IWEGENBOUW IALGEMEENONTWERPVERBETERINGINFRASTRUCTUUR INZWITSERLANDDe Stuvo organiseerde van 20 ~ 23 lIlei 1992 een excursie naar bouwwerken inZwitserland. Bezocht werden in:&astructuurwerken in het in aanbouw zijnde deelvan de autosnelweg N3 (Bazel -aansluiting NI richting Z?rich), een brug inReichenau en een brug nabij Hundwil. Verder werd een bezoek gebracht aan eenwarenhuis in aanbouw in St Gallen waar, OlIl vlakke vloerplaten lIloge?jk te lIlaken,een slitntne doch kostbare kololIlkopversterking werd toegepast voor het opnelIlenvan ponsspanningen.Bouwen in Zwitserland wil niet altijd zeggen dat er op vaste rots wordt gebouwd.Een aansprekend voorbeeld van optredende problelIlen en de relIledies daartegen,werd bekeken bij de ingang van de Rosenbergtunnel.BOUW AUTOSNELWEG N3 TUSSEN FRICK EN BIRRFELDE?n excursiedag werd besteed aaneen bezoek aan het in aanbouwzijnde gedeelte van de N3 tussenFrick en Birrfeld (fig. 1). Het trac? is 19km lang en bestaat voor een groot deeluit kunstwerken. Dit wegvak vormt deontbrekende schakel in de belangrijkeNationalstrasse N3, de oost-west ver-binding tussen Bazel en de NI naar Z?-rich.Met de aanleg van deze weg komt eeneind aan de situatie dat veel zwaarvrachtverkeer tussenFrickenBadenge-bruik maakt van smalle tweebaanswe-gen door de fraaie natuur en de dorpenvan het kanton Aargau.VoorgeschiedenisMeer dan 25jaarvolpolitieke discussieszijn verstreken vanafhet eerste ontwerpvoor het ontbrekende deel autosnelwegin de N3 tot het moment dat met debouwwerdbegonnen.Toen de Zwitser-se regering in juni 1986 ten slotte eeneind maakte aan het getouwtrek en hetdefinitieve trac? vaststelde, waren achtvarianten voor de weg bedachten uitge-werkt. Ook na de definitievevaststellingzijn nog belangrijke trac?-wijzigingenaangebracht ten gunste van omwonen-den, milieu en landschap. Het is een bij-zondere prestatiegeweest om al die ver-anderingen in zo'n laat stadium van deplanontwikkelingineenzeerhoog tem-po te vertalen in concrete bouwprojec-ten.Cement 1992 nr. 10Beschrijving trac?De 19 km autosnelweg tussen Frick enBirrfeld kan globaal in vier secties wor-den verdeeld (fig. I}.- het open weggedeelte door het Frick-dal met een lengte van 6,1 km;- een 3,7 km lange tunnel onder deB?zberg;- het 5 km lange gedeelte door het Aa-redal met daarin de Schinznacher-feldtunnel van 450 m, deAaredalbrugmet een lengte van 1230 m en deHabsburgtunnel die 1,5 km lang is;- het gedeelte Birrfeld met aansluitingop de NI, lang 4,2 km.Kenmerkend voor dit project zijn depolitieke geladenheid waarmee het isomringd, de ruime aandacht voor hetmilieu en de uitgebreide voorlichtingaan het publiek. Van de totale bouwkos-ten, omstreeks FS 1,1 miljard, is 20% be~stemd voor milieumaatregelen.MilieumaatregelenBehalve dat het milieu een belangrijkerol heeft gespeeld bij de trac?-keuze (re-latief veel strekkende meters tunnel) isook een aantal aanvullende voorzienin-gen getroffen voor het milieu.Thermen van SchinznachhadDe aanleg van de B?zbergtunnel mochtin geen enkel opzicht het functionerenvan de beroemde thermen in gevaarbrengen. Uitvoerigestudies zijnverrichtnaar het fenomeen van thermischebronnen, teneinde de juiste bescher-mende maatregelen te kunnen nemen.Ventilatie B?zbergtunnelNormaal gesprokenzou de 3,7 kmlangeB?zbergtunnel via de beide tunnelope-ningen geventileerd kunnen worden.Uitvoerig is gediscussieerd over hetontstaan van een te hoge concentratieuitlaatgassen bij de uitgangen. Ge?istwerd dat op geen enkele plaats de con-centratie uitlaatgas zou worden ver-hoogd door toedoen van de tunneLDe-ze eis heeft een omvangrijke bedrijfs-centrale voor rookgasafvoer noodza-kelijk gemaakt, inclusief een afvoer~schacht van 110 m lengte, 80 m door deberg en 30 m boven maaiveld.SchinznacheifeldtunnelVanaf 400 m ten zuid-oosten van deB?zbergtunnel is een weggedeelte meteen lengte van 450 m en een verdiepteligging van 2 tot 2,5 m onder maaiveld,in z'n geheel overkluisd: de Schinzna-cherfeldtunnel.Door het maaiveld in deomgeving enkele meters te verhogen, iseen afdekking op de betonconstructiegemaaktvan 1tot 1,8 m (fig. 2).Als voor-delen van deze constructieworden aan-gemerkt:- 1,2 ha minder verlies aan cultuur-grond;- geen onnatuurlijke scheiding in hetlandschap;17IWEGENBOUWc.r.:7 .IALGEMEENONTWERPTUNNElBAUlOS B?ZBERGC)C)Ln rijbaan8000- betere mogelijkheden bij herver-kaveling;~ minder geluidsoverlast.Als ophoogmateriaal is het uit de tun-nelbu?zen en de trac?-uitgraving vrij-komende materiaal gebruikt, in totaal200000 m3?AaredalbrugHet gebied onder het landgedeelte vande brug over de Aare zal worden ont-wikkeld tot een natuurgebied in eenhalf~schaduw met een aquatisch sys-teem, door een verbinding te makentussen de Aare en het Badschachen-kanaal. Een exotische flora en faunamoeten het resultaat zijn.Waterdichte schermenNabij het aansluitpunt Lupfig met deNI, verstoort de ter plaatse verdiept lig-gende N3 een natuurlijke barri?re tegengrondwaterverontreiniging vanuit eenplaatselijk industrieterrein. Voorzien isin omvangrijke waterdichte schermen.1350018BozbergtunnelHet meest aansprekende onderdeel vanhetN3-projectiswel deB?zbergtunnel,uitgevoerd als geboorde tunnel. Viatwee buizen baant de N3 zich een wegdoor het Juragesteente van B?chli, deB?zberg en de Linnerberg (fOto 3).Voor de uitvoering is de schildmethodegekozen, gecombineerd met een bekle-ding (lining) van prefab betonelemen-ten, de zogenaamde T?bbings (fig. 4). Deredenen voor deze keuze waren:- de voorkeur voor een rond profielvanwege de plaatselijke bodemge-steldheid;- de vereiste hoge bouwsnelheid, diemet bijvoorbeeld spuitbeton moeilijkis te realiseren.De tunnelboormachine is gebouwddoor Robbins & Herrenknecht Tunnel~techniek en is met een diameter Van11,86 m de grootste ter wereld.De machine is ontwikkeld op een boor-20000--------------------jrijbaan I8000 11500 1500capaciteit van 12 m per dag. Deze ont-werpcapaciteit is ruim overtroffen doorhet best bereikte resultaat tot nu toe van25 m op ??n dag en 19 m per dag gedu-rende de maand augustus 1991.Achter de boorkop loopt een trein meevan 165 m lengte, die uit vier hoofdsec~ties bestaat en alle belangrijke equip-ment bevat als hydraulische installaties,grind- en mortelpompen, transport-banden en -kranen, materiaalsilo's, ka-beltrommels enz.Tijdens het STUVO-bezoek (21 mei)stond het geheel stil, een situatie die alvanaf 7 maart duurde en nog enkelernaandenzouvoortduren.Bij de uitvoe-ringvan de tunnel hebbenzich namelijktwee problemen voorgedaan.Defect hoofdlagerKort na de start van de eerste tunnelbo~ring in mei 1990 trad een belangrijkestoring op als gevolg van een defect la~2DwarsdoorsnedeSchinznacherfeldtunnelaarde 450 dikdrainage[aag 400 dikCement 1992 nr. 10Trac? autosnelweg Frick - Birrfeldger. Hiermee is weer bevestigd dat hethoofdlager van een tunnelboormachineals een zwak en kwetsbaar onderdeelmoet worden beschouwd. Omdat deboring nog nietvergevorderdWas, is hetlager via een verticale schacht bereiktenvervangen, hetgeen een vertraging in-hield van 2,5 maand.Ook na deze storing waren er bij de eer-ste buis enkele weinig produktieve pe-rioden als gevolg van slechte geologi-sche condities. Niettemin werd de tun-nelbuis drie maanden eerder voltooiddan was gepland.AgressiifgrondwaterTijdens het boren van de tweede tun-nelbuis is onverwacht agressief grond-water aangetroffen. Omdat men ervanovertuigd was de waterhuishouding inhetJuragebergte volledig te beheersen,kwam de confrontatie met dit agressie-ve grondwater als een complete verras-sing. Tot op heden is de herkomst ervannog steeds niet achterhaald. Vermoede-lijk komt het uit een Permacarbongroten gaat het om oud (100 jaar) tot zeeroud (10 000 jaar) water.De vrijkomende hoeveelheden zijn ge-ring maar de agressiviteit is groot envormt een bedreiging voor de in uitvoe-ring zijnde buis envoorde eerste inmid-dels gereed zijnde buis.Na uitvoerig onderzoek is besloten hetconcept van de tunnelconstructie aan tepassen en het reeds uitgevoerde deel'achteraf' te voorzien van een extra be-scherming.Zoals in figuur 4 is aangegeven is overeen groot (bovenste) deel van de omtrekeen afdichtende laag voorzien tussen deprefab T?bbings en de definitieve, con-structieve binnenschil van ter plaatsegestortbeton.Dewaterdichtebekledinghad een paraplu-functie tegen van bo-venafbinnendringendwater. Het agres-sieve grondwater maakte echter eenvolledige afdichting noodzakelijk, ookaan de onderzijde. Dit vereiste een aan~gepaste vormgeving van de ondersteiJfvoer neerslagvoch1tussendek Itp.g. beton J/'~-~IJ---leidingkoker I / "~---water iJfvoerrijbiJan Itp.g.betonJ_1-.-J .. 1'- 220Q ....15?3??0 r--Sluitelement--,f-~#-1Z50 t_1?.?0 =7fl'tunnelelementen -~-----,3 Ingang van de noordelijke tunnelbuis 4 Dwarsdoorsnede B?zbergtunnelCement 1992 Ut. 10 19I_B_R_U_G_G_ENBO_UW - __-I CONSTRUCTIEF ONTWERP5 A?hterafaanbrengen waterdichtebekledingslagen in tnnnelbuissegmenten van de buitenschil. Voor de-ze segmenten moesten nieuwe mallenworden gemaakt.De gereed zijnde tunnelbuizen werdenontdaan van oplegnokken door dezeweg te zagen meteendraadzaag.Vervol-gens werden de doorgaande afdich-tingslaag (foto 5) en de binnenschil vanter plaatse gestort beton aangebracht.Een geringe versmalling van het profielvanvrije ruimte konhierbij nogwordengeaccepteerd.ir.].NiemantsverdrietgN33005900o.k. funderindelen is steeds een sluitmootvan 1,50 mvoorZIen.De uit berekeningen verkregen toege-paste overhoogten bij het vrije uitbou-wen zijn weergegeven in figuur 8.RijdekHet rijdek varieert in dikte van 0,25 tot0,43 m en is in dwarsrichting voorge-spannen. In de winter wordt gedurendelange rijd veel dooizout op dewegen ge-strooid. Om het rijdek en dus het betonvloeistofdicht te krijgen, zodat het be-125003300~r---'---n----1-~ItWl~~:::?;::l?"llC:~~~6c~~~1 .-~'-6'\:). (Jo Io 0 0 ~I~I~"'",""f='t""'.,...,n-H'"""f=;s==;-fll;-'. g'0' D i itr----?damwandIIVrije voorbouwDe beide vrije-voorbouwbruggen over-spannen tussen de pijlers 90 m. Het ha-merstuk is 13 m lang en tijdens de bouwvoorzien van tijdelijke ondersteunin-gen. Afhankelijk van de rijbaan (grotereofkleinere straal) varieert de mootleng-te van 3,25 tot 4,50 m.Bij de aansluitingen met andere brug-6 Dwarsdoorsnede Aarebrugwerkt ter hoogte van de voorste pijler.Kraan 2 wordtverplaatst naar devoorstesteigertoren.De bouwwijze is in figuur 7 in enkelestappen weergegeven.Fase 1: kraan 1 en 2 bekisten, wapenenen storten een veld van de zuidelijkebrug. Kraan 2 bouwt funderingen en '-- ~~~ - -__- ~__~~~~-----.Jpijlers.Fase 2: verplaatsen steigerwerk van zuidnaar noord, gevolgd door bekisten, wa-penen en storten brug noord. Kraan 2 isbezig met voorbereidingen steigerwerkzuid.Fase 3: verplaatsen steigerwerk vannoord naar zuid (eerste deel). Kraan 1werktinhetgebied tussen de pijlers, ter-wijl kraan 2 het steigerwerkvoorde stei-gertoren maakt;Fase 4: verplaatsen steigerwerk vannoord naar zuid (tweede deel). Kraan 1Veldgewijze uitbouwDe voorgespannen kokerliggerbrug inveldgewijze uitbouw bestaat uit 14 vel~den van 50,10 m die 10 m buiten de pij-lers uitkragen.Eris gewerkt mettijdelij~ke russensteunpunten voor kraan enbrug. Bij de gekozen bouwwijze is aanbeide bruggen tegelijk gewerkt.AarebrugTussen de Schinznacherfeldtunnel ende Habsburgrunnel ligt de Aarebrug,bestaande uit twee naast elkaar gelegenbruggen, ??nvoorverkeer richting zuid,de ander voor verkeer richting noord(fig. 6). De totale lengte van de brug is1216 m. Vanaf de B?zberg gezien over~spant de brug het Oberwasserkanal, deAare en het Badschachenkanal. De bei-de rivieroverspanningenzijn uitgevoerdin vrije voorbouw, de gedeelten bovenland in veldgewijze uitbouw.Het werk is begonnen in 1988 en zaleind 1992 worden voltooid.20 Cement 1992 nr. 10Phase