? tunnelbouw ? uitvoeringstechniek ? bekistingir.M. de Weijze en ing.J.P.A. van Herwijnen, Ballast Nedam Beton en WaterbouwIn Rijswijk wordt sinds augustus 1992 door de Kombinatie Strukton . Ballast Nedam vofgebouwd aan de spoorverdubbeling waarvan ~en groot gedeelte ondergronds komt te lig-gen. Opdrachtgever is de NV Nederlandse Spoorwegen, in het kader van het project 'Rail21'. Het ontwerp is gemaakt door ingenieursbureau BV Articon, tevens directievoerder.Voor het tunnelgedeelte waar geen betonvloer behoeft te worden toegepast, diende eentunnelbekisting te worden ontwikkeld die op andere wijze dan rollend verplaatst moestworden. De oplossing van dit probleem, de 'stappende bekisting', vormt het onderwerpvan dit artikel en behaalde onlangs de Stubeco-uitvoeringsprijs.UITVOERINGSTECHNIEK (VII):STAPPENDDOORRIJSWIJK28De totale lengte van het betonwerk is 1500meter. De twee opritten hebben een lengtevan 225 m aan de Haagse zijde en 350 maan de Delftse zijde. Het tunnelgedeelte is925 m lang.Het tunnelgedeelte is omsloten door eendiepwand die zowel een grondkerende alseen waterkerende functie heeft. De diep-wand vormt tevens de definitieve buiten-wand van de tunnel. De diepwanden staandoor de waterafsluitende kleilaag heen. Opdeze wijze is een waterdichte bakgecre?erd.Doorgebruikte maken van deze waterkeren-de kleilaag, is een tunnel ontworpen zonderbetonnen vloer. De spoorbaan wordt directop het zand gebouwd. Door middel van eendrainagesysteem wordt het regen-en kwel-water verzameld in vier waterkelders vanwaaruit het water wordt afgepompt.Omdat een betonvloer ontbrak, was het nietmogelijk een tunnelbekisting op traditionelewijze in te zetten. Deze wordt immers in de re-gel over de betonvloer vooruit gerold.De Kombinatie Strukton - Ballast Nedamheeft dit probleem op innovatieve wijze op-gelost door de zogenaamde 'stappende be-kisting' te ontwikkelen. Deze oplossing is on-langs bekroond met de Stubeco 'Uitvoering-prijs 1994'.In dit artikel wordt beschreven op welke wijzedeze stappende bekisting tot stand is geko-men.ProbleemstellingIn verband met het korte tijdsbestek waar-binnen de twee tunnelbuizen gerealiseerdmoesten worden, was het noodzakelijk bei-de tunnelbuizen tegelijk te bouwen. Hiertoewaren twee tunnelbekistingen nodig van van30 m lang en 9 m breed. In het onderhavigegeval bleek al snel dat het verplaatsen vandeze bekisting een probleem vormde. Nor-maal is hetverplaatsen van een tunnelbekis-ting betrekkelijk eenvoudig, omdat de bekis-ting over de van tevoren gemaakte beton-vloer gerold kan worden.Omdat die betonvloer ontbrak, moest detunnelbekisting derhalve op het zand staanen ook overhetzand verplaatstworden. Aan-'gezien er per tunnelbuis 25 dekken van ge-middeld 20 m lengte gestort moesten wor-den, was het beslist noodzakelijk een bekis-ting te bouwen die gemakkelijk verplaatstkon worden.DoelstellingOm het hier genoemde probleem op te los-sen, heeft de aannemerscombinatie de vol-gende doelstelling geformuleerd:'Ontwerp een ondersteunings- en transport-voorzieningwaarmee detunnelbekistingvol-doende snel, betrouwbaar en zonder zwarelichamelijke inspanning, over een zandbaanverplaatst kan worden.Het ontwerp moest aan de volgende criteriavoldoen.? de ondersteuning waarmee de bekistingop het zand staat, moet voldoende opper-CEMENT1995/2500t ~3980010100 10100 ~t5009300 9300vlakte hebben om een relatief lage grond- Vanwege het reeds gestorte dek en de on- den, werd als kernprobleem geformuleerd:druk te verkrijgen, zodat de zetting ten ge- dersteuningsconstructie van de bekisting 'hoe is een bekisting door het zand te ver-volge van het betonstorten binnnen de ge- zelf, kon geen gebruik worden gemaakt van plaatsen?'stelde toleranties