ir. H.F.A. van Kampen en ing. P.J.M. de Vreede,Projectbureau Randstadrail RotterdamHet totale project in Rotterdam behelst de realisatie vandrie civieltechnische bouwstenen: een tunnelverbindingmet ondergronds station tussen de Hofpleinlijn enRotterdam CS, het nieuwe metrostation CS en het boven-grondse trac? inclusief haltes ter opwaardering van deHofpleinlijn naar RandstadRail-exploitatie. Dit thema-nummer behandelt hoofdzakelijk de voorbereiding vande tunnelverbinding in Rotterdam, het deelprojectStatenwegtrac?. Het bestek van dit trac? is om plan-ningstechnische redenen als eerste van de deelprojectenin Rotterdam aanbesteed, en sinds de gunning op 24februari 2004 is het werk in volle gang.Voor de samenhang worden hier ook het nieuwemetrostation CS en de bovengrondse haltes be-schouwd. De voorbereidingen van de deelprojectenzijn niet parallel verlopen en kennen hun eigen dy-namiek. Ze worden weliswaar separaat aanbesteed,maar hebben qua planning een duidelijk relatie diemet name wordt gedicteerd door de streefdatumvoor het volledig in exploitatie nemen van Rand-stadRail.B o o r t u n n e l d o o r d e b i n n e n s t a dHet zoveel mogelijk bundelen van infra is eenbewust en belangrijk uitgangspunt geweest bij deafweging van mogelijke trac?s. Tijdens de voorbe-reiding van de trac?keuze is ook overwogen welketechnieken het best kunnen worden toegepast voorde realisatie van de tunnelverbinding. Conven-tionele methoden met bouwputten, wanden-dak ofzelfs afzinken zijn zonder meer toepasbaar en inRotterdam veelvuldig toegepast bij de bouw van on-dergrondse stations, metro- en spoortunnels.Voorafgaand aan het trac?-besluit in november1999 is aanvullend tevens de mogelijke toepassingvan een boortunnel beschouwd.Op basis van een haalbaarheidsonderzoek dat insamenwerking met het Duitse, in boortechniekgespecialiseerde ingenieursbureau Maidl & Maidl(IMM) werd uitgevoerd, is uiteindelijk gekozen vooreen boortunnel in combinatie met conventioneletunneldelen. Verschillende argumenten spraken inhet voordeel van de boortunnel. Deze techniek begondestijds ook in Nederland concreet gestalte te krijgendoor toepassing in projecten met specifiek Neder-A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pI n f r a s t r u c t u u rcement 2005 18Tunnel en ondergronds station, metrostation en bovengronds trac?DRIE BOUWSTENEN1 |Vroegtijdig in het ont-werpproces werd deafweging gemaakt om tekiezen voor uitvoeringvan twee enkelsporigetunnelbuizen (a) of voor??n dubbelsporige tun-nelbuis (b).hoofdasb.s.spoorasspooras65001300900520031003505800350spoorasspooras10100550 55011200630036509007550ablandse (slappe) bodemomstandigheden. Door hetstratenpatroon van de brede Statenweg te volgen kanonder de weg worden geboord in plaats van onder ofin de directe nabijheid van gebouwen. Kruisen enpasseren van belangrijke infrastructuren met con-ventionele tunneltechnieken brengt grote hinder enzelfs tijdelijk een gedeeltelijke obstructie met zichmee. Boren beperkt de overlast voor de stad in zeerbelangrijke mate; in vergelijking met een volledigconventionele tunnel zijn er voordelen zowel quakosten als tijd.De keuze voor uitvoering van een boortunnel in hetStatenwegtrac? heeft een complexe, maar uitdagen-de ontwerpfase ingeluid. Naast de constructieveaspecten van een boortunnel waren belangrijkeaandachtspunten bij de uitwerking (in willekeurigevolgorde):? obstakels in de ondergrond;? ondiepe ligging van de boortunnel nabij de aan-sluitingen op de Hofpleinlijn, station Blijdorp enmetrostation CS;? ??n of twee tunnelbuizen;? veiligheid voor reizigers bij brand;? trillingshinder naar de omgeving;? passage van infrastructuren, met name NS-em-placement en Goudselijn;? diepe bouwputten voor start- en ontvangst-schacht van de tunnelboormachine.Met de keuze voor een boortunnel kon vervolgens,rekening houdend met de fysieke en functionelerandvoorwaarden, een verticaal alignement wordenvastgesteld. Om aanvullende maatregelen zoveelmogelijk te beperken, is met de RET overeengeko-men een helling van maximaal 1 op 22,2 (4,5%) toete passen, voor metro-exploitatie betrekkelijk steil.Dit heeft vooral voordeel opgeleverd bij de kruisingmet het NS-emplacement, waarmee de uitvoeringvan grootschalige grondverbeteringen vanaf hetemplacement zelf kon worden voorkomen.Een belangrijke en bepalende afweging moestvroegtijdig in het ontwerpproces worden gemaakt,namelijk kiezen voor uitvoering van twee enkelspo-rige tunnelbuizen (fig. 1a) of voor ??n dubbelspori-ge tunnelbuis (fig. 1b). Daartoe werden al bij aan-vang van de voorontwerpfase beide boortunnelva-rianten in het Statenwegtrac? geprojecteerd en zijnhet ontwerp en verticaal alignement op hoofdlijnenuitgewerkt. Vervolgens bleek uit afweging dat eenoplossing met twee enkelsporige tunnelbuizen(? 6,5 m) de voorkeur heeft boven een oplossingmet ??n dubbelsporige tunnelbuis (? 11,2 m). Hetvoordeel van twee tunnelbuizen komt voort uit delagere kosten, de kleinere boorrisico's, een kleinerediepteligging en een middenperron bij het stationBlijdorp, wat de gebruiksvriendelijkheid en brand-veiligheid voor reizigers ten goede komt. Het na-deel is, en dat was zeker een van de belangrijkeredenen voor een afweging, dat niet zoals bij eendubbelsporige tunnelbuis eenvoudig voor brandvei-ligheid een compartimenteringswand kan wordengerealiseerd met vluchtdeuren. Maar door elke350 m een dwarsverbinding tussen de tunnels uit tevoeren, is ook met twee tunnelbuizen een aantoon-baar voldoende veilig infrastructuursysteem ont-worpen. Daarbij is uitgegaan van een zogenaamdSafe Haven veiligheidsconcept.A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pI n f r a s t r u c t u u rcement 2005 5 92 |Het Statenwegtrac?geprojecteerd op de bin-nenstadD e s i g n & C o n s t r u c t o f R A W - b e s t e k ?In tegenstelling tot wat wellicht bij boortunnels wordt verwacht, is het bestek voorhet Statenwegtrac? geen onderdeel van een Design & Construct-contract, maaropgesteld conform de traditionele RAW-systematiek. Reeds in een vroeg stadiumwerd hiervoor gekozen. Belangrijke beweegredenen waren onder meer de complexeomgeving en randvoorwaarden langs het sterk stedelijke trac? en de veelal lange pro-cedures met betrekking tot ruimtelijke ordening, milieu en vergunningen van infra-beheerders. Daarbij heeft ook de bekendheid van het Ingenieursbureau vanGemeentewerken Rotterdam met ondergronds bouwen in het Rotterdamse gebiedeen belangrijke rol gespeeld.Voor specifieke onderdelen, met name voor de boortunnel, is binnen de RAW-syste-matiek wel een ontwerpvrijheid of een programma van eisen opgenomen. Zo is eenuitvoerig PvE opgesteld ten aanzien van:? tunnelboormachine (type vloeistof of EPB is vrijgelaten);? boorproces, inclusief monitoring van het boorproces en van de boortunnel;? scheidingsinstallatie (bij inschrijving met een vloeistofschild);? ontwerpuitwerking en productie van de lining voor de boortunnel;? monitoring van de omgeving (zettingen, deformaties gebouwen en kunstwerken,infrastructuur, trillingen en grondwaterstanden).Het Statenwegtrac? heeft een ontwikkelde lengte vancirca 2,9 km, waarvan circa 2,4 km zal wordengeboord. Er wordt geboord met ??n tunnelboorma-chine (TBM) die wordt gemonteerd in de start-schacht nabij het Sint Franciscus Gasthuis. Zij wordtdoorgesleept in de bouwkuip van het station Blijdorpen eindigt in de ontvangstschacht in de Conradstraatdirect ten zuiden van het NS-emplacement vanRotterdam CS. Vervolgens wordt de TBM gedemon-teerd en getransporteerd naar de startschacht om aande tweede boorcyclus te beginnen (fig. 2).Profiel van vrije ruimte in de boortunnelHet functioneel profiel van vrije ruimte (PVR) iseen maatgevende eis voor de vaststelling van de be-nodigde diameter van de tunnelbuis. Bepalend voorde benodigde ruimte zijn:? statisch en kinematisch profiel van het treinma-terieel;? afmetingen spoorwerk en railopstortingen;? verkantingen in bochten;? looppad;? installaties, apparatuur;? kabels en leidingen;? pompput;? bouwtoleranties en vervormingen.Een tunnelbuis met een minimale binnendiametervan 5,8 m bleek voldoende PVR te leveren om, reke-ning houdend met toleranties en vervorming, alleelementen onder te kunnen brengen. Uitgaandevan een constructieve dikte van 0,35 m voor debetonnen tunnellining komt dat neer op een bui-tendiameter van 6,5 m. Binnen zekere grenzen isde detailuitwerking van de tunnellining in hetbestek vrijgelaten aan de aannemer. Dat geldt even-eens voor de keuze voor de diameter van het TBM-schild waarbinnen de tunnelbuis uit segmentenwordt opgebouwd. Daarmee is de uiteindelijke dia-meter van de tunnelbuis een bescheiden ontwerp-variabele geworden, waarbij in elk geval de binnen-diameter groter of gelijk moet zijn aan 5,8 m.Civieltechnisch en architectonisch ontwerp in vogelvluchtHet verticaal alignement van de boortunnel is z?gekozen dat de boortunnel voor het overgrote deelvan het trac? volledig in het Pleistocene zand, zo'n25 tot 30 m onder maaiveld, is geprojecteerd. Ditheeft zowel voordelen op constructief als op uitvoe-ringstechnisch gebied. In de regel kon overal langshet alignement worden volstaan met de toepassingvan een betonnen tunnellining die ontwerptech-nisch in langsrichting door constructieve nokken isgekoppeld (kom-nokverbinding). Om binnen degestelde uitgangspunten en voorwaarden een fysie-ke aansluiting te realiseren met de bestaandeHofpleinlijn en met metrostation CS, ontkomen deontwerpers niet aan een voor boortunnels onge-bruikelijk hoge ligging nabij de uiteinden van hettrac?. Het deels in het pleistocene zand en deels inslappe klei- en veenhoudende bodemlagen situerenvan de tunnelbuis had de nodige aanpassingen totgevolg. Ook bij de aansluiting met station Blijdorpis na een optimalisatie-onderzoek voor een relatiefhoge ligging van de boortunnel gekozen. Dit komtde gebruiksvriendelijkheid van het diepe station tengoede, en hierdoor zijn minder diepe en kostbarebouwputten nodig.Onder het meest zuidelijke deel van het NS-emplace-ment kon de betonnen tunnellining niet meergehandhaafd blijven. Vanwege de keuzecombinatie`boren onder het emplacement', `fysieke aansluitingop het nieuwe metrostation' en `zo min mogelijkA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pI n f r a s t r u c t u u rcement 2005 110A a n b e s t e d i n gDe Europese aanbesteding van het Statenwegtrac?vond openbaar en zonder voorselectie plaats. Het gun-ningscriterium was laagste prijs, mede omdat de verre-gaande uitwerking, optimalisaties en risicobeschou-wingen tijdens de voorbereiding geen directe aanleidinggaven voor gunning op basis van de economisch meestvoordelige aanbieding.Het werk werd uiteindelijk gegund aan de ??n nalaagste inschrijver: aannemerscombinatie SATURN(Samenwerking Tunnelrealisatie Nederland), eencombinatie die bestaat uit Dura Vermeer en tweeDuitse partners, Walter Bau AG en Z?blin. Dezewerkwijze leidde tot enige commotie. De gemeentewerd evenwel, in haar voornemen de laagste inschrij-ver te passeren, in een kort geding in het gelijk gesteld,omdat deze gegadigde niet aan de gestelde gunnings-criteria voldeed.3 |Fysieke koppeling tussenRandstadRail en metroter plaatse vanRotterdam CS(foto: Aeroview)werkzaamheden vanaf het spoor', komt de boortun-nel voor een te groot deel van de doorsnede in deslappe bodemlagen te liggen. Daarom wordt in com-binatie met grondverbeteringen lokaal een stalentunnellining onder het NS-emplacement toegepast.De maatregelen zijn ontwerptechnisch uitgewerkten in het bestek voorgeschreven, met dien verstan-de dat het de aannemer wel vrijstond voor het ver-dicht zandlichaam ten noorden van de Goudselijnen de stalen lining bij station Blijdorp een alterna-tief uit te werken.De diepe ligging van de boortunnel noodzaakt totuitvoering van diepe bouwkuipen, in ieder gevalvoor de start en ontvangst van de TBM. Deze bouw-kuipen worden volgens het polderprincipe uitge-voerd met diepwanden die reiken tot in de laag vanKedichem, een meters dikke leemlaag die sterkwaterremmende eigenschappen bezit. Aansluitendworden de bouwkuipen uitgevoerd met combiwan-den en damwanden met een vloer uit onderwater-beton. Binnen de bouwkuipen worden vervolgensde conventionele tunnels uitgevoerd. Voor de start-schacht in de St. Franciscus Driehoek is dat pasmogelijk wanneer de logistieke functie in de aan-en afvoer voor de boortunnel komt te vervallen.Een speciaal geval vormt het constructief en bouw-kundig ontwerp van station Blijdorp. Dit stationweerspiegelt een optimale integratie van architec-tuur, functie en constructie. Met de keuze voor delocatie van het station en de uitvoering van eenboortunnel zijn wel elementaire randvoorwaardenvoor zowel het architectonische als constructieveontwerp opgelegd:? de bouwkuip functioneert als start- en ontvangst-schacht voor de TBM, waarvoor een vrije werk-hoogte nodig is voor het doorslepen van de TBMen afzetkrachten kunnen worden opgenomen;? de grote diepte van het station, bovenkant spoor-niveau (B.S.) op NAP -18 m, levert direct een ont-werpopgave voor de gebruiksvriendelijkheid enbrandveiligheid voor reizigers;? ter plaatse van het plantsoen is de beschikbarebreedte beperkt, de minimaal benodigde breedtewordt maatgevend bepaald door de beide tunnel-buizen en de in acht te nemen tussenafstand;? de ruimte tussen beide tunnelbuizen is aan eenminimum gebonden in verband met het boor-proces (orde eenmaal de buisdiameter).H e t n i e u w e m e t r o s t a t i o n C SMet de komst van RandstadRail en HSL is het sta-tionsgebied van Rotterdam CS onderwerp vanintensieve ruimtelijke en bouwkundige planvor-ming geworden. Rotterdam Centraal ondergaat eentotale herinrichting van het stationsgebied, met alselementaire civiele bouwstenen een nieuw metro-station en een bovengrondse openbaar vervoerster-minal (OV-terminal). Deze terminal is geprojec-teerd tussen het NS-emplacement, hetGroothandelsgebouw, de hoogbouw van NationaleNederlanden en het Weena. Verticaal is het deelsgeprojecteerd boven het NS-emplacement en hetnieuwe metrostation CS. De OV-terminal wordtvoorzien van een ontsluiting naar de verschillendevervoersmodaliteiten; de reizigersafwikkeling zalcentraal binnen de terminal gaan plaatsvinden.Voor de fysieke aansluiting van RandstadRail op demetro en een vloeiende afwikkeling van een groei-end reizigersaanbod, zal het huidige metrostationRotterdam CS worden verbouwd tot een groter enmoderner station (fig. 3). Momenteel is metrosta-tion CS nog een tweesporig kopstation waar demetrovoertuigen keren. Tijdens de verbouwing zul-len zowel de Erasmuslijn als Rotterdam CS enomgeving als vervoersknooppunt naar behorenmoeten blijven functioneren.Het nieuwe metrostation is ontworpen als een drie-sporig station met eilandperrons op het niveau mintwee onder het stationsplein. B.S. is geprojecteerdop NAP - 8,80 tot - 9,25 m. Na realisatie zullen duszowel lightrail- als metrovoertuigen op CS stoppen,waarbij de eerste in beide richtingen rijden terwijlde metro's keren. Het station wordt ontsloten viatwee hoofdingangen: de noordelijke komt uit in deOV-terminal en de zuidelijke direct in de buiten-ruimte. Daarnaast wordt het station aan de westzij-de ontsloten naar de Conradstraat, waar het toe-komstige busstation is geprojecteerd.A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pI n f r a s t r u c t u u rcement 2005 5 11C A R - V e r z e k e r i n gDe omstandigheden voor het afsluiten van verzekerin-gen voor ondergronds bouwen en in het bijzonder voorboortunnels waren de afgelopen jaren niet gunstig. Metname de slepende kwestie in Amsterdam rond de ver-zekering van de Noord/Zuid-lijn heeft zaken op scherpgezet. Besloten werd een bij IGWR gebruikelijk verze-keringstraject in te gaan voor het verkrijgen van eenConstruction All Risks-verzekering (CAR) voor hetStatenwegtrac?. Hiervoor is door de afdeling Schade-en Verzekeringszaken van GWR een speciaal verzeke-ringsbestek op de Europese markt gebracht. Na eenperiode van informatie-uitwisseling en onderhandelingmet gegadigden is met het bestek als basis een CAR-polis afgesloten. De leidende verzekeraars zijn Allianzen Praevenio, aangevuld met andere verzekeraars meteen kleiner aandeel in de inschrijving. Een belangrijkevoorwaarde van de verzekeraars voor het verstrekkenvan een CAR-verzekering was de inzet van een riskcontroller tijdens de uitvoering van het werk, gekoppeldaan een informatieplicht van zowel opdrachtgever alsaannemer.Bij dit type projecten met dubbel bodemgebruik iseen goede afstemming van ontwerp, planning enfasering voor de ondergrondse en bovengrondsedeelprojecten een vereiste. De concrete voorberei-ding van RandstadRail heeft echter altijd een fasevoorgelopen op die van de bovengrondse ontwikke-lingen op het Stationsplein. Dit maakte de afstem-ming bijzonder complex, zowel voor het ontwerpals de fasering van alle werkzaamheden op hetplein.Na afweging van verschillende opties is voor hetmetrostation CS bestekstechnisch gekozen vooreen oplossing met een knip, waarbij de uitvoeringvan de bouwkuip voor het metrostation separaatvan de uitvoering van het eigenlijke nieuwe metro-station wordt aanbesteed. Beoogd wordt een fase-ringsvoordeel te halen, zodat bij de uitwerking vanhet nieuwe metrostation nog zoveel mogelijk reke-ning kan worden gehouden met de ontwikkelingenrond de uitwerking van Rotterdam Centraal.De bouwkuip van metrostation CS wordt geheeluitgevoerd met diepwanden die reiken tot in de laagvan Kedichem. Uitzondering hierop is de oostelijkekopwand die grenst aan de hoogbouw vanNationale Nederlanden. Hier lag namelijk de spe-ciale ontwerpopgave om een dichte bouwputwandte realiseren waarbij het metroverkeer volledig ope-rationeel moest blijven. Gekozen is voor de uitvoe-ring van een boogvormig vrieslichaam rondom debestaande metrotunnel die aansluit op de diepwan-den (fig. 4). Daarmee wordt het voordeel van eenbetrouwbare waterdichte bouwputwand gecombi-neerd met een voor een vrieslichaam gunstigebelastingsafdracht via normaalkrachten. Het boog-vormig vrieslichaam is in het tweede bestek opge-nomen om de vriesduur te beperken. En, medegezien de complexiteit van de uitvoeringswijze, omde verantwoordelijkheid voor een zorgvuldige uit-voering zo `voelbaar' mogelijk te leggen bij de aan-nemer die ook binnen een waterdichte kuip moetwerken. Hoewel de toepassing van vriestechniek opzichzelf niet uniek is, betekent het boogvormigvrieslichaam met zijn functie, afmeting en vormabsoluut een primeur in Nederland ? en wellichtook daarbuiten.B o v e n g r o n d s e h a l t e s H o f p l e i n l i j nIn het Rotterdamse deel van RandstadRail zullenvanaf de boortunnel tot aan de grens van deStadsregio vier nieuwe bovengrondse haltes wor-den gerealiseerd (fig. 5). Het betreft de haltesMelanchtonweg, Wilgenplas/Meijersplein, Roden-rijs en Berkel-Westpolder. Deze haltes bevindenzich langs de bestaande Hofpleinlijn. Architectuuren ontwerp voor de haltes worden verzorgd doorhet Ingenieursbureau van Gemeentewerken Rot-terdam.Per halte verschilt de partij die de aansluiting vande haltes op de omgeving ontwerpt. Uitgangspunthierbij is dat de halte en omgeving een goed toe-gankelijk en sociaal veilig geheel vormen. Voor allehaltes geldt dat de Hofpleinlijn tijdens de uitvoe-ring operationeel zal blijven. Het basisontwerp vande haltes bestaat uit toegangsgebouwen op, al danniet verlaagd, maaiveldniveau. In de hallen zijntourniquets aangebracht die zorgen voor een geslo-ten toegangsregime. Na het passeren van de tourni-quets kunnen via een lift of trappen de perrons wor-den bereikt.De toegangen van de haltes sluiten aan op eenbestaand viaduct of een onderdoorgang. Na inge-bruikname hoeven de sporen niet meer gelijkvloerste worden gekruist. De gebouwen bestaan qua ont-werpprincipe uit betonnen constructies met eenglazen pui en ze worden opgetrokken naast eenpermanente kofferdamconstructie. De kofferdambestaat uit damwanden aan weerszijden van despoorbaan die via ankers permanent aan elkaar zijngekoppeld en voldoende opsluiting van het baanli-chaam bieden. De betonnen perrons zijn gefun-deerd op palen. A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pI n f r a s t r u c t u u rcement 2005 11220mtechnische ruimtenb.k. vloer = N.A.P. -4,650N.A.P.=00004 |Bouwkuip voor het nieu-we metrostation CS metboogvormig vriesli-chaam als kopwand5 |Doorsnede bovengrondsstation Melanchtonweg