Tagarchief: Rottemerentunnel

De Groene Boog bouwt de Rottemerentunnel

Hans-Pos-en-Hugo-Buijense-2—A16-Rotterdam
Lees het gehele artikel

Het blijft een bijzondere gewaarwording: het ene moment ben je live in de bouwkuip van de Rottemerentunnel in Rotterdam, een paar dagen later sta je bij Croonwolter&dros in Amsterdam oog in oog met een niet van echt te onderscheiden ‘digital twin’ van diezelfde tunnel. Hans Pos en Hugo Buijense, respectievelijk testmanager en assistent testmanager namens Croonwolter&dros bij De Groene Boog, nemen elke dag een ‘digitaal voorschot’ op wat er momenteel gebouwd wordt. Broodnodig ook, aangezien het ontwerp van de tunneltechnische installatie, door Croonwolter&dros gemaakt, volledig getest en goedgekeurd in de echte tunnel moet komen. Belangrijk werk, waarbij het enthousiasme van de heren niet onder stoelen of banken te steken is.

Volledig virtuele omgeving

De virtuele tunnel is door Croonwolter&dros al vaker ingezet op projecten, waaronder de Rijnlandroute. “Zie het als een evolutie”, zegt Pos. “We worden er steeds beter in. Hier in ons kantoor in Amsterdam werken we met een heel team aan de Rottemerentunnel. We hebben de TTI (tunneltechnische installatie) ontworpen, we hebben het gebruikersinterface voor de tunnelverkeersleiding ontwikkeld en kunnen elk onderdeel van de TTI simuleren. Ook camerabeelden uit de tunnel worden levensecht ‘gerenderd’ en het systeem werkt volledig interactief, dus twee kanten op, zoals het ook in de echte situatie zal zijn. We bevinden ons hier in de testruimte. Boven wordt er geprogrammeerd. Kunnen we bepaalde delen niet hier testen, dan slaan we de laptop onder de arm en begeven we ons met het stuurprogramma naar de leverancier van het betreffende onderdeel.”

Een stuk ’tech talk’

We vragen Buijense om uit te leggen hoe het systeem er schematisch uitziet. Hij vertelt: “Zie het als een piramide. Bovenin bevindt zich de Graphical User Interface (GUI), dat is wat de tunnelverkeersleider ziet op beeld. Het is een dashboard waarop meldingen binnenkomen en van waaruit er actie ondernomen kan worden, wanneer nodig. Onder de GUI zit het ‘brein’ van het systeem, ook wel de 3B-module genoemd: Besturing, Bediening, Bewaking. Daar wordt de vertaalslag gemaakt van melding naar de GUI en instructies die komen van de GUI. Onder de 3B-module hangen diverse stuurprogramma’s, die ieder een deelinstallatie aansturen. Denk aan slagbomen, verkeerslichten, blusinstallaties en camera’s. Het stuurprogramma is onderdeel van de (deel)installatie en geeft een signaal aan de Autonome Logica, de AL. Dat is een stuk intelligente software dat zit ‘ingebakken’ in de hardware van de betreffende deelinstallatie op locatie. Een deelinstallatie mag namelijk nooit een andere installatie aansturen of beïnvloeden.”

Overzicht testomgeving.

Bij storingen of (verkeerskundige)meldingen die in het GUI zichtbaar worden, kan er op de calamiteitenknop gedrukt worden, waarmee in de 3B-module de calamiteitenprocedure in werking wordt gezet. “Wij kunnen diverse calamiteitenscenario’s simuleren”, vervolgt Buijense. Daar voegt Pos aan toe: “Uiteindelijk gaat het systeem draaien in de verkeerscentrale in Rhoon. Wat wij hier gebouwd hebben, zal daar ook als trainingsomgeving worden ingezet. We zitten nu in de FAT-fase, de Factory Acceptance Test van de deelinstallaties en werken toe naar de Integral Factory Acceptance Test (IFAT), dan moeten we aangetoond hebben dat alles werkt. In de IFAT proberen we ‘use cases’ uit. De Site Integration Test (SIT) wordt door Rijkswaterstaat uitgevoerd als alle deelinstallaties in de tunnel zijn geïnstalleerd. In onze testomgeving doorlopen we nu al de protocollen voor deze SIT en kijken of het doet wat we verwachten. Wij doen dat voor de techniek. Rijkswaterstaat test daarna zelf, om te kijken of alle benodigde processen goed functioneren.”