blijft;? de verplaatsing moet zo snel kunnen ge-beuren, dat het ontkisten, aflaten, ver-plaatsen en weer op maat stellen, binnen??n daggerealiseerd kan worden. Hiervooris een verplaatsingssnelheid van minstens20 meterbinnen enkele uren noodzakelijk;? de bediening moet zo eenvoudig zijn datspeciaal geschoold personeel niet nodigis;? het verplaatsen moet zonder zware licha-melijke arbeid (in het licht van de wet op dearbeidsomstandigheden) en met een mi-nimum aan manuren (kosten) kunnen ge-beuren;? de totale kosten mogen niet hoger zijn danbij het handmatig verplaatsen van de tun-nelbekisting.Het ontwerptrajectDe eerste opzetIn eerste instantie is uitgegaan van een Stel-conplatenbaan met een doorgaande stalenlangsbalk om de bekisting op te kunnen zet-ten tijdens het storten. Tevens zou dezebaan dienen om de bekisting te verrollen.Daarvoor moet deze baan minimaal twee-maal de lengte van de bekisting hebben enbovendien moet deze baan na elke verplaat-de normale horizontale en verticale trans-portmiddelen, zoals mobiele kranen of sho-vels om de zware elementen van de Stelcon-platenbaan met de langsligger telkens teverplaatsen.Toepassing van deze werkwijze zou ondankshet ontwikkelen van aangepaste hulpmidde-len nog steeds leiden tot veel handwerk. Im-mers, elke bekisting zou 25 maal verplaatstmoeten worden.Door de genoemde beperkingen dreigdeeen ontwerp te ontstaan dat uit oogpunt vanarbeidsomstandigheden en kosten (manu-ren) niet wenselijk was.De afwegingHet basisidee voor een stappende bekistingis ontstaan toen medewerkers van de ont-werpafdelingen van beide aannemers in deBouwcombinatie, geconfronteerd werdenmet de vraag hulpmiddelen te ontwikkelenom de betonplatenbaan, waarop aanvanke-lijk de bekisting zou staan en ook zou rollen,na elke stortcyclus te verplaatsen.Door de vraag te analyseren, werd het pro-bleem heel anders gedefinieerd. In plaatsvan het ontwikkelen van hulpmiddelen waar-Gezien de afmetingen en de massa van detotale bekisting met ondersteuning (1200kN), waren oplossingen met een rupsvoor-ziening niet haalbaar. Omdat twee bekistin-gen tegelijk ingezet moesten worden, is ookgezocht in de richting van een losse trans-portunit die afwisselend of de ene of de an-dere bekisting zou oppakken en verplaat-sen. Maar ook dit bleek niet haalbaar.Tijdens het analyseren bleek dat er in de be-kistingscyclus handelingen zouden voorko-men die relatief veel en zwaar handwerk ver-gen, namelijk het aflaten en op hoogte stel-len van de bekisting met behulp van mecha-nische ontkistingspotten.Mede hierdoor kwam een tilvoorziening metbehulp van hydraulische vijzels in beeld.Door deze tilvoorziening te voegen bij het feitdat het verplaatsen over een weinig draag-krachtige ondergrond diende te gebeuren,lag 'lopen' of 'stappen' meer voor de handdan 'rollen'. En hiermee was het idee van destappende bekisting geboren.De uitwerkingBij de uitwerking van dit principe-idee moestnog een aantal detailproblemen worden op-sing aan de achterzijde worden opgenomen mee een baan van Stelconplaten in een zeer gelost. De belangrijkste hiervan waren:en aan de voorzijde uitgelegd. beperkte ruimte verplaatst zou kunnen wor- ~CEMENT1995/2 29? tunnelbouw ? uitvoeringstechniek ? bekistingG) Stortsituatie'"','( ''?.',.' ~ wiIiI i-"L1?l"o Bekisting lossen ~~;"~ "~~ ,~?;;:L",,"c:'Z;f:';C:, 'i".IiI I i.... -= :.......!Xl. 111 .J" "? Bekisting afgelaten?~'~: '~:':_c .,:.;-c.>=_i ! .1I'I I I II.. lil ;"",30'" i/2l! .Jlt,.~F'?::l;,~.'J"y;"" 'l~->.~1744I""" """"Al! J!t -.lI"JII I'itif ~ STELCONPLAATIt1 einden gelijk2 vullingen op ontkistpotten3 duw cilinder halve slag uit4 stempelplaten ombelast op de grond5 hangrollen weg'::L',"~"iIiI..I.J 'm rl STELCONPLAAT1n?d2 .~!