C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTunnelbouwHet trac?deel van de Noord/Zuid-lijn tussen Amsterdam-Noord enhet Centraal Station ligt in eencomplexe omgeving vanwege deaanwezige vaarwegen het IJ en hetNoordhollandschkanaal, de Sixha-ven, alsmede de ligging van dehuidige IJ-verkeerstunnel (fig. 1).Ook vanuit historisch oogpuntdient dit traject op zorgvuldigewijze te worden ingepast nabij demonumentale sluizen bij demonding van dit kanaal (fig. 2).In Amsterdam-Noord bevindt demaaiveldligging van de metrolijnzich in de middenberm vande Nieuwe Leeuwarderweg. Terhoogte van de Van Hasseltweggaatdemetrolijninzuidelijkerich-ting over in een gesloten metro-tunnel. De toerit van de metrotun-nelkruisthierdenoordelijketoeritvandeIJ-verkeerstunnel.Hettrac?van de metrolijn ter plaatse is ge-projecteerdopkorteafstandvanenparallel aan het Noordhollandsch-kanaal.Viahetschiereilandtussende schutsluizen Willem I en Wil-lem II bereikt de metrotunnel metbovenkant spoor (BS) op eendiepte van circa NAP ?15 m deoever van het IJ en steekt dan overnaar het metrostation onder dehuidige middentunnel van hetCentraal Station. Het diepste punt(BS) van de tunnel wordt bereiktonder de vaargeul van het IJ en be-draagt NAP ?18,6 m.OpdezuidelijkeIJ-oeverzaldeme-trotunnel aansluiten op het tebouwen metrostation onder de DeRuijterkade en het Centraal Sta-tion (fig. 3). In het kader van hetproject IJsei (IJ-zijde Stationsei-land: een nieuw busstation en eenauto-onderdoorgang ten noordenvan het Centraal Station) wordteen kistdamconstructie evenwij-dig aan de bestaande kade langshet IJ gemaakt. De oude kade ende steigers worden gesloopt.V a s t l e g g i n g a l i g n e m e n tUitgangspunt voor het projectwas dat een economisch en doel-matig ontwerp moest worden ge-maakt, binnen de randvoorwaar-den die vanuit de stedelijke om-geving zijn opgelegd. Voor toe-komstige uitbreidingen van hetmetronet worden de voorinveste-ringen geminimaliseerd.De afzinktunnel onder het IJ isontworpen als een tweesporigemetrotunnel. Het noordelijk aan-sluitende baanvak van de in situtunnel Sixhaven omvat drie spo-ren: een wachtspoor en twee door-gaande sporen. Verder in noor-delijke richting is weer sprake vaneentweesporigetunnel.OnderhetCentraal Station en de De Ruijter-kade wordt een tweesporig metro-station aangelegd. De afzinktun-nel onder het IJ sluit hierop aan(fig. 4).Bij het ontwerp van de spooralig-nementen is reeds geanticipeerdop een toekomstige uitbreidingvan het metronet met een aftak-kende lijn naar Zaanstad en de re-alisatievaneenextrametrostationSixhaven. Het eindbeeld gaat uitvan een aftakking voor de Zaan-lijn ter hoogte van de Willem I-sluis, die via de Hagendoornwegin westelijke richting afbuigt. Delay-outvaneentoekomstigstationSixhaven is gebaseerd op vijfsporen en twee eilandperrons. Detunnelconstructie wordt echter ineerste instantie qua geometrie af-gestemd op drie sporen. Welworden op de geprojecteerde sta-tionslocatie de inwendige hoogtevan de tunnel en de constructievan het tunneldak reeds voorbe-reid op een toekomstige verbre-ding voor de aftakking en hetstation Sixhaven.De diepteligging van de metro-tunnel onder het IJ moest wor-den afgestemd op de voorgeno-men aanpassing van de vaargeulin het IJ. In verband met de reali-satie van