? tunnelbouw ? algemeen ontwerp?ir.R.W.M.G.Heijmans, BV Articon, onderdeel van ARCADIS Bouw/lnfraVoor het Centraal Station in Leiden is onlangs de laatste hand gelegd aan de Stations-pleintunnel. Na de bouw van het nieuwe station voor de NS, was het de beurt aan het Sta-tionsplein om onder handen genomen te worden. De verkeerstunnel geeft het Stations-plein weerterugaan voetgangers en fietsers en maaktde inrichtingvan een aansprekendplein mogelijk. De tunnel is onderdeel van het Leiden Centraal Project: de ontwikkelingvan het stationsgebied met kantoren, woongebouwen, horecavoorzieningen en infra-structuur. Met de tunnel is de bal'ri?re van het station naarde stad, devoor hetstation ge-legen Schipholweg, weggenomen en is ruimte gemaaktvoor een geconcentreerd bussta-tion.STATIONSPLEINTUNNEL LEIDEN@ Situatie StationspleintunnelUitgangspuntvoor het ontwerp was minima-le overlast voor het verkeer op hetStations-plein;vooral fietsers en busverkeer mochtentijdens de bouw niet worden gehinderd. Metdeze uitgangspunten was door derden eenvoorontwerp gemaakt, bestaande uit eencirca 500 m lange autotunnel met twee bui-zen. Het gesloten gedeelte is 336 m lang enloopt vanaf het kruispunt met de Rijnsbur-gerweg richting Plesmanrotonde (fig. 1).Doortoepassingvan diepwanden en een in-jectielaag zou, door middel van de wanden"dakmethode, de overlast op het Stations"plein tijdens de bouw zo gering mogelijkzijn.Erwas nietvoorzien in een middentunnelka-naal als vluchtroute en kabelkanaal, zoalswel gebruikelijk is bij tunnels in autosnelwe-gen. Deze zijn in hetalgemeen echter langeren worden met veel grotere snelheid bere-den. Als vluchtroute kan hier de andere tun-nelbuis dienen.Aanbesteding engineeringBegin 1993 is door de gemeente Leiden deengineering van de tunnel op de markt ge"bracht. De opdracht omvatte het uitwerkenvan het voorontwerp tot definitief ontwerpen het besteksgereed maken ervan. Ook devormgeving, detaillering en directievoeringbehoorden tot de opdracht.De opdracht is uiteindelijk gegund aan hetsamenwerkingsverband lnfraneth, met Arti-con als penvoerder en contractpartij, op ba-sis van een alternatief ontwerp: een bouw-kuip van tijdelijke stalen damwanden en eenonderwaterbetonvloer met trekpalen, waar-binnen de tunnel in-situ kon worden ge-bouwd. Deze oplossing leverde circa20% la-gere bouwkosten en een meer beheerstbouwproces op.Binnen Infraneth was het Architecten- en In"genieursbureau Articon trekker van het ont-werpteam, waarin ookBVN, IV-consult en In-tersec participeerden.Definitief ontwerpDetunnel bestaat uittwee tunnelbuizen meteen inwendige breedte van 8,60 m elk. Per10 CEMENT1997/11buis is ruimte voor twee rijstroken en een in-spectie-/vluchtpadlangs de middenwand.Het profiel van vrije ruimte heeft een hoogtevan 4,30 m (fig. 2). Dit is aan de lage kant,maargezien de hoogteligging van viaductenin detoeleidendewegen is ditvoldoende. Detotale inwendige hoogteis minimaal4,70 m,zodat ten minste 0,40 m overblijft voor ver-lichting, kruispijlbakken enz. De midden-wand is voorzien van vluchtschuifdeurenmeteen tussenafstand van 100 m, zodat ingeval van een calamiteit eventueel naar deandere tunnelbuis gevlucht kan worden ende hulpdiensten toegang hebben vanuit deandere tunnelbuis.De wanden hebben een dikte van 0,60m. Bijde buitenwanden is dit constructief nodig,de minimale dikte van de middenwandwordt echter bepaald door de inbouwdieptevan elektrakasten en hulpposten. De vloeren het dak hebben, eveneens uit construc"tieve overwegingen, een minimale dikte van0,60 m. Het dak is bij de wanden verdikt tot1,00 m om de hoeveelheid steunpuntswa-pening te beperken en dwarskrachtwape-ning te voorkomen. De constructie is gedi-mensioneerd op debelasting doorgrond- enwaterdruk en op verkeersklasse 60, zowel inals op de tunnel.De buitenwanden en hetdakzijn gekoeld omscheurvorming door verhinderde afkoe-lingsverkorting te voorkomen. Hiermee iseen waterdichte constructie verkregen, zon~der verdere bekleding. Ondanks de relatiefgeringe betondiktes isditeconomischerdanhet opvoeren van de hoeveelheid verdeel-wapening. Om de scheurwijdte te beperkenzou dan meteen zeer lage staalspanningge-werkt moeten worden, hetgeen tot grote wa-peningshoeveelheden zou leiden. Ter be-perking van scheurvorming zijn in de mid-denwand extra dilatatievoegen aange-bracht.600600De tunnel is gefundeerd op prefab betonpa-len 420 x420 mm2, voorzien van tweezijdigeribbels voor de verankering aan het onder-waterbeton. De paallengtes varU~ren van 16tot 21 m. De palen zijn vanaf maaiveld meteen oplanger tot de vereiste diepte geheid.Hiervoor is mede gekozen om de terugloopvan de sondeerwaarden door de ontgravingvan de bouwput zoveel mogelijkte beperkenen om vervormingen van de damwanden te-gen te gaan. Bij de dimensionering was voorde meeste palen de bouwfase maatgevend.De palen werden dan maximaal op trek be-last. Bij de palen onder de middenwand is degebruiksfase maatgevend. De belasting on"derdeze wand maakte plaatselijk een grote-re paallengte noodzakelijk.Het lengteprofiel is opgezet met hellingenvan maximaal 6% (fig. 3). Dit is relatief steil,maar blijkt in de praktijk niet tot problemente leiden. Directe voordelen hiervan zijn debijbehorende korte opritten en daarmee ooklage kosten. Het dak van de tunnel loopt bijdetunnelmonden meemetdehellingvan deopritten.Als gevolg van de stedenbouwkundige invul-ling kon worden volstaan meteen zeer gerin-ge gronddekking. Debestrating is plaatselijk600? Standaard-tunneldoorsnedezelfs direct op het tunneldak bevestigd. Be"houdens de opritten ligt de tunnel vrijwel ho-rizontaal. Ten behoeve van de afwateringloopt de tunnel vanuit het midden met eenhelling van 1:400 afnaarde uiteinden,waarwaterkelders zijn gesitueerd. Deze zijn be-reikbaar vanuit de tunnelbuis aan de stads-zijde. De kelders zijn volledig onder deze,eerst gebouwde tunnelbuis gelegen, opdathetgeheel in de eerste fase van de bouw vol-ledig operationeel was. Het water uit de op-ritten aan de stationszijde wordt met kUnst-stof buizen naar de waterkelders gevoerd.Bij beide tunnelmonden zijn ondergronds,tegen de tunnel aan, dienstruimten ge-bouwd, door middel van open trappen toe-gankelijk vanaf hetmaaiveld.? Langsdoorsnede tunnelbuis stadszijdei>---_8c:..c:3'--6-'--'96'----,-~ ~_~ -=3=36=0::.....:0::.....:0c---_-~--_ ___+~-8=3=-=6'--=--9=6~.~Waterkelder zuidCEMENT1997/11Ven tilatornisBluswa terreservoirI!I~I~I\Trekpalen1111111111111111111111Waterkelder noord11? tunnelbouw ? uitvoeringstechniek??- Aanbrengen damwanden + stempelconstructie- Heien van trekpalen- ''Nat'' ontgraven van bouwput- Onderwaterbeton CD- Bouwput droogzetten- Stalen damwand aanbrengen- Trekpalen verdiept heien- Stempelconstructie aanpassen cq. vervangen- ''Nat'' ontgraven van bouwput- Onderwaterbeton ~Bouwput droogzetten 0- Stalen damwand afbranden@) BouwfaseringCD Toerit tijdens de bouw van de tweede fa-se, waarbij het verkeer door de eerst ge-bouwde tunnelbuis rijdt. De stempels zijnhoog aangebracht om er onderdoor te kun-nen rijdenDamwanden.......12StempelconstructIe- Constructie tunnelbuis stadszijde- Inrichten en tijdelijke ingebruikstellingtunnelbuis- Constructie tunneldeel stationszijde- Aanvullen- Verwijderen stempelconstructie- Trekken damwandenAanrIjdportaalCEMENT1997/11BouwfaseringIn verband met de gecompliceerde ver-keerssituatie was de bouwvolgorde groten-deels in het bestek voorgeschreven. Dooreen gefaseerde uitvoering konden de ver-keersstromen zoveel mogelijk doorgaan.De tunnel is in twee fasen gebouwd (fig. 4),als eerste de tunnelbuis aan stadszijde,compleet met alle installaties. Dit hield indat ook beide dienstgebouwen gereedmoesten zijn (foto 5). Het doorgaande ver-keer is vervolgens door de reeds gebouwdetunnelbuis geleid. Op maaiveld kwam daar-door voldoende ruimte vrij om de tweedetunnelbuis te bouwen (foto 6).De bouwmethode was conventioneel: in-brengen damwanden, vanaf maaiveld heienvan de trekpalen, aanbrengen stempel-raam, water opzetten, nat ontgraven van debouwput en onderwaterbetonstorten. Nahet droogzetten van de bouwput kon de eer-ste verkeersbuis worden gemaakt en wer-den de tunnelinstallaties ge?nstalleerd. Hetdoorgaande verkeerwerd vervolgens in tweerichtingen door de tunnelbuis geleid enmoest onder de stempels van de bouwputvan de opritten doorrijden (fig. 7). De eerstestempels fungeerden als aanrijdportaal.Met een houten plankier is in de bouwput,tussen de middenwand en de bouwput-wand, een tijdelijke vluchtroute gemaakt.Voor de tweede tunnelbuis werd een derdedamwand ingebracht, waarna de trekpalenkonden worden geheid. De stempeling werddoorgezet, de put ontgraven en het onder-waterbeton gestort. In de drooggemaakteput kon vervolgens met de tweede tunnel-helft worden begonnen.De verbinding met de eerste tunnelbuiswerd gemaakt met schroefankers. Het nieu-we beton is tegen het ruw gemaakte betonvan de eerste tunnelbuis gestort. In allestortvoegen die met het grondwater in ver"binding staan, zijn injectieslangen opgeno-men. Deze zijn allen ge?njecteerd omdat detunnel al gedeeltelijk in bedrijf werd gesteldzonder dat de waterdruk aanwezig was. Bijde aansluiting van vloer en dak van de twee-de fase op de eerste tunnelhelft is extrakrimpwapening toegepast in het hartvan debetondoorsnede. De ervaring uit de praktijkheeft geleerd dat deze verbinding goed wa-terdicht te maken is.In verband met de garantietermijn van de te-gels konden deze pas een half jaar na hetstorten van het beton worden aangebracht.Dithield nog een extra faseringsstap in.? Overzicht bouwfase 1? Overzicht bouwfase 2: verkeer door dein de eerste fase gebouwde tunnelbuis13? tunnelbouw ? uitvoeringsorganisatie ?? Tunnelingang met aan de rechterzijdeeen trappartij als toegang voor ??n van dedienstgebouwen? Het begin van de zuidelijke toerit meteen zogenoemde verdee/zuU, waarin dehandbedienpost voor de brandweer is opge-nomen14VormgevingDe architect heeft de wanden van de oprit-ten een golvend verloop gegeven (foto 8).Hierbij wordt de golflengte vanaf de tunnel-uitgang steeds kleiner. Dit suggereert eentoenemende snelheid van de verkeers"stroom vanuit de tunnel. Op maaiveldniveauis groenblijvende begroeiing voorzien, die alvrij snel over de dalen van de golf zal heen-groeien. De golf is op deze w?ze ook eenaanzet voor de groenstructuur. De wandenvan de toeritten en van de tunnel zelf zijnvoorzien van gekleurde tegels. Hierb? isin deopen oprit een donkere kleur toegepast enin de tunnel een lichte kleur. Bij de tunnel-monden is aan de buitenwand, door eenwaaier met gekleurde banen een overganggecre?erd. Deze vormgeving heeft behalveesthetische waarde ook nog praktisch nut,doordat door de gekozen kleuren het effectvan de abrupte overgang tussen de helderebUitenlucht en de donkere tunnel wordt ver-minderd. De eigenlijke reden voor het toe-passen van tegels is deanti-graffitiwerkingen beperking van het onderhoud.De verdeelzuilen tussen de r?banen bij deentree dragen bij aan een goede ori?ntatieen veiligheid ter plaatse (foto 9).UitvoeringBehalve de gefaseerde uitvoering om de be-nodigde ruimtete beperken, moesten de be-staande verkeersroutes voortdurend wor-den aangepast aan de werkzaamheden enomgekeerd.Het kruisende verkeer werd met hulpbrug-gen over de bouwput gevoerd. Met name deverbinding vanuit de binnenstad naar hetstation voor bussen, voetgangers en fietsersmoest in stand blijven, alsmede de verbin-ding naar het Rijnsburgerviaduct voor fiets-en autoverkeer. Wegens de beperkte be-schikbare hoogte fungeerden de hulpbrug-gen tevens als stempels. De hulpbruggenzijn extra breed en met een uitneembare r?-vloer uitgevoerd, om gedeeltelijk verw?derdte kunnen worden voor werkzaamheden inde bouwput. Er bleef dan alt?d voldoenderuimte over voor het kruisende verkeer.Doorhet ontgraven van de bouwput voor detweede tunnelbuis en de hiermee gepaardgaande ontspanning van de grond, zoudeeerste tunnelbuis in de richting van de ont-graving verschuiven. In het bestek is hier-voorals eis gesteld dat deze horizontale ver-plaatsing niet meer dan 5 mm mocht bedra"gen, om blijvende trekspanning in de beton-palente voorkomen. De aannemer heeft ditprobleem op elegante w?ze opgelost. Doorin de eerste faseazob? wiggen tussen degording en de damwand aan te brengen (tig10.2a) ontstond, na verwijdering van dezewiggen in de tweede fase, een extra nor-maalkracht in de onderwaterbetonvloerdoordat de damwand aan de bovenz?denaar binnen doorboog (tig. 10.2b). Dezedruk was voldoende om de teruglopendenormaalkracht tijdens de ontgraving van detweede fase te compenseren. Het verwijde-ren van de uitvulwiggen moestgefaseerdge-beuren om de damwand nietuithetslotte la-ten springen en de gordingen niette overbe-lasten.Tijdens de uitvoering zijn de verplaatsingenvan de eerste tunnelbuis gemeten. Dezebleken binnen degesteldewaarde te liggen.CEMENT1997j11De tunnelmoten zijn meteen verrijdbare tun-nelkistgemaaktmeteen stortcyclus van ??nweek. Het koelen van de wanden en het dakbleek goed te voldoen. Dit was duidelijk tezien aan het verschil tussen buitenwandenen middenwand. De buitenwanden blevenvrijwel scheurvrij, terwijl de niet gekoeldemiddenwand een regelmatig scheurenpa-troon vertoonde. Dit werd nog versterkt doorde vele sparingen voor de elektrakasten enhulpposten. De scheuren waren overigensniet bezwaarlijk in de middenwand.StempelconstruetietJ...AE~ _Stadszi jdeFBuisstempel BuisstempelsTunnelinstallatiesDe tunnel is voorzien van een brandblussys-teem met een gevulde blusleiding. Dehoofdleiding is buiten de tunnel gelegen. Deaftakkingen die in het dak en de midden-wand zijn opgenomen, zijn voorzien van ver-warming om bevriezing te voorkomen. Elke50 m zijn in de middenwand hulpposten op-genomen met een brandslanghaspel,schuimblusser en telefoontoestel, verbon-den met de meldkamer van de politie.Stadszi ide Tunnelzi Ide fase 1 Tunnelzi jde fase 1Stalen damwand2aOntgravingszi ideDe tunnel wordt niet met camera's bewaakt.Wel worden verschillende signalen doorge-gevenaan de meldcentrale van de brand-weer. Te noemen zijn storingsmeldingvan denoodstroomaccu's, verlichting en ventilatie.Voor de branddetectie wordt van een L1ST-kabel gebruikgemaakt. Tijdens de bouwbleek deze goed te functioneren. Het bleekdat bij stilstand tijdens tweerichtingsver-keer, de uitlaatvan een vrachtwagen metbo-venuitlaatin staat was de brandweer te la-ten uitrukken. Ook de barbecue tijdens eenfeestje inde eerste tunnelbuis had een der-gelijk effect. De gevoeligheid van het sys-teem is vervolgens bijgesteld.Wegens het ontbreken van een middentun-nelkanaal is ervoorgekozen de kabels in ka-belkokers te leggen die tegen de midden-wand zijn gemonteerd. Deze kabelkokerszijn afgedekt met hittewerende KDS-pane-len en worden tegen aanrijding beschermddoor betonnen consoles. Elke 25 m zijn in-spectieluiken aangebracht. De hitteweren-de beplatingis uitesthetische overwegingenafgedekt met afneembare, verzinkt stalenpoedergecoate panelen. Door een flexibelebevestiging zijn temperatuuruitzettingeneenvoudig op te nemen.De twee dienstruimten zijn ondergronds ge-situeerd bij de tunneluitgangen aan destadszijde (fig. 1). Deze locatie is gekozenom de afstand tot de grootste stroomver-CEMENT1997/11Stalen damwand Azob? uitvullingTunnelzi Ide fase 1@ Beperking verplaatsing tunnelbuis eerste fasebruikers, ventilatie en entreeverlichting, zokort mogelijk te houden. Via trappen naarhet maaiveld is toegankelijkheid van dedienstgebouwen ook tijdens tunnelbedrijfverzekerd (foto 8).@ Tunneldoorsnede ter plaatse van ventilatornisStalen damwand2b...,Ontgravingszi IdeStalen damwand15? tunnelbouw? ? installaties@ Ventilatornis met een cluster van vijf ventilatoren@ Overzicht tunneltrac?. Inrichting stationsplein moet nog plaatshebben16De tunnel is voorzien van eenlangsventila-tiesysteem met zeven aanjaagventilatorenper tunnelbuis. Hiervan zijn kort na het in-gangsportaal vijf ventilatoren in een clusteraangebracht in een verhoging van het dak(fig. 11, foto 12). Dit maakte het mogelijk deinwendige hoogte van de tunnel in het overi-gedeel met 0,40 m te reduceren, hetgeeneen belangrijke kostenbesparing opleverde.Plaatsing van ventilatoren in een nis heeft,als bijkomend voordeel, een wat hoger ren-dement omdat de toegevoegde impuls ho-ger is door de watlagereluchtsnelheid in denis. De ventilatornissen zijn boven de water-kelders aangebracht omdat daar de grond-dekking het grootst is.De ventilatie wordt alleen geactiveerd bij eente hoog CO-gehalte of bij brand. Om rookom-loop te voorkomen, wordt bij brand in de enetunnelbuis, in de andere buis meegeventi-leerd door een tweetal ventilatoren in eennis bij het uitgangsportaal. Deze ventilato-ren blazen dan in dezelfde richting als die inde tunnelbuis waarin de rookontwikkelingoptreedt.Bij normaal bedrijf wordt terugloop van uit-laatgassen in de andere tunnelbuis voorko-men door rookmuren bij detunneluitgangen.Aan het eind van de zuidelijke oprit is in deverdeelzuil een handbedienpost aange-bracht, zodat in geval van een calamiteit dehulpdiensten de tunnelinstallaties ter plek-ke kunnen bedienen.BetrokkenenOpdrachtgever: Gemeente Leiden, DienstBouwen en WonenOntwerp en directievoering: ARCADISBouwlInfra, BV Articon, AmersfoortVormgeving: BV Articon: ir. JA van BelkumDetaillering: BVN, Rijswijk en Frederic R. Har-ris, Den HaagInstallaties: IV-consult, Papendrecht in sa-menwerking met Intersec, ZoetermeerHoofdaannemer: Combinatie Strukton-Bal-last Nedam vofOnderaannemer installaties: Stork Installa-tietechniekfoto 6: AeroviewDick Sellenraad, Rotterdamoverige foto's: Sybolt Voeten, Breda?CEMENT1997/11