~'" lil.... ~ lil ....?1 til"cilinder uit2 ontkistpotten lossen3 vullingen wegnemeniil !I J IiJil --'"t1 til~cilinder inSTELCONPLAATI2 stempelplaten vrij van grond3 duw~cylinder half uit4 hangrollen monterenCEMENT:l995j2CEMENT1995/2. II .. I1 duw-cilinder uit1 til-cilinder uitII2. stelconplatenbaan hangt in hangrollen3 duw-cilinder in, slag 1000mm1 til-cilinder in@ Bekisting verrold (einde slag)1. Omdat de bekisting stappen van 1 mmaakt, moet deze elke meter worden neer-gezet en weer opgetild. Dat betekent dat dehydraulische tilvoorziening voldoende snelen betrouwbaar moet werken. Bovendienmoet de bediening door 'niet-specialisten'kunnen gebeuren. Vanwege de grote afme-tingen en de relatief slappe bekistingson-dersteuning zijn 16 vijzelpunten nodig dieook bij ongelijke belasting de bekistinggelijk-matig optillen.Dit stelde hoge eisen aan het hydraulischetilsysteem.2. Om ervoor te zorgen dat de bekistingnauwkeyrig rechtuitstapt, dienen zijdelingseverplaatsingen tijdens het afwisselend optil-len en neerzetten van de bekisting voorko-men te worden.Toen deze detailproblemen waren opgelost,kon de bekisting worden gebouwd en inge-zet. Dat de constructeurs van Strukton enBallast Nedam hun hersenspinsels uitste-kend hebben weten om te zetten in een prak-tisch inzetbare tunnelbekisting, blijkt uit hetfeit dat de beide bekistingen na 25 verplaat-singen, nauwelijks kinderziektes hebben ge-kend.Ook voor de volgende fase (het verdiepenvan de huidge sporen) heeft de bouwcombi-natie het volste vertrouwen in het nogmaals25 keer inzetten van deze bekistingen. ~? Ste/conplatenbaan verrold? Bekisting positioneren voor nieuwstort2 kist met duw-cylinder positioneren3 hangrollen demonteren31? tunnelbouw ? uitvoeringstechniek ? bekistingCD Gereedmaken voor stortsituatieConclusieHet eindontwerp voldoet in alle opzichtenaan de in de doelstelling geformuleerde cri-teria.Het hydraulisch verplaatsen voorkomt daterzware lichamelijke inspanning moet wordengeleverd.De gekozen methode van hydraulisch 'ver-Tijdens het storten hebben zich zettingen stappen' vergt een grote investering in mate-van maximaal 12 mm voorgedaan. Vermin-derd met de aangehouden overhoogte bijhetstellen, bleef dit ruim binnen de gesteldetoleranties.In de overall-planning was een cyclustijd vanrialen, die echter gecompenseerd wordtdoor de besparing op manuren en de inzetvan extra materieel. Uiteindelijk werd eenkostenbesparing van circa 30% gereali-seerd.acht werkdagen opgenomen. Door toepas- Bijkomende voordelen van het stapprincipesingvan de stappende bekistingis hetgelukt zijn de hoge mate van betrouwbaarheid enhiervan vijf werkdagen van te maken. Hier- het door twee man kunnen verplaatsen vandoor kon elke vrijdag een dek worden gestorten kon de constructie in hetweekend verhar-den. Op deze manier is een aanzienlijkebouwtijdverkortingvan dit onderdeel gereali-seerd.32de bekisting over grotere afstanden, in eencontinu proces. Zo is bij het opstarten vaneen andere fase de bekisting in 23 uur ver-plaatst over een afstand van 600 m,De ontwikkelde werkmethode heeft zijn1 einden gelijk2 til-cilinder uit3 kist met til-cilinders op hoogte stellen,4 vullingen op ontkistpotten +deze strak zettendoelmatigheid in de praktijk bewezen. Hetprincipe van 'verstappen' is dan ook in detoekomst voor diverse constructies toepas-baar.BetrokkenenOntwerp van het 'verstapsysteem':ing.G.M.Hertgers, Strukton, Betonbouw af-deling Engineering.Ontwerper/constructeur staalconstructie:Ballast Nedam Service Unit.Uitvoering: Kombinatie Strukton -Ballast Ne-dam.Literatuur1. Inzending 'Stubeco Uitvoerings Prijs1994'.2. A.W. van Es en Th.J.B.Fikkers, Spoortunnelmet ondergronds station te Rijswijk, Cement1993 nr. 9, blz. 8 - 15. ?CEMENT1995/2