het busstation op de DeRuijterkade wordt de vaargeulverschoven in noordelijke rich-ting. Voorts moest rekening wor-cement 2004 230Afzinktunnel meest passende oplossing voor specifieke omstandighedenKruising metrotunnel met het IJir. R. de Boer, Adviesbureau Noord/Zuidlijn v.o.f. / Witteveen+Bosir. M.R. Kraneveld, Projectbureau Noord/ZuidlijnTen noorden van het Centraal Station in Amsterdam kruist de Noord/Zuidlijnmet een zinktunnel het IJ. De vier elementen voor deze zinktunnel worden ineen bouwdok op de noordoever van het IJ gebouwd. Deze bouwwijze bleekhet meest passend voor de specifieke omstandigheden ter plaatse. Dit jaarwordt het bouwdok aangelegd en vanaf 2005 worden de zinktunnelelemen-ten vervaardigd.1 | Situatiekaartje metgeprojecteerde tunnel enbenoeming onderdelenTCgrensvaargeulgrenszeevaartgeulgrensvaargeulgrenszeevaartgeulschutsluis Willem IIIJ TUNNELvoorhaven van het Noordhollandsch kanaalzinktunnelhet IJschutsluis Willem Iinsitu tunnelSixhavenNoordhollandsch kanaalCentraal stationschuiven gebouwC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTunnelbouwden gehouden met de verdiepingvan de vaargeul voor de steedsgrotere cruiseschepen die de Am-sterdamse haven aandoen. De in-passing van een station Sixhaveninclusief de aftakking naar Zaan-stad is bepalend voor de dieptelig-ging van de aansluitende tunnelop de noordoever. Aan de zuidoe-ver wordt de diepteligging opge-legd vanuit het metrostation CS.R a n d v o o r w a a r d e nBij het ontwerp en de uitvoeringvan de Noord/Zuidlijn moet na-drukkelijk rekening worden ge-houden met de omgeving. Na vol-tooiing van de metrolijn wordt deoorspronkelijke situatie zoveelmogelijk teruggebracht. Zo moetde jachthaven tijdens en na debouw van de tunnel kunnenblijven functioneren. Voor dewoonbootbewoners in de Sixha-ven worden kostbare tijdelijkemaatregelen getroffen en is zelfseen nieuwe tijdelijke haven aan-gelegd.Gezien de monumentale waardevan de Willem I-sluis moet ditobject bij de bouw van de metro-lijn worden gespaard en het risicovan schade aan de sluis gemini-maliseerd.Het gemeentelijk Havenbedrijfstelt als eis dat gedurende debouw van de Noord/Zuidlijn dehindervoorhetvaarverkeerophetIJ en het Noordhollandschkanaalminimaal is. Gehele of gedeelte-lijke stremmingen van de vaar-wegen zijn slechts incidenteeltoegestaan.De metrotunnel doorsnijdt opmeerdere plaatsen de hoofdwater-keringen langs het IJ. Een risico-beschouwing wees uit dat hetnoodzakelijk is de metrotunnelvan de Noord/Zuidlijn te voorzienvan noodwaterkeringen. Dit ominundatie van het stedelijk gebiedviademetrotunnelbijeengroteca-lamiteit te voorkomen. De nood-waterkeringen worden gereali-seerd op de locaties Sixhaven, DeRuijterkade en Prins Hendrik-kade, plus een extra noodkering inde bestaande Oostlijn van de me-tro. De noodwaterkering Sixhavenis ondergebracht in een schuiven-gebouw dat tevens de overgangvormt tussen de afzink- en de insitu tunnel. De kering op de zuid-oever vormt onderdeel van hetstijgpunt van het metrostation CS.A f w e g i n g b o u w t e c h n i e kBij de voorbereiding van hetproject zijn diverse studies uitge-voerd naar de meest optimalebouwtechnieken voor de diversetrac?delen van deze metrolijn.Voor de kruising met het IJ isgekozen voor een betonnen af-zinktunnel, omdat met dezebouwtechniek de hinder voor hetscheepvaartverkeer tijdens debouwzoveelmogelijkkanwordenbeperkt. De afzinkmethode is eeninmiddels veelvuldig toegepasteen bewezen techniek, waardoorhet risicoprofiel relatief gunstigis. Bovendien kan de dieptelig-ging van de tunnel in relatie tothet gewenste spooralignementworden geoptimaliseerd. Voorhet aansluitende noordelijk ge-legen trac?deel is uitgegaan vaneen traditionele in situ te bouwentunnel in een gesloten bouwkuip.De boortunneltechniek die voorhet trac?deel in de binnenstad hetmeest geschikt bleek, kan nietworden toegepast bij de kruisingmet het IJ en het Centraal Station.De vereiste diepteligging voor eenboortunnel ter plaatse van het IJsluit niet aan op het gewensteniveau van het metrostation on-der CS. Gezien de relatief slechtegrondgesteldheid in het IJ zoueen boortunnel namelijk zeerdiep komen te liggen. Tevensworden de risico's van borenonder het monumentale stations-gebouw en de perronkappen tegroot geacht. Bij het stationsge-deelte dat onder het CentraalStation komt, zal ook de afzink-methode worden toegepast.cement 2004 2 312 | De monumentale WillemI-sluis3| Op deze locatie aan het IJkomt de metrotunnelC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTunnelbouwDe drie elementen voor de af-zinktunnelonderhetIJenhetCS-zinktunnelelement worden ge-bouwd in een bouwdok op delocatie Sixhaven. Dit bouwdok istevens de bouwkuip voor de laterte realiseren (in situ) tunnelsec-ties op deze locatie. Deze bouw-wijze is gekozen omdat, volgensde toenmalige projectplanning,voor de Noord/Zuidlijn geen ge-schikte dokken op economischhaalbare afstand van Amsterdambeschikbaar zijn. Tevens is debouwkuip voor de in situ tunnelop eenvoudige wijze geschikt temaken als bouwdok en staat deprojectplanning een seri?le bouwvan de afzinkelementen en de insitu tunnel toe.A f z i n k t u n n e l i n d e t a i lDe afzinktunnel onder het IJbestaat uit drie zinktunnelele-menten met elk een lengte van141,6 m. De totale lengte van deafzinktunnel bedraagt zodoendecirca 425 m. Daarvan ligt 310 monder het IJ en 115 m onder delandtong tussen de Sixhaven enhet Noordhollandschkanaal. Deovergang tussen afzinktunnel enhet schuivengebouw van het insitu deel wordt bepaald door demaximale (economisch haalbare)diepte van de bouwkuip.Voor de diepteligging van detunnel is het toekomstige bodem-profielvanhetIJbijeenminimaledekking op de tunnel van ??nmeter maatgevend. Het diepstepunt van de onderzijde van detunnel ligt op NAP -20,8 m. Debodem van het IJ ligt daar op NAP-12,1 m volgens het nieuwe pro-fiel. Bij een gemiddeld waterpeilvan NAP -0,4 m ligt het tunneldakop het diepste punt 12,7 m onderde waterspiegel.Ter plaatse van het IJ heefthet spooralignement een horizon-tale boog van 1200 m en eenverticale onderboog van 2000 movergaandinovergangsbogen,watresulteert in dubbel gekromdetunnelelementen. De tunneldoor-snede wordt gedicteerd door hetprofiel van vrije ruimte behorendbij het drie meter brede metroma-terieel. Tussen de beide sporenwordt een niet-dragende midden-wand aangebracht, met aanweerszijden vluchtpaden. Demiddenwand fungeert als rook-scheidingswand in geval van cala-miteiten (fig. 5). Indien een me-trotreinstel bij brand in dezinktunnel tot stilstand komt,kunnen reizigers via vluchtdeu-ren in de middenwand naar denaastgelegen veilige tunnelbuisvluchten. Via de vluchttrappen inhet schuivengebouw Sixhaven ofDe Ruijterkade kunnen zij hetmaaiveld bereiken.De tunneldoorsnede is over eengroot deel van de afzinktunnelconstant van vorm, met uitwen-digeafmetingenvan12,8x7,6m2.Bij het noordelijke IJ-elementneemt de breedte in verband metde waaierende spoorligging toe.Het tunneldak is 0,75 m dik. Dewanddikte bedraagt 0,95 m en devloerdikte is 0,9 m. De tunnelwordt uitgevoerd in betonsterkte-klasse B 35. Ter vergroting van dedwarskrachtcapaciteit worden zo-wel de wanden aan de onderzijdeals het tunneldak voorzien vanvouten. De maatgevende boven-belasting voor de tunnel treedt opter plaatse van de oever aan denoordzijde. De gronddekking be-draagt hier circa 10 m. Na afzin-ken wordt een laag van 0,6 mballastbeton in de tunnel aan-gebracht.??n tunnelelement bestaat uitzes tunnelmoten van elk 23,6 mlengte. De mootvoegen zijn voor-zien van een vertanding in devloeren en het dak, zodatdwarskrachten kunnen wordencement 2004 2324 |Verticaal alignement enlangsdoorsnede tunnel5 | Dwarsdoorsnede van dezinktunnel6 |Bouwdok Sixhaven7550-40.0 m-30.0 mN.A.P.-20.0 m1:25.8-10.0 m+0.0 mB.S. -18.600zinktunnel1:25.61:40CSB.S. -8.6601:100insitu tunnelNAP +2,000112507550C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTunnelbouwovergebracht. In lengterichtingworden de zinktunnelelementenvoorzien van een tijdelijke voor-spanning om het element tekunnen transporteren en afzin-ken. Na afzinken en onderspoe-len worden de voorspanele-menten in de mootvoegen door-geslepen. De zinkvoegen en desluitvoeg zijn conventioneel ont-worpen. De sluitvoeg wordtgemaakt tussen het middelste ennoordelijke IJ-element, juist bui-ten de vaargeul.Specifieke aandacht is geschon-ken aan de fundering van de af-zinktunnel. In dit gebied hebbenwe enerzijds te maken met de ty-pische Amsterdamse geologi-sche bodemopbouw. Anderzijdsis sprake van een verstoring vandeze structuur door de loop vande oergeulen van het IJ.Ter plaatse van de aansluiting opde zuidoever van het IJ ontbre-ken de eerste en tweede zandlaagen is een oude oergeul opgevuldmet relatief slappe afzettingen.Op deze locatie bevindt zich nueen zettingsgevoelige laag. Dezettingen van het zuidelijke IJ-element kunnen binnen de to-leranties worden gehouden doorter plaatse een gedeeltelijkegrondverbetering te plegen. Degrondverbetering wordt aange-bracht binnen de combiwand-schermen die reeds worden aan-gebracht ter begrenzing van dezinksleuf in de nabijheid van deDe Ruijterkade. Ook het deel vande zinksleuf dat naast de Sixha-ven en het Noordhollandschka-naal ligt, wordt begrensd metcombiwanden.B o u w d o k S i x h a v e nHet bouwdok op de noordoevervan het IJ heeft een lengte van 330m en een vari?rende breedte van19 tot 24 m (fig. 6). Het dok biedtruimte aan twee zinktunnelele-menten. Het bouwdok is op eenconventionele wijze ontworpenals gesloten bouwkuip met dam-wanden/combiwanden, onder-waterbeton en trekpalen. In ver-band met de bereikbaarheid vanhet werk wordt in de voorhavenvan het Noordhollandschkanaaleen tijdelijk werkplatform ge-maakt langs het bouwdok. Hetdokgedeelte dat grenst aan deWillem I-sluis wordt uitgevoerdmeteencombiwand,zodatgrond-deformaties - die schade zoudenkunnen opleveren aan de sluis -worden geminimaliseerd. Aan dezuidzijde van het dok komt eendokdeur die kan worden verwij-derd, zodat de zinktunnelele-menten naar buiten kunnenworden gevaren.I n s i t u t u n n e l e ns c h u i v e n g e b o u wNadat de vier zinktunnelelemen-ten in het bouwdok zijn voltooiden uitgevaren, worden in het dokhet schuivengebouw en de in situtunnel (uitwendig b x h = 15,7 x7,0 m2) gebouwd. De tunnel biedtruimte aan drie metrosporen endrie vlucht-/dienstpaden (dek-,wand- en vloerdikten resp. 1,0 m,0,8 m en 0,8 m). Op het tunnel-dak is in de eindsituatie eengronddekking aanwezig van ge-middeld 3,6 m (fig. 7). Bijzonderis dat het verticaal evenwicht vandetunnelwordtverzekerdmetge-bruikmaking van de gronddek-king op de tunnel en op de orenaan de fundatievloer. De gebrui-kelijke oplossing waarbij de trek-palen reiken tot in de constructie-vloer was hier niet goed mogelijk,omdat de bouwput eerst als dokvoor de zinktunnelelementenwordt gebruikt, waarvoor eenvlakke vloer nodig is.Aan de zuidzijde van de in situtunnel wordt het schuiven-gebouw Sixhaven gerealiseerd(fig. 8). In dit gebouw komen tweestalen schuiven - voor elke tun-nelbuis ??n - als noodwaterke-ring. De schuiven (b x h = 7,2 x5,8 m2) bevinden zich normaal ineenvergrendeldepositiebovendetunnelbuizen. Bij een ernstige ca-cement 2004 2 337 | Dwarsdoorsnede van dein situ tunnel157106960-0.400-4.250-0.000+1.500-0.400C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTunnelbouwlamiteit kunnen de schuiven methydraulischevijzelsnaarbenedenworden bewogen.In het gebouw zijn boven hetniveau van de metrotunnel di-verse ruimten gereserveerd voortunneltechnische installaties. Te-vens zijn twee noodtrappenhui-zen opgenomen. De trappenhui-zen bieden, ook bij een geslotennoodwaterkering, vluchtmoge-lijkheden naar het maaiveld voorreizigers aan beide zijden van dekering.F a s e r i n g e n p l a n n i n gIn november 2003 is de aanne-mer gestart met de voorbereiden-de werkzaamheden op de bouw-locatie Sixhaven. In 2004 wordthet bouwdok aangelegd, waarnain de periode 2005-2006 de vierzinktunnelelementen in het dokworden vervaardigd. Als eersteworden het CS-element en ??nIJ-element gelijktijdig gebouwd.Vervolgens worden deze elemen-ten uitgevaren en afgemeerd opeen parkeerlocatie in het weste-lijk havengebied. Daarna wordende andere twee IJ-elementen ge-bouwd. In 2007 zal het CS-ele-ment onder het Centraal Stationworden afgezonken. Pas in 2008is het stationsgedeelte ter plaatsevan de De Ruijterkade zovergereed, dat de IJ-zinktunnel hier-tegen kan worden afgezonken.Het schuivengebouw en de in si-tu tunnel ter plaatse van deSixhaven worden gebouwd in dejaren 2007-2009. De ruwbouwvan dit gedeelte van de metro-tunnel is dan beschikbaar voorde spoorbouwactiviteiten. Dezesde Amsterdamse afgezonkentunnel (Coentunnel (1966), IJ-tunnel (1968), Hemspoortunnel(1985), Zeeburgertunnel (1990),Piet Heintunnel (1997)) is tegendie tijd een feit. Projectgegevensopdrachtgever:Projectbureau Noord/Zuidlijn, dienstInfrastructuur Verkeer en Vervoer, Ge-meente Amsterdamontwerp en directieAdviesbureau Noord/Zuidlijn v.o.f./Witteveen+Bosaannemer:Zinktunnel Noord/Zuidlijn Kombinatiev.o.f. (Heijmans en Strukton)cement 2004 234500175008129+2.000-4.750-1.40020500-10.5058 |Doorsnede schuivenge-bouwab