De mensen van de Westerscheldetunnel hebben beaamd dat het goed heeft gefunctioneerd. “De betrouwbaarheid is cruciaal”, vindt Jan-Martijn Teeuw. “Als systemen te vaak valse meldingen geven, is het gevolg dat wegverkeersleiders het niet meer serieus nemen en ook niet reageren als er wel iets aan de hand is. Dan neemt de veiligheid per definitie af.”

Tijd in plaats van afstand

Implementatie van een SOS met infraroodsensoren vindt, net als bij gebruik van detectielussen, plaats op basis van een risicoanalyse. Bij een steile uitrit, zoals bij de Westerscheldetunnel, mag je verwachten dat de snelheid van vrachtwagens sneller terugloopt. In zo’n situatie zal bij beide systemen sprake zijn van meer meetpunten dan in een vlak deel van de tunnel. Het verschil zit in de meeteenheid. Bij gebruik van detectielussen is er per definitie sprake van afstand. Met de sensoren wordt gemeten in tijd, en is het ook mogelijk om meer dan alleen snelheidsverschillen te detecteren.

Franc Fouchier: “Met infrarood detecteren we bijvoorbeeld ook of al het verkeer ineens naar één baan opschuift. Dat kan voor de wegverkeersleiding een teken zijn dat er sprake is van bijvoorbeeld afgevallen lading, langzaam rijdend verkeer of stilstand. En de data die je verzamelt kun je ook gaan gebruiken om verkeersbewegingen te voorspellen. Het is voorstelbaar dat je met dit systeem ruim van tevoren kunt voorspellen waar en wanneer filevorming ontstaat en dat je vanuit het systeem vervolgens meteen deze informatie naar in-carsystemen verstuurt. Daar kun je overigens de wegverkeersleider als buffer tussen zetten. Het is maar net wat de wegbeheerder wil.”

Gebruikersinterface van het ontwikkelde SOS. (Beeld: Soltegro)

Waar gaat dat naartoe?

“In de wereld van het ‘Internet of Things’ krijgen we steeds meer situaties waarin systemen beslissingen gaan nemen”, vervolgt Franc. “Wij verwachten dat het die kant op gaat. Vandaar onze integrale visie en de keuze om niet de omgeving te detecteren, maar het object dat in die omgeving beweegt. De informatie die door het object wordt gegenereerd, opent nieuwe toepassingsmogelijkheden.” Jan-Martijn Teeuw: “We richten ons nu in eerste aanleg op tunnels, maar er kan natuurlijk veel meer met deze techniek. Je kunt er bijvoorbeeld ook mee detecteren hoe voertuigen in een parkeergarage bewegen. Voor ons is de volgende stap om in gesprek te gaan met beheerders van tunnels waar detectielussen echt niet voldoen. In de praktijk van de tunnelstandaard zie je nu al wel dat er ruimte komt voor projectspecifieke afwijkingen en er wordt al gesproken in termen van ‘standaard of gelijkwaardig’. Daar liggen kansen voor deze vorm van detectie, maar formeel zou de toepassing nu alleen kunnen in niet-rijkstunnels.”

Dit was de Onderbreking Tunnels en veiligheid

Bekijk een ander koffietafelboek: