C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTu n n el b o u wcement 2000 540Amsterdam Centraal Station is detoegangspoort tot het Amsterdam-se stadscentrum. Met 220 000gebruikers per dag is dit stationhet grootste knooppunt van open-baar vervoer in Nederland. In deloop der jaren is het aantal reizi-gers steeds meer toegenomen.Het aantal verwachte reizigers in2010 is 300 000 per dag. Om ditaantal reizigers te kunnen ver-werken, dient de capaciteit van dedrie verbindingstunnels (fig. 1)onder het station te worden ver-groot.Bovendien hebben binnenkortgrootschalige bouwactiviteiten opAmsterdamCSplaatsinhetkadervandeaanlegvandemetroNoord-Zuidlijn. Deze bouwactiviteiten(debestaandeMiddentunnelmoethiervoor grotendeels worden ont-manteld) zijn nauwelijks in tepassen in het toch al drukkestation. Daarom is besloten deWesttunnel eerder aan te passenen te verbreden dan op grond vande reizigersprognoses toch al eentoekomstige bedoeling was. Hier-door ontstaan extra transfercapa-citeit en winkelruimte. Daarmeezorgt de nieuwe Westtunnelervoor dat de hinder voor de rei-zigers tijdens de aanleg van deNoord-Zuidlijn acceptabel blijft.Westtunnel Amsterdam CS:gecompliceerde bouwopgaveing. P. Bout en ir. E.J.P. van Doorn, VOF Stationseiland, AmersfoortHet Centraal Station in Amsterdam wordt binnenkort een enorme bouw-plaats. Dat heeft te maken met noodzakelijke aanpassingen om een steedsgroter reizigersaanbod te verwerken en de aanleg van de Noord-Zuidlijn.Tijdens deze bouw gaat het reizigersverkeer normaal door. Toch moet op eengegeven moment de middentunnel gedeeltelijk uit bedrijf om in de diepte tekunnen bouwen. Dit vormt de aanleiding tot het vooraf reconstrueren ensterk verbreden van de Westtunnel. Deze operatie onder perrons en sporendoorlopend, leidde tot een inventief ontwerp en een gecompliceerde bouw-opgave. Hoe een en ander constructief in z'n werk gaat, wordt in dit artikeltoegelicht.De nieuwe perron-constructie met het nieuweportaal, waarop hetingekorte kapspant isovergenomenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTunnelbouwK e n m e r k e n t u n n e lDe huidige westelijke onderdoor-gang is aangelegd in de jaren '20en bestaat uit een reizigerstunnelen een goederentunnel, elk onge-veer5mbreed.Deverbredingvande tunnel heeft geheel plaats aande westzijde naast de bestaandetunnel (fig. 2).De reizigers krijgen in de toe-komsteenpassagemeteenbreed-te van drie travee?n van 6,25 m terbeschikking. De totale breedte(inclusief de bestaande reizigers-tunnel) wordt circa 40 m. Daar-door blijft er ruimte over omaan weerszijden van de passagewinkelsinterichten.Deopzetvande tunnel wordt hiermee verge-lijkbaar met de bestaande Mid-dentunnel, waarbij uiteraard deuitstraling in overeenstemmingwordt gebracht met de huidigeinzichten.VOF StationseilandIn opdracht van NS Railinfrabeheer heeft VOF Stationseiland, een samenwerkingsverband tussen ARCADISBouw/Infra en Holland Railconsult, het ontwerp gemaakt van de tunnel (constructief, bouwkundig en installatie-technisch). Ook de uitvoeringsbegeleiding is aan dit samenwerkingsverband opgedragen. Beide partners hebben veelervaring op deze complexe locatie opgedaan en hebben voor deze opdracht hun krachten gebundeld. Naast deverbreding van de Westtunnel worden andere projecten op het stationseiland door deze combinatie voorbereid (ondermeer de Passage Noord-Zuidlijn, de emplacementswijziging Westzijde, de autotunnel en het busplatform op deDe Ruijterkade).cement 2000 5 411 | Overzicht CentraalStation met de drieonderdoorgangen2 | Plattegrond Westtunnelin nieuwe situatieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTu n n el b o u wcement 2000 542De bereikbaarheid van de perronswordt eveneens verbeterd: aanbeide zijden van de tunnel komen(rol)trappen naar en van deperrons. Bovendien is het aan destadszijde in het stationsgebouwnodig een nieuwe in-/uitgang temaken. Hiervoor moet het sta-tionsgebouw op de begane grondvan een geheel nieuwe draag-constructie worden voorzien.Verschillendeingewikkeldeonder-vangingsconstructies en vijzel-operaties zijn noodzakelijk omscheurvorming in dit rijksmonu-ment te voorkomen.R a n d v o o r w a a r d e no n t w e r pDebijzonderheidvanhetontwerpis voornamelijk bepaald door devolgende randvoorwaarden:? de tunnel bevindt zich in ??nvan de drukste stations vanNederland;? de nieuwe tunnel moet in debestaande toestand wordeningepast;? de opdrachtgever wenste eenkorte bouwtijd, teneinde dehinder zoveel mogelijk tebeperken;? de inwendige tunnelhoogtemoest maximaal zijn, zonderde bestaande sporen boven detunnel omhoog te brengen;? de nieuwe tunnel moestsociale veiligheid uitademen.Deze randvoorwaarden hebbengeresulteerd in een aantal ont-werpuitgangspunten die kortworden besproken.? Er moet een bouwmethodeworden gekozen waarbij hetspoorverkeer zo min mogelijkverstoring ondervindt. De duurvan de resterende verstoringenmoest passen in een week-einde, omdat het treinverkeerdan minder intensief is.? De werkzaamheden in debestaande tunnel hebben pasdan plaats als de verbredinggereed is, wat de minstehinder met zich brengt voorde reizigers.? De plattegrond van de tunnelmoet worden afgestemd op debestaande stramienlijnen vanhet station die op hun beurtzijn bepaald door de boogkap-pen en de perrons.? In verband met de randvoor-waarde van een korte bouw-tijd, moet een zo groot moge-lijke mate van prefabricagetijdens de bouw van de tunnelworden nagestreefd. Dit geldtmet name voor het directonder de in gebruik zijndesporen gelegen tunneldak ende perrons, die niet buitengebruik kunnen, uitgezonderdin het weekeinde.? De tunnel moet boven degrondwaterspiegel wordengebouwd. Amsterdam CS isvolledig gebouwd op houtenpalen. Grondwaterstandverla-gingen in het goed doorla-tende zandpakket onder hetaanlegniveau van de tunnelmoeten daarom absoluutworden voorkomen. Uit kos-tenoverweging is besloten detunnel aan te leggen boven degrondwaterstand, uitgezon-derd de putten voor liften enroltrappen.? De constructiehoogte moet zogering mogelijk wordengehouden. Hieronder wordtverstaan de afstand tussenbovenkant spoorstaaf enonderzijde tunneldak. Het dakvan de tunnel wordt daaromuitgevoerd in voorgespannenbeton. Nog doorslaggevenderis de keuze voor de spoorstaaf-bevestiging. Gekozen is voorin elastische gietmassa inge-goten spoorstaven. Hiertoeworden in het tunneldakgoten gespaard.? Uit oogpunt van sociale veilig-heid moet het aantal kolom-men, die bovendien een maxi-male slankheid moetenhebben, minimaal zijn.B e s c h r i j v i n g c o n s t r u c t i eFunderingAmsterdam CS is aangelegd opeen omstreeks 1870 in het IJ aan-gebrachte zandaanplemping en -ophoging. Deze ophoging heefteen grote spanningstoename ver-oorzaakt in de aanwezige klei-lagen in de bodem. Als gevolghiervan zijn aanzienlijke maai-veldzakkingen opgetreden. Daar-om zijn het rond 1880 gebouwdestationsgebouw en de tunnelsgefundeerd op houten palen.Toekomstige maaiveldzettingenzullen zeer beperkt zijn.Aangezien het gewicht van denieuwe tunnel minder is dan degedurende meer dan honderdjaar aanwezige belasting op deondergrond, is het onnodig denieuwe tunnel op palen te funde-ren. Gekozen is daarom voor eenfundering op staal.HoofdopzetDe tunnel bestaat uit een eenvou-dige in het werk gestorte beton-nen bak, gevormd door een vloerDaar waar de vier dekplatensamenkomen, bevindt zicheen kolom met kolomkop.Door een minimaal aantalkolommen met eenmaximale slankheid toe tepassen, is een ruimedoorgang gerealiseerdC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTunnelbouwcement 2000 5 43en wanden (fig. 3). Vanwege delengte van de bak (ca. 70 m) isdeze met dilataties in drie delenuitgevoerd.In de bak worden ronde kolom-men geplaatst met een groteronde kolomkop.Onder de sporen bestaat het dakvan de tunnel uit rechthoekigevoorgespannen prefab betonpla-ten,meteenlengtevancirca12,50m (twee kaptravee?n) en eenbreedte van circa 4,0 m (gelijk aande afstand tussen de sporen).Onder elk punt waar vier platensamenkomen, bevindt zich eenkolom met kolomkop. Een stan-daardkolom vormt zodoende deoplegging van vier hoekpuntenvan verschillende platen.PerronconstructieDe dragende constructie van deperrons is, vanwege het beperkenvan de hinder, ook zoveel moge-lijk in prefab uitgevoerd. Zo zijnde perrons opgebouwd uit stalenliggersengeprefabriceerdebeton-balken. Deze dragen op de kolom-koppen; plaatselijk zijn ook stalenportalen nodig.De stalen liggers zijn met stift-deuvels gekoppeld aan de perron-vloer en dus uitgevoerd als staal-betonliggers (fig. 4). Door hetnaast elkaar toepassen van stalenen betonnen constructie-onder-delen ontstaat als het ware eenhybride constructie. De perron-vloer wordt gevormd door prefabperronelementen en kanaalplaten.Op de prefab perronelementenen kanaalplaten wordt een gewa-pende druklaag gestort, zodat hetgehele perron als een schijf gaatwerken en een waterdichte vloerontstaat.E n k e l e s p e c i f i e k ep r o b l e m e nKolommenOp elke standaardkolom (?711mm) zijn vier hoekpunten vandekplaten opgelegd. Als gevolgvan de wisselende mobiele belas-ting door de treinen worden dekolommen sterk op buiging be-last in steeds wisselende richting.Aan vermoeiing van zowel hetbeton als de wapening is veel aan-dacht besteed.Ondanks de ongunstige belastingmoeten de kolommen uit hetoogpunt van sociale veiligheid zoslank mogelijk zijn. Daarom is de3 | Langs- en dwars-doorsnede WesttunnelDaar waar de opgangennaar het perron de kap-spanten doorsnijden, zijn dekapspanten ingekort envervolgens overgenomen opeen nieuw portaalC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTu n n el b o u wcement 2000 544horizontale belasting op de kopvan de kolommen (remkrachttrein) door enkele aanpassingenzoveel mogelijk beperkt.Alsgevolgvanhetremmenzullende dekken verplaatsen. Na eengeringe verplaatsing wordt deremkracht door aanslagnokkennaar de wanden geleid. Verder iservoor gekozen de kolommen uitte voeren met een stalen mantelvan 25 mm dikte, met een aange-laste voetplaat. Hiermee kon eenbetere momentvaste aansluitingop de vloer worden gerealiseerden ook op vermoeiing heeft diteen gunstig effect.Opvangen dekplaten bestaandetunnelPlaatselijk moeten dekplaten vande bestaande tunnel een nieuweondersteuning krijgen, omdatde bestaande ondersteunings-constructies niet passen in denieuwe opzet. Hiervoor zijn spe-ciale schijfvormige kolommenontworpen. Tijdelijke ondervan-gingsconstructies, een opleggingmet nastelbare stalen balken eneen in samenwerking met de aan-nemer geperfectioneerde werk-wijze, zijn de sleutel geweest voorhet inmiddels met succes vol-tooien van dit onderdeel.PerronkapDe grote perronkap bestaat uittwee rijen grote boogspanten,waartussen recent een nieuw tus-sendeel is aangebracht. Een aan-tal bestaande steunpunten van dekap dient verwijderd te worden;de dragende functie moet wordenovergenomen door de nieuwetunnel. Hierbij mogen de verti-cale verplaatsingen van de span-ten maximaal 10 mm bedragen.Op enkele plaatsen doorsnijdende opgangen naar het perron dekapspanten. Daar zijn de spantenaan de onderzijde ingekort en iser een nieuw portaal ondergezet.Dit portaal is gefundeerd aanweerszijden van de roltrappen,waardoor de reizigers uit detunnel onder het kapspant doorop het perron komen (fig. 4).F a s e r i n g v a n d e b o u wDe bouwfasering bestaat grofweguittweedelen.EerstzaldenieuweWesttunnel inclusief de trapop-gangen aan de westelijke zijdeworden aangelegd. In deze faseblijft de bestaande personentun-nel normaal functioneren.Na deze fase wordt de reizigers-stroom verplaatst van de be-staande Westtunnel naar het wes-telijke gedeelte van de nieuweWesttunnel. Vervolgens kan debestaandepersonentunnelbuitendienst worden gesteld. In detweede fase kunnen dan de werk-zaamheden ter plaatse van debestaande Westtunnel plaatsheb-ben.Dezewerkzaamhedenbestaanuit de bouw van de oostelijke trap-opgangen en de vervanging vande landhoofden onder de bestaan-de dekken door schijfvormigekolommen op funderingssloven.U i t v o e r i n gPrincipe bouwwijze tunnelIn het bestek is grofweg de vol-gende uitvoeringswijze voor detunnel voorgesteld:- inbrengen stalen buispalen;- inbrengen van tijdelijke stalenspoorbuggen (`hulpbruggen')bestaande uit een stalen dub-belligger per spoorstaaf;- ontgraven van de tunnel onderdeze hulpbruggen;- maken vloer, dragende kolom-men en wanden;- in buitendienststellingen ver-vangen van de tijdelijke stalenspoorbruggen door prefabbrugdekken. Deze worden perwagon aangevoerd en dooreen portaalkraan op hunplaats gelegd.Deaannemerheefteenalternatiefvoor het gebruik van de hulp-bruggen voorgesteld. Het voor-deel van deze uitvoeringsmetho-de is een reductie van het aantalbuitendienststellingenendusvande hinder.De aannemer was hiertoe gesti-muleerd door in het bestek eenbonus-/malusregeling op te ne-men voor het aantal buitendienst-stellingen. De volgende werkwij-ze is hiermee ontstaan:- inbrengen stalen buispalen;- inbrengenbrugdekkenmeteenbovenloopkraan;- ontgraven van de tunnel onderdeze brugdekken;- maken vloer, dragende kolom-men en wanden.4 | Nieuwe perronconstruc-tie met portaal vooropvang stalen kapC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gTunnelbouwcement 2000 5 45Plaatsen kolommenDe alternatieve bouwwijze heeftals nadeel dat de toch al zwaar enondermeeropvermoeiingbelastekolommen geplaatst moestenworden tussen de brugdekken ende gestorte vloer. Om het ruimte-probleem tijdens het plaatsen vande kolommen op te lossen is, innauw overleg tussen aannemeren directie, de volgende bouw-wijze ontwikkeld (fig. 5):- storten vloeren, waarbij eenstrook ter plaatse van dekolommen niet gestort wordt.Hiermee ontstaat op de plaatswaar de kolommen moetenkomen de benodigde extrawerkhoogte;- plaatsen stalen kolommantelop de werkvloer in de open-gehouden strook;- storten van de kolom met deronde kolomkop;- opvijzelen van de kolom meteen hulpconstructie die aanweerszijden van de open-gehouden strook op de vloeris afgesteund;- plaatsen van de ankerboutenin de voetplaat;- aanstorten van de strookonder de kolommen;- ondergieten van de kolommen.T e n s l o t t eIn juni 2000 is de verbrede envernieuwde Westtunnel onderAmsterdam CS opgeleverd. Dereiziger heeft nu een aantrekke-lijke en bredere tunnel met eenhoog voorzieningenniveau totzijn beschikking om vanuit detrein zijn weg te vinden naar destadofanderevormvantransport.Door inzet van veel inventieveoplossingenishetmogelijkgeble-ken in een relatief korte tijd eentechnisch gecompliceerde klus teklaren, zonder daarbij op ??n vande drukste en dus moeilijkstelocaties van Nederland, proble-men te veroorzaken. sProjectgegevensopdrachtgever:NS Railinfrabeheerontwerp & directie:VOF Stationseiland (samenwerkings-verband ARCADIS Bouw/Infra enHolland Railconsult)aannemer:Strukton Betonbouw5 | Vier bouwfasen bijaanbrengen kolommenTer plaatse van de sporenbestaat het dak van detunnel uit prefab voor-gespannen dekken. Doorhet toepassen van inge-goten spoorstaven is deonderkant van de dekkenhoger komen te liggen, watde doorloophoogte in detunnel ten goede kwam