C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2003 3 65Het tunneltrac? bestaat uit eenopeenvolging van gesloten tunnel-delen, open tunnelbakken en toe-ritten [1] en is gedeeltelijk gelegenin of eigenlijk onder een nog teontwikkelen gebied `RotterdamNoordrand'. Deze locatie ligt glo-baal tussen de bestaande wijkenOverschie en Schiebroek tenzuiden van Rotterdam Airport.Het 1130 m lange diepwandge-deelte bevindt zich onder de aan-vliegroute van Rotterdam Airportenisonderverdeeldineengestem-pelde open bak, een ongestempel-de open bak en drie locaties waarde open bak wordt overkluisd. Deoverkluizingen worden toegepastbij de kruisingen met de Hof-pleinlijn,deAdrianalaaneninhetverlengde van de landingsbaanvan Rotterdam Airport ter plaatsevandezogenoemde`ERESA'-zone(Extended Runway End SafetyArea). Het ERESA-dak is vooralbedoeld om het veiligheidsniveauvan de hsl te garanderen terplaatse van een gevarenzone inhet verlengde van de start- en lan-dingsbaan van Rotterdam Air-port. Het diepwanddeel sluit tennoorden van het nieuw te bouwenviaduct over het hsl-trac? terplaatse van de Doenkade aan ophet onderwaterbetondeel van toe-rit noord.W a a r o m d i e p w a n d e nUiteraard mag het vliegverkeergeen hinder van de bouw onder-vinden. Als randvoorwaarde is inhet Programma van Eisen eenhoogtebeperking tijdens de bouwopgenomen. Dit zogenoemde ob-stakelvrije vlak bestaat uit eentweetal denkbeeldig trechtervor-mige vlakken voor respectievelijkdalende en stijgende vliegtuigen.Het is zonder toestemming vanRotterdam Airport verboden ommet materieel in het obstakelvrijevlak te komen.Uit deze vlakken blijkt dat terplaatsevanhethsl-trac?eenhoog-tebeperking geldt vanaf NAP+4,50 m (fig. 1). Het maaiveldni-veau ligt op circa NAP ?5,00 m.Kortom, een maximaal beschik-bare werkhoogte van 9,50 m. Deconventionele oplossing: een tun-nel of open-bakconstructie gefun-deerd op palen, gemaakt in eenopen bouwput, was hier vanwegede hoogtebeperking niet moge-lijk. Het diepwandconcept blijktonder deze omstandigheden debeste en de goedkoopste oplos-sing: in de grond gevormde con-structieve betonnen wanden, deDiepwanden bij Zestienhovening. J.P.M. Hogerwerf,HSL-cluster Zuid-Holland Midden/Delta Marine ConsultantsVoor de hsl ten noorden van Rotterdam is een tunneltrac? voorzien met eentotale lengte van 4040 m. Vanwege de plaatselijk beperkte werkhoogte wordteen deel hiervan uitgevoerd met diepwanden. In dit artikel komen het ont-werp en uitvoering ervan aan de orde.KM 6.631,5DoenkadeHofpleinlijnERESA-zonegestempeldobstakelvrije zoneKM 5.520diepwanden+ 4.500gestempelddiepwandgedeelte toerit noordopen bak+ 4.500geslotenongestempeldgestempeldKM 6.874KM 5.325klei teelaardeklei teelaardeklei teelaarde klei teelaarde4.250-N.A.P.(5.250-5.520)open tunnelN.A.P.(5.520-6.631,5)5.520diepwand gedeelte4250- 4.250- 4.250- 5.563- 5.372-G.K.vanHogendorpwegSoesterbergstraatBovendijkTeugeweg5.520.06,183.0ERESA ZONE5.910.06.631,5 - 6.9316.500 6.631,5openbak3.500-3.500-onderwaterbeton3.500-DoenkadeHofpleinlijnZwarteweg6.631.51 | Langsdoorsnede obsta-kelvrije vlakken terplaatse van ERESA-tunnel2 | Geologisch profiel terplaatse van het diep-wanddeelC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater b ou wcement 2003 366zogenoemde diepwandpanelen,die reiken tot in de waterafslui-tende laag van Kedichem. Depanelen worden ter plaatse van debetonvloer en eventueel aan debovenzijde op elkaar afgestem-peld door betonnen stempels ofdoor een tunneldek.G e o l o g i s c h p r o f i e lHet diepwanddeel bevindt zichin een droogmakerijcomplex enmoet als een kwelgebied wordenbeschouwd. Karakteristiek voorhet gebied is de Holocene dek-laag, bestaande uit veen en kleivan de Westlandformatie, welkeis gelegen op het Pleistocenepakket.DitPleistoceenwordtaan-gemerkt als het eerste watervoe-rend pakket. Onder dit pakketbevindtzicheenwaterscheidendelaag van de formatie van Kedi-chem, de zogenoemde Eemlaag.Het geologisch profiel ter plaatsevan het diepwanddeel is als volgtsamen te vatten (fig. 2):? Holoceen pakket van NAP?5,00 m tot NAP ?13,00 ??17,00 m;? zandpakket tot NAP ?32,00 ??35,00 m. Kenmerkend voordit eerste watervoerend pakketis dat de stijghoogte zichgemiddeld op NAP ?4,00 mbevindt. Dit is ruim 1 m bovenhet huidige maaiveld! Tevensblijkt uit metingen dat hetspanningswater brak is. Ver-zilting van het freatisch grond-water dient zoveel mogelijk teworden voorkomen;? Eemlaag vanaf NAP ?32,00 ??35,00 m. De onderkanten vande panelen steken minimaal1 m in de Eemlaag.O p e n - b a k c o n s t r u c t i eIn figuur 3 zijn principedoorsne-den gegeven voor de gestempeldeen de ongestempelde open bak.De paneelbreedte wordt bepaalddoor verschillende factoren zoalsde beschikbare uitvoeringstijd,het beschikbare materieel en degrondgesteldheid. Op basis hier-van is gekozen voor een breedtevan 6,50 m.De diepwanden van de gestem-pelde bak worden aan de boven-zijde voorzien van een door-gaande betonnen gording meteen doorsnede van 1,0 x 1,5 m2.Tussen deze gordingen wordende definitieve gewapend-beton-nen stempels aangebracht meteen hart-op-hartafstand van 6,50m (foto 4). De ontgraving heeftplaats vanaf de buitenzijde van debouwput, waardoor dit aanzien-lijk wordt vereenvoudigd. Bij hetnoordelijkediepwanddeelwordende stempels weggelaten vanwegede vereiste vrije hoogte van detrein en het later door derden aante brengen bovenleidingsysteem.Om het niveau te bereiken datnodigisomdevloertestortenzijnin het algemeen tijdelijke stem-pels nodig die pas verwijderdkunnen worden nadat de vloer isuitgehard. Deze stempels wordenaangebracht op het midden vanelk diepwandpaneel, dus met eenhart-op-hartafstand van 6,50 m(foto 5). Indien nodig is het diep-wandpaneel voorzien van extrabuig- en/of ponswapening.De diepwandpanelen sluiten wa-terdicht op elkaar aan met eenvoegprofiel. In de vloermotentussen de diepwanden en in delangsgordingen worden dilatatie-voegen aangebracht met eenonderlinge afstand van 26 m. Dedilataties stroken steeds met devoeg tussen twee tegenoverelkaarliggende diepwandpanelen.E R E S A - d e e lDe ERESA-zone is een strook meteen breedte van 150 m, 2 x 75 mvanaf het hart van de start- en lan-dingsbaan. In deze zone mogenin de eindsituatie geen obstakelsten opzichte van het maaiveldaanwezig zijn, noch in positieve,noch in negatieve zin. Vanwegede schuine kruising met de hsla. b.westooststempels 800x800 h.o.h. 6500westoost229016001600230016001600217068351500var.13009635var.16001500400var.800389055003770800120012001400 12960 1400157601000 12960 100014960LCLCLCLC22901600160023001600160021703890 5500 37703 | Principedoorsnedengestempelde en onge-stempelde open bak4 | Langsgording met beton-nen stempels voor openbakconstructieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2003 3 67betekent dit dat het diepwanddeelover een lengte van 300 m geslo-ten moet worden uitgevoerd.De tunnel bestaat uit een in-situdekconstructie die een inklem-ming vormt met de diepwandpa-nelen. Het ontwerp is conform degestempeldeopenbak,waarbijnuindeontgravingsfasestalenstem-pels, 2 x HE400A, h.o.h. 6,50 m,op een oplegnok van de langs-gordingen worden gemonteerd.Evenals bij de open bak heeft deontgraving vanaf de buitenzijdevan de bouwput plaats (foto 6).Nadat de vloer is gestort en de tij-delijke stempels zijn verwijderd,worden de staalprofielen in hetdak ingebetonneerd. In het dakworden dilatatievoegen aange-bracht, corresponderend met diein de vloer en de langsgordingen,om de 26 m.De kruising met de G.K. vanHoogendorpweg loopt over hetERESA-dak. Deze weg is tijdelijkomgelegdenwordtinhetvoorjaarvan 2003 weer teruggelegd, nadatdeeerstedakmotenvandeERESA-tunnel gereed zijn.Vanwege uitvoeringstechnischeredenen is ervoor gekozen dekruising met de Adrianalaan uitte voeren als een ERESA-dak.O n t w e r p a s p e c t e nDe waterdruk onder de vloerwordt via buiging afgedragenaan de diepwandpanelen. Om hetinklemmingsmoment te kunnenopnemen, worden vooraf terplaatse van de vloeraansluiting inde wapeningskorven van de diep-wandpanelen stekankers opgeno-men. Voor de verticale positie vande koppelingen is een tolerantievan plus of min 100 mm aange-houden. De toleranties in combi-natie met de minimale en/ofmaximale waterdruk zijn in deberekening verdisconteerd. Dedwarskrachtoverdracht wordt ge-realiseerd door ter plaatse van destekankers met multiplex eensponning te cre?ren. Nadat tus-sen de diepwanden gefaseerd isontgraven, worden het multiplexverwijderd, de sponning opge-ruwd en de staafeinden inge-draaid (foto's 5 en 7).Ten gevolge van de waterdruktegen de vloer ontstaat in hetpaneelgedeelte onder de vloer eentrekkracht. Deze wordt door wa-pening opgenomen en via wrij-ving afgedragen aan de dieperegrondlagen.De diepwandpanelen zijn ontwor-pen volgens CUR-rapport 166,veiligheidsklasse 3; de berekenin-gen zijn uitgevoerd met het pro-gramma M-sheet. De panelenworden beschouwd als damwan-den, bestaande uit lineair-elas-tisch materiaal. Door een iteratiefproces worden de benodigdewapening en de daarbij beho-rende fictieve elasticiteitsmodu-lus van de diepwand bepaald. Derelatie tussen het wapeningsper-centage en de buigstijfheid is ge-baseerd op de VBC 1995. Het wa-peningspercentage en daarmeede effectieve elasticiteitsmodulusvandediepwandkanvari?renmetde diepte. De wapeningskorvenzijn hierdoor circa 30 m lang enhebben een massa van gemiddeld18 ton (foto 8).V i a d u c t e n H o f p l e i n l i j ne n D o e n k a d eDe viaducten onder Hofpleinlijnen Doenkade bestaan uit prefabbrugdekconstructies. Vooral hetHofpleinlijnviaduct is een techni-sche uitdaging. In september vandit jaar moet tijdens een buiten-dienststelling van twintig dageneen wanden-dakconstructie wor-5 | Betonnen stempels, tij-delijke stalen stempelsen stekeinden voor openbakconstructie6 | Dubbele stalen stempelster plaatse van ERESA-dakC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater b ou wcement 2003 368den gerealiseerd. Dit betekent terplaatse van de aardebaan van deHofpleinlijn het maken van tiendiepwandpanelen en over eenlengte van circa 70 m het aan-brengen van een prefab dekcon-structie. Het dek wordt, nadat hetgemonteerd is en de dwarsvoor-spanning is aangebracht, in terplaatse gestort beton `moment-vast'aandediepwandpanelenver-bonden.C o m p a r t i m e n t e r i n g s -s c h e r m e nHet diepwanddeel is, vanwege di-verse kruisingen, opgesplitst inzevencompartimenten.Terplaat-se van de aansluitingen met deonderwaterbetondelen, de G.K.van Hoogendorpweg en de Hof-pleinlijn worden als comparti-menteringsscherm diepwandpa-nelen toegepast, bij de overigedwarsschermen een cementben-tonietwand in combinatie meteen steunberm.Met name de aansluitingen metde onderwaterbetondelen vereis-ten de nodige aandacht. Hier iservoor gekozen het diepwand-scherm constructief te verbindenmet de aansluitende vloerdelenom verplaatsingsverschillen tevoorkomen.U i t v o e r i n gZoals uit het geografisch profielblijkt, zal tijdens het ontgravenvan de sleuven het Holocenepakket worden doorbroken. Zon-der maatregelen vooraf zal hetspanningswaterviadesleufrecht-streeks naar het maaiveld stro-men. Om dit te voorkomen is hetgebied opgehoogd met circa 2 mzand. Na consolidatie van hetHolocene pakket worden de ge-leidebalken gesteld in een zand-terp. De bovenzijde komt overeenmet het maximale niveau van debentonietspoeling, NAP ?2,50 m(foto 9).De veiligheid op ontgraven van dediepwandpanelen (de zogenoem-de sleufstabiliteit) is afhankelijkvan de sleufafmeting (dus de pa-neelafmeting), de maximaal aan-wezige wateroverspanning tengevolge van de zandophoging enhet niveau van de bentonietspoe-ling in de sleuf. Uitgangspuntvoor de berekening is het reedsgenoemde maximale niveau vande bentonietspoeling.Uiteraard moet voorafgaand aandeontgravingswerkzaamhedendeaanwezigewaterspanningvanhet7 | Stekeinden voor aanslui-ting vloer met diepwand-paneel8 | Wapeningskorf diep-wandpaneel, gereed voortransport9 | Diepwandstelling inbedrijfC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2003 3 69Holocene pakket worden geveri-fi?erdbijdedichtstbijzijndewater-spanningsmeters.Aan de buitenzijde van elke zand-terp is een werkweg aangelegd.Omervanverzekerdtezijndathetstorten van het beton van depanelen een beheerst proces is, isde werkweg 1 m lager gelegd dande bovenkant van de geleidebalk.Met een lage graafmachine metingekorte giek wordt tussen degeleidebalken een sleuf gegravenvan 30 tot 35 m diep. Nadat desleuf op diepte is en de steun-vloeistof is geregenereerd (=schoongespoeld), wordt 's nachtseen wapeningskorf in de sleufgehangen. Voor het inhangen vande wapeningskorven zijn goedeafspraken gemaakt met Rotter-dam Airport. Vanwege de nachte-lijke sluiting van het vliegveld isontheffing verleend om van 2.45tot 5.15 uur met materieel doorhet obstakelvrije vlak te gaan. Ditgeldt van de nacht van maandagop dinsdag t.m. de nacht van vrij-dag op zaterdag. Elke nacht wordteen wapeningskorf voor een diep-wandpaneel ingehesen, geplaatsten op de geleidebalken gesteld.Afstandhouders zorgen ervoordatdewapeningskorfgecentreerdin de sleuf hangt.De volgende dag wordt het betongestort. Na verharding van hetbeton wordt de bovenste 800 mmverwijderd en worden de langs-gordingen gemaakt inclusief debetonnen stempels bij het diepedeel van de open bak. Bij deERESA-tunnel worden de stalenstempels aangebracht. De ontgra-ving heeft plaats in den droge. Nade eerste ontgravingsslag wordthet hulpwerk aangebracht om tenslotte te ontgraven tot het gewens-te niveau. Vervolgens worden destekeinden ingedraaid en devloerwapening gevlochten (foto10). Nadat de constructievloer isgestort, wordendetijdelijkestem-pels verwijderd en de vlucht- eninspectiepaden aangebracht. Deruimte onder de paden doet laterdienst als kabelgoot.T e n s l o t t eHet diepwanddeel is momenteelvolop in uitvoering en verlooptvolgens planning. Volgens con-tract wordt het eind november2004 opgeleverd. sL i t e r a t u u r1. Castenmiller, J.C.M., Trac?met toekomstwaarde; Cut &Cover-Tunnel RotterdamNoordrand. Cement 1999,nr. 6.10 | Vloerwapening
Reacties