Tunnelen door de longen van de Randstad

Geboorde tunnels maakt men al minstens een eeuw. In Canada werd honderd jaar geleden een tunnel onder de St. Clair River geboord met behulp van scheppen, ezels en karretjes. Inmiddels is de techniek veel complexer geworden.

In Nederland is nog geen ervaring opgedaan met het bouwen van dit type tunnels, maar daar komt snel verandering in. Begin 1997 beginnen de boormachines aan de tweede Heinenoordtunnel. Dan moet blijken of bouwen in een zachte bodem als de Nederlandse onverwachte problemen van technische of financiële aard oplevert.

Aan de TU wordt op diverse plaatsen gestudeerd aan geboorde tunnels. Er werken studenten aan scripties over geboorde tunnels en een viertal promovendi houdt zich eveneens met dit onderwerp bezig. Van directe betrokkenheid van de TU bij de HSL-plannen is geen sprake.

Horvat sprak in zijn intreerede begin dit jaar nog over technieken die gebruikt worden voor de bouw van tunnels. De goedkoopste methode voor geboorde tunnels is tevens zijn favoriet: de gronddrukbalans-techniek.

De graafmachine, een cilindervormige metalen huls met een diameter iets groter dan de te bouwen tunnel, ligt horizontaal in de bodem. Aan het ene uiteinde van de cilinder bevindt zich een graafkop die de grond aan het front fijnmaalt; aan de andere einde worden ringvormige betonnen segmenten tegen de binnenkant van de wand geplaatst, de uiteindelijke tunnelmantel.

Al gravende zet de boorkop zet zich steeds af tegen het reeds gevormde stuk tunnel. Door de fijngemalen grond te mengen met water ontstaat een grondbrij. Die brij wordt onder druk gehouden in een afgesloten kamer, alvorens hem af te voeren naar boven. De ruimte die de wand van de graafcilinder achterlaat wordt opgevuld met grout (water en cement).
Verzakking

Horvat: ,,Eigenlijk is de gronddrukbalans-methode vooral geschikt voor kleibodems, terwijl de Nederlandse bodem hoofdzakelijk uit zand bestaat. Maar door het afgegraven zandte vermengen met water en klei of met een schuimoplossing kan daar toch ook een geschikte grondbrij van gemaakt worden.”

Deze gronddrukbalans-techniek is goedkoper dan een soortgelijke methode waarbij het boorfront onder druk gehouden wordt met behulp van een steunvloeistof, meestal een kleisuspensie. In de vloeistofkamer bevindt zich een luchtdrukkussen dat de vloeistofdruk zeer precies kan controleren. Deze veroorzaakt om die reden minder zetting van het maaiveld dan de grondbrijmethode.

Horvat: ,,Dat is namelijk wel iets waar je rekening mee moet houden. Boren vermindert de spanning in grond en dat kan verzakking van het maaiveld in de orde van een aantal millimeters betekenen. In de weilanden is dat acceptabel maar in bebouwde omgevingen met kwetsbare funderingen niet. Daar hebben we wel een oplossing voor.”

Horvat legt uit dat het probleem van verzakking zich niet voordoet in een harde ondergrond. Door de grond aan het boorfront eerst te ‘verstenen’ alvorens te boren, wordt een harde bodem gecreëerd. Dat ‘verstenen’ gebeurt door er bijvoorbeeld cement of chemicaliën in te spuiten.
Overlast

Een alternatieve methode is die van prof.ir. R.J.G. van der Hoorn, voormalig hoogleraar industrieel ontwerpen. Deze ontwierp een graafmachine die niet werkt met voorgefabriceerde betonsegmenten, maar met beton dat ter plekke gestort wordt. Deze techniek zou aanmerkelijk sneller werken dan de conventionele technieken.

De techniek is echter nog niet in de praktijk getest. Bovendien hoeft de machine van Van der Hoorn volgens Horvat niet sneller te zijn dan conventionele methoden, als die wat meer geautomatiseerd worden. Daaraan wordt gewerkt door promovendi in Delft, die de logistieke processen tijdens de bouw optimaliseren.

Boortunnels zijn vooral gewenst omdat ze weinig overlast veroorzaken in de bouwfase. Het landschap waar de tunnel onder komt te liggen heeft ecologisch nauwelijks te lijden en de omgeving kampt niet met geluidshinder.

Maar er kleven wel degelijk nadelen aan geboorde tunnels. Vanwege de graaftechniek zijn ze rond van vorm, waardoor veel ongebruikte ruimte ontstaat. Gewone tunnels zijn meestal rechthoekig. Ook liggen ze diep, minimaal tien meter onder de grond, wat de bouw duur maakt.
Goedkoop

Binnen de ronde tunnelvorm is nog wel enige variatie mogelijk. De beide treinsporen van de HSL kunnen door één grote tunnel lopen, maar men kan er ook voor kiezen om twee kleinere tunnels aan te leggen. Beide alternatieven vergen hun eigen brandveiligheidseisen. Zo moet de grote tunnel regelmatig een uitgang naar het maaiveld hebben en moeten de parallelle tunnels om de zoveel meter onderling in verbinding staan.

Als alles volgens plan loopt, zal in 1998 met de bouw van de HSL-tunnel worden begonnen. Het is ook op het ministerie van Verkeer en Waterstaat nog onduidelijk of de afstand van de tunnel nu 7,7 of 9 kilometer is (beide afstanden wordengenoemd).

Voorwaarde van het kabinet is in ieder geval dat de trein met 300 km/uur door de tunnel moet kunnen suizen, wellicht in de toekomst nog harder. Berichten dat de tunnel bij treinsnelheden van 200 km/uur twee keer zo goedkoop zou worden, wijst Horvat af met ,,absoluut niet waar”. Het verschil ligt volgens hem in de orde van tien procent.

De 900 miljoen gulden extra die het kabinet heeft uitgetrokken voor de tunnel (dus bovenop het bedrag voor het bovengrondse tracé) schat Horvat in als een redelijk bedrag. ,,De kale tunnel is te maken voor 90.000 gulden per meter.”

De randstadmetropool is bluf

‘Het tracé blokkeert de verdere inrichting van het Groene Hart’

,,Een slecht besluit%%, luidt de mening van ir. Niek de Boer, voormalig hoogleraar stedebouw in Delft, over het gekozen tracé van de HSL door het Groene Hart. De auteur van het recent verschenen boek ‘De Randstad bestaat niet% vindt dat het tracé de inrichtingsmogelijkheden van het Groene Hart blokkeert en hekelt het ontbreken van een directe aansluiting op Den Haag.

,,De Randstadmetropool is bluf%%, schrijft Niek de Boer in zijn boek. Een ondubbelzinnige boodschap die afrekent met een visie die in stedebouwkundige publicaties en andere media steeds vaker opduikt. Zelfs de overheid laat zich erdoor leiden, want in de Vierde Nota over de Ruimtelijke Ordening (1988) wordt nadrukkelijk aan de Randstad gerefereerd als een ‘polynucleaire metropool%.

Volgens De Boer wordt een metropool gekenmerkt door een city met een wereldwijde uitstraling waarin een diversiteit aan voorzieningen en bedrijvigheid is samengebald. Dat is nu juist waar het de Randstad aan ontbreekt. Evenzo zet hij zijn kanttekeningen bij de bewieroking van het Groene Hart als de long van de stedenring. Na de oorlog verdubbelde het aantal inwoners, stelt hij vast. ,,Vanuit de verstedelijking gezien is het een slordig agrarisch restgebied.%%

Eén van zijn voornaamste bezwaren tegen het vastgestelde tracé van de HSL is dat het de open ruimte van het Groene Hart verder versnippert. ,,Dat het nu gedeeltelijk ondergronds gaat, vind ik niet zo relevant, want het gaat er niet zozeer om of je de trein ziet of hoort. Waar het om gaat is dat het tracé de inrichtingsmogelijkheden van het Groene Hart blokkeert.%%

Net als in zijn boek houdt hij een pleidooi voor een dichtbevolkt westen met gemeentelijke agglomeraties die onderdeel zijn van stadsgewesten. ,,De stedelijke structuren moeten verbeterd worden%%, zegt hij. ,,Ook hebben we hoogwaardige ecologische en recreatieve landschappen nodig. Dat vereist een zeer zorgvuldige inrichting van het land. Indat opzicht is het opmerkelijk dat de HSL, evenals de Betuwelijn, buiten de Vierde Nota en de Vierde Nota Extra (Vinex, 1990) is gehouden.%%

Als het globale tracé wel in de Vierde Nota Extra was opgenomen, dan was volgens hem ook voorkomen dat het tracé van Willem Bos (de Bos-variant) nu op bezwaren stuitte omdat het de geprojecteerde Vinex-lokaties doorkruiste. Aan Bos kent hij trouwens de verdienste toe dat hij de bundeling van verkeer in de discussie heeft gebracht. ,,Maar eigenlijk had dit door de minister van Ruimtelijke Ordening moeten gebeuren, vooral omdat die bundeling binnen de ruimtelijke ordening al vijfentwintig jaar onderwerp van gesprek is.%%
Misverstand

Op zich vindt De Boer de HSL een goede zaak omdat er op korte afstanden minder moet worden gevlogen. Toch is hij er niet gerust op dat dit effect ook daadwerkelijk wordt bereikt. ,,Dat ligt aan de maatregelen die worden genomen%%, zegt hij. ,,Als een kaartje voor de HSL straks te duur is, wordt het effect niet bereikt. Ook moeten er meer vakantiemogelijkheden dicht bij huis worden gecreëerd, anders heeft de HSL evenmin effect.%%

Anderszins is De Boer van mening dat er Nederland nogal wat misverstanden bestaan over de HSL. ,,Het is beslist geen onderdeel van een Europees net, zoals velen denken, maar van een Frans net met Parijs in het hart van het stelsel. Daar sluit de HSL op aan. Dat is prima, want het geeft een betere verbinding met Brussel, Parijs en Londen. Van een Duits net is nog nauwelijks sprake. Vooral Rotterdam zou eigenlijk meer gebaat zijn met een HSL naar Duitsland.%%

De Boer benadrukt dat de HSL een snelle verbinding is tussen besluitvormingscentra. Daarom vindt hij het raar dat bij de halteplaatsen prioriteit is gegeven aan Rotterdam en Schiphol boven Den Haag. ,,Als regeringscentrum staat Den Haag nogal zwak in Europa. De stad heeft congressen, ambassades, rijksdiensten, ministeries en internationale instituten. De ontwikkeling daarvan is belangrijk en daar zou de komst van de HSL een bijdrage aan hebben kunnen leveren. Het is verwonderlijk dat de regering zich zichzelf zo wegcijfert.%%
Scepsis

Hoewel hij de HSL nodig vindt om het vliegen op korte afstand te verminderen, heeft De Boer toch ook enige scepsis jegens de halte op Schiphol. ,,Als je reizigers uit het achterland wilt verlokken om niet te vliegen, dan moet je ze niet naar Schiphol laten komen. Overstappers die verder willen naar Brussel of Parijs kunnen overigens beter rechtstreeks vliegen. Ik doe meestal wat ironisch over de betekenis van Schiphol. Goed, de HSL mag wat mij betreft op vier plekken stoppen, maar in ieder geval in Den Haag en Amsterdam.%%

Een halteplaats in