Uitvoering moet ook aan verwachtingen voldoen

Pos merkt op dat alles niet alleen technisch aan de eisen moet voldoen, maar zeker ook aan de verwachtingen van de wegverkeersleider, de hulpdiensten en de weggebruiker. “Al die gebruikers worden in een vroeg stadium betrokken, er is zelfs een verkeerspsycholoog betrokken, voor de snelweg en de tunnel. De verkeerspsycholoog kijkt naar het model en hoe de weggebruiker het ervaart. Met de verkeersleider bepalen we de posities van de CCTV-camera’s in het model. Die posities worden als presets opgeslagen, inclusief een fotoboek. Die presets kunnen we straks in één keer uploaden. Op deze manier vroegtijdig (virtueel) testen zorgt ervoor dat we steeds slimmer worden. Dat heeft ook voordelen voor toekomstige (renovatie) tunnelprojecten.”     

Wapeningsstaal voor de onderwaterbetonvloer van de Rottemerentunnel

IMG_9693-max
Lees het gehele artikel

Om de Rottemerentunnel ‘in den natte’ te kunnen bouwen, koos bouwconsortium De Groene Boog voor een gewapende onderwaterbetonvloer. Vanwege de complexiteit van het werken onder water was het wenselijk om het wapeningsstaal zoveel mogelijk prefab aangeleverd te krijgen, waarbij een perfecte passing een vereiste was. Specialist BCS (Buig Centrale Steenbergen) uit Hoogeveen werd in de arm genomen vanwege hun verstrekkende expertise en innovatieve werkwijze. Een gesprek met Harry Steenbergen, Gerry Meijer en directie ondersteuner Inge Oosting, over de levering van circa 30.000 ton staal aan De Groene Boog.

Prefabricage dilatatiebalk.

Clashes in het ontwerp vooraf uitsluiten

“We leveren al het wapeningsstaal voor de onderwaterbetonvloer en het dek van de tunnel”, opent Steenbergen het gesprek. “De wanden en het dek worden ter plaatse gemonteerd. In het voortraject zijn we al vroeg betrokken bij het ontwerpproces, wij hebben alles in 3D uitgewerkt, zodat we eventuele knelpunten konden signaleren en bespreken. Zo is er een paalconstructie met een verankering richting het wapeningsstaal. Door in 3D te werken kunnen clashes* gemonitord worden. Het is precisiewerk van begin tot eind.” Meijer schetst de hoeveelheid staal die de tunnel nodig heeft: “Voor de onderwaterbetonvloer is circa 14.000 ton nodig, voor de wanden en het dek nog eens 14.000 ton en voor de inritten circa 2000 ton. In totaal dus ongeveer 30.000 ton aan wapeningsstaal.”

(*Door middel van Clash Detectie worden conflicten in het te bouwen object reeds in de ontwerpfase ontdekt)

Maar liefst 90% geprefabriceerd

Meijer vervolgt: “We moesten rekening houden met de verstelbare bekistingen die voor de wanden zijn ontworpen. De stekken voor de wanden worden direct in het onderwaterbeton meegenomen. Dat luistert heel precies, maar dankzij het ontwerpen in 3D is dat proces goed onder controle. We zijn begonnen met het produceren van het wapeningsstaal voor de onderwaterbetonvloer en het dek en hebben de eerste leveringen daarvoor gedaan.     

Dan spreken we over tussen de 400 en 500 vrachten naar de bouw, waar we op locatie alles hebben voorbereid.” Steenbergen voegt toe: “Maar liefst 90% van de leveringen is door ons geprefabriceerd.”

Specialist in wapeningsstaal voor tunnels

“De geprefabriceerde korven voor het onderwaterbeton worden in situ door duikers gemonteerd”, aldus Steenbergen. “Daarom vonden we het belangrijk om ons 3D model in samenwerking te maken, het duikbedrijf is door onze opdrachtgever betrokken in de ontwerpfase. Hun mensen moeten er tenslotte onder uitzonderlijke omstandigheden mee werken.” BCS weet exact wat er nodig is voor dit soort complexe opdrachten en kan stoelen op de nodige ervaring. “We worden steeds meer benaderd door de infrawereld. Zo vind je ons wapeningsstaal bij de Gaasperdammertunnel en de tunnel in de ring Groningen”, vervolgt Steenbergen. Daar voegt Meijer aan toe: “Inmiddels hebben we een specialisme opgebouwd in wapeningsstaal voor tunnels. Ons machinepark is daar zelfs op ingericht. De kers op de taart is wel het 3D ontwerpen in het voortraject. In die fase kun je door samen te ontwerpen een product maken waarmee de opdrachtgever minder werk heeft en er beduidend minder faalkosten optreden. Vooraf investeren loont dus echt achteraan in de keten.”

Buitenwand tunnel.

Volledig geautomatiseerde productie

In het project wordt wapeningsstaal in de klasse B500 toegepast. Steenbergen somt op: “Voor de onderwaterbetonvloer passen we grotendeels dikte van 32 mm en 40 mm toe. Voor de wanden varieert de dikte tussen de 16 mm en 25 mm, voor de dekken is dat tussen de 16 mm en 32 mm. We produceren de wapeningsnetten tot en met 40 mm dikte volledig geautomatiseerd -robot gestuurd- in onze fabriek. Netten van 3,5 meter bij 14 meter uit één stuk zijn daarbij geen probleem.” Meijer merkt op dat 40 mm dik staal volledig geautomatiseerd kunnen verwerken echt uniek is en zegt: “Ook het transporteren van geprefabriceerde netten met dergelijke afmetingen is een titanenklus.” Door het productieproces te automatiseren kan BCS de kwaliteit van ieder net dat de fabriek verlaat waarborgen. De machines worden rechtstreeks vanuit het 3D model aangestuurd. “Uiteraard vindt er nog een visuele uitgangscontrole plaats”, aldus Steenbergen. “Door alle clashes van tevoren in het 3D ontwerp op te lossen en met grote precisie te produceren leveren we een ‘maatpak’ in wapeningsstaal. Dat werkt duurzaam.” Het betonstaal dat wordt verwerkt bestaat deels uit gerecycled schroot, waardoor de productie niet alleen duurzaam is, maar ook nog eens circulair.

Altijd op zoek naar innovatieve oplossingen

Oosting: “Door onze expertise en manier van werken kunnen we innovatief zijn. Bij projecten als A16 Rotterdam is dat ook nodig, aangezien er oplossingen gevonden moeten worden voor vraagstukken die weer voortvloeien uit de innovatieve gedachtegang van de ontwerpers bij De Groene Boog. We denken daarom grootschalig actief mee in het voortraject. Niet alleen onze innovatiekracht is belangrijk bij dit soort werkzaamheden, ook onze productiecapaciteit en logistiek zijn van cruciaal belang. Zo hebben we meerdere productielocaties en opslagpunten in Nederland, dat is voor dit soort werk essentieel. De planning is namelijk heilig. Met 30 trekkers en 100 trailers die we vanuit de productie direct laden, kunnen we ‘just in time’ leveren.”

Het tunneldek.

‘Made in Hoogeveen’

“Er wordt hier met trots gewerkt en naast ‘Made in Hoogeveen’ krijgt ons werk ook het predicaat ‘Sinds 1953’ mee. De karrentrekkers binnen onze organisatie weten bij dit soort projecten het hele personeel altijd enthousiast te maken, alle neuzen staan dezelfde kant op. We doen het als team”, aldus Oosting.

Tot besluit vragen we Steenbergen of dat bedrijf uit 1953 nu alleen nog maar opdrachten van deze omvang aanneemt. Steenbergen lacht en zegt: “Je zult het niet geloven, maar mocht je een wapeningsvloertje voor je nieuwe douche willen maken, dan helpen we je gewoon. De omvang van de projecten die we tegenwoordig doen, zegt niets over onze laagdrempeligheid. We zijn daar ook te nuchter voor. Wie het kleine niet eert, is het grote niet weerd!”     

Gewapende onderwaterbetonvloer voor Rottemerentunnel

Lees het gehele artikel

Slim ontwerp wordt volledig in den natte uitgevoerd

Consortium De Groene Boog, met daarin de bedrijven Besix, Dura Vermeer, Van Oord, TBI (Mobilis, Croonwolter&dros), Rebel en John Laing, realiseert in opdracht van Rijkswaterstaat project A16 Rotterdam. De nieuwe A16 Rotterdam wordt een 11 kilometer lange rijksweg tussen de A16/A20 bij het Terbregseplein en de A13 bij Rotterdam The Hague Airport. 

Onderdeel van het 11 kilometer lange tracé is de nieuw te bouwen Rottemerentunnel, met een lengte van 2,2 km (3,0 km inclusief toeritten). Een bijzonder project, omdat er gekozen is voor werken in den natte. Er wordt gebruikt gemaakt van onderwaterbeton, dat door duikteams wordt gestort. GWW Magazine bezocht de bouwlocatie en ging in gesprek met Kenneth Wyns, ontwerpmanager tunnel, Wim Guis, projectmanager tunnel en Sander Tetteroo, hoofd uitvoerder civiel tunnel.

De eerste tunnelmoten zijn gestort.

Meer doen met minder materiaal

“Gewapend onderwaterbeton wordt vaker toegepast, echter het is voor het eerst dat het in dergelijke omvang, in dit geval 2,2 km, gebeurt”, zegt Guis. “Het voordeel is dat er minder beton nodig is, dat resulteert in een lage MKI-waarde. Dat betekent wel dat alle werkzaamheden onder water moeten worden uitgevoerd: het uitgraven, het schoonmaken van de funderingspaalkoppen -maar liefst 7700 stuks, het plaatsen van de dilatatievoegbalken met ieder een gewicht van 90 ton, het plaatsen van de wapening en de betonstort zelf. Op piekdagen zijn er dan ook 35 a 40 duikteams actief.” De Rottemerentunnel is dus in alle opzichten een bijzonder deelproject dat dwars door het Lage Bergse Bos bij Rotterdam loopt, verdeeld in 34 bouwkuipen variërend van 50 tot 200 meter.

De bouw van de tunnel ter hoogte van de Grindweg/Bergweg-zuid met de prachtige skyline van Rotterdam op de achtergrond.

Ontwerp tunnel vindt oorsprong in de aanbesteding

Wyns legt uit hoe tot dit ontwerp is gekomen: “Met behoud van kwaliteit wilden we in DuboCalc tot de meest geschikte MKI-waarde komen. De leidende vraag was: wat kunnen we doen met minder materiaal? Wat zou het meest duurzame ontwerp zijn? Aan de hand van de gemaakte berekeningen kwam aan het licht dat er sprake was van een ‘verticaal evenwicht’. De opwaartse kracht op de vloer was in de tijdelijke fase van dezelfde grootte-orde als de neerwaartse bodemdruk in de definitieve fase, we konden dus met één paallengte werken. Economisch gezien was dat ideaal.  Door te kiezen voor gewapend onderwaterbeton konden er minder palen worden toegepast. Zou je in dit geval voor ongewapend beton hebben gekozen, dan zou er een stramien met palen om de ca. 3,5m nodig zijn geweest. Nu volstaat het om in de dwarsdoorsnede van de tunnel 2 palen te hebben onder de buitenwanden en 2 palen onder het middentunnelkanaal. In de doorsnede zie je dus slechts 6 palen. Dat is niet alleen een forse materiaalreductie, maar betekent ook minder werk. Belangrijke factoren die van invloed zijn op de MKI.”

Het ontwerp ontstond tijdens de tenderfase. Wyns: “De tunnel heeft over 2,2 km een geotechnisch lengteprofiel, van maaiveld op -6 meter NAP tot -15/-20 meter NAP, bestaand uit lagen klei en veen. De samenstelling varieert wel binnen die 2,2 km afstand. De zandlaag zit tot een meter of 2 à 3 onder de betonvloer. In de slappe laag zit 4 tot 5 meter dikteverschil. Ontwerptechnisch was het optimaal om per 25 meter een snede door te rekenen in functie van het vastgestelde grondprofiel. Zo kon de benodigde wapening worden vastgesteld en het aantal palen worden berekend voor die snede. Door parametrisch te rekenen konden we komen tot 5 verschillende wapeningsconfiguraties voor de vloer. Het voordeel van parametrisch ontwerpen is dat als er ergens iets wijzigt, de wijziging ook op andere locaties wordt doorgevoerd. Dat spaart een boel ingenieursuren uit.” Tetteroo voegt toe: “Het ontwerp moest echt ‘hufter proof’ zijn, rekening houden met de behoeften van het ontwerp en de behoeften in de uitvoering. Daarvoor is er veel overleg geweest met tussen de ontwerpafdeling en het uitvoeringsteam.”

Onderdeel van het 11 km lange tracé is de nieuw te bouwen Rottemerentunnel, met een lengte van 2,2 km (3 km inclusief toeritten).

Ontwerp in een ‘ruim jasje’ gestoken

“Een eigenschap van een onder water gestorte betonvloer is dat er veel toleranties zijn wat betreft de vlakheid”, legt Guis uit. “De bekisting voor de wanden moest hiervoor geschikt worden gemaakt: zo heeft deze op maat gemaakte bekisting hydraulisch verstelbare panelen zodat er een goede aansluiting kan worden gemaakt van de wand op de vloer. Er is een mockup gemaakt van de gewapende onderwaterbetonvloer van de tunnel, zodat in den droge geoefend kon worden. Er is veel tijd en energie in de tolerantie analyse gaan zitten en het ontwerp is geometrisch in een ‘ruim jasje’ gestoken. Daar zit dan ook een uitdaging: hoe ‘knoop’ je alles aan elkaar binnen die toleranties?”     

Tetteroo vult aan: “In dit ontwerpproces is ook BCS, de leverancier van het wapeningsstaal, veel betrokken. In samenspraak is door hen de hele wapeningsconstructie in 3D uitgetekend. Er is aan de voorkant heel veel aandacht besteed aan de details, omdat we ons geen fouten kunnen permitteren bij het werken onder water.” Wyns: “Het ontwerp is door drie toetsingen gegaan, de gemeente, Rijkswaterstaat en SecoNed hebben meegekeken in de ontwerpfase.”

Onderwater werkzaamheden in vogelvlucht

Na het ontgraven, het aanbrengen van het  grind en het plaatsen van de ontlastbuizen worden de palen schoongemaakt. Guis: “Daarna worden er horizontaal liggende heipalen aangebracht, deze liggen op het grind. Deze zorgen ervoor dat de wapening het grind niet raakt en er voldoende betondekking aanwezig is aan de onderzijde van de constructie. Daarop worden de eerste en de tweede laag wapening gelegd. Deze wapening wordt geprefabriceerd aangeleverd. Vervolgens worden de schotels aangebracht, met moer, om de trekkracht in de vloer op te nemen en af te voeren naar de betonpalen. Over de palen komen wapeningskorven, die zijn afgestemd op de toleranties van het aanbrengen van de palen. De korf kan zo over de paal, zonder te hoeven slijpen of de wapening aan te passen. Door te kunnen spelen met de lagen kunnen we de ophangwapening goed aanbrengen. Dan volgen er nog twee lagen bovennet, waarna de betonstort kan beginnen.” Tetteroo vult aan: “Ook bijzonder is een tool die samen met HYTORC is ontwikkeld, waarmee we onder water de GEWI-staaf kunnen oplengen en op moment kunnen zetten.”

Ten tijde van dit schrijven zijn er inmiddels 6 kuipen gestort en leeggepompt, van de 34 kuipen. Guis: “We werken op volgorde, een soort trein. We verwachten dat we nog 3 kuipen gestort hebben, voordat het Kerst is.”

Bijzondere dilatatiebalk

Normaal gesproken zou er tussen de tunnelsegmenten een dilatatieprofiel in den droge worden aangebracht. Tetteroo: “In de tender is besloten om prefab dilatatiebalken te maken naast de bouwkuip en deze in den natte te positioneren. Daar wordt dan aan weerszijden onderwaterbeton tegenaan gestort, om en om in stappen van 20 cm, om kantelen van de balk te voorkomen. Het maken, transporteren en hijsen is helemaal gefinetuned en echt bijzonder. Een dilatatiebalk weegt zelf 76 ton (!) en met hijsframe weegt de combinatie 90 ton. Een balk wordt dan ook met 3 kranen ingehesen. Het hijs- en transportframe is in samenwerking met Sarens ontwikkeld. Zij hebben voortreffelijk meegedacht aan de voorkant van het proces. Zonder de juiste partners red je het niet, bij dit soort projecten.” Wyns benadrukt: “Bedrijven zoals Sarens, BCS en Dyckerhoff Basal (beton) zijn belangrijk in de ontwerpfase, wij krijgen de juiste informatie van hen en kunnen hen als klankbord gebruiken.”

Het inhijsen van de 90 ton zware (inclusief hijsframe) dilatatiebalk.

Toleranties in het beton slim opvangen

Tetteroo zegt over de bekisting: “De bekisting is speciaal voor deze tunnel ontworpen, waarbij er veel overleg is geweest tussen het ontwerpteam van Kenneth, Hendriks Precon en BCS. Alles moest vooruit gevlochten kunnen worden, zodat op locatie  zo min mogelijk aan de wapening hoefde te worden aangepast. Het ontwerpteam heeft met BCS alle varianten in wapening bekeken, om tot een short list te komen. Daar is uiteindelijk een keuze uitgekomen. Om de toleranties van de (grillige) bovenkant van het onderwaterbeton op te vangen, hebbenwe met Hendriks een systeem ontworpen om de loze ruimtes tussen onderkant bekisting en bovenkant betonvloer snel af te kunnen dichten. De oplossing is gevonden in een systeem van paneeltjes van 1,5 meter, voorzien van zelf instellende hydrauliek. Met één druk op de knop kun je 15 cm hoogteverschil opvangen.”

Een leerzaam project

Net zoals bij de andere twee deelgebieden van De Groene Boog is deelgebied 2, de tunnel, een leerzaam project. Wyns: “We blijven streven naar innovatieve ontwerpen met zo min mogelijk materiaal. Dit project heeft ons veel lessen geleerd. Met de eis van Rijkswaterstaat dat de grondwaterstand niet mocht beïnvloed worden en de daaruit voortvloeiende keuze voor een gesloten bouwkuip met een gewapende onderwaterbetonvloer kwamen de uitdagingen, die we met succes het hoofd kunnen bieden. Dit is het soort project dat als ijkpunt werkt voor toekomstige duurzame ontwerpen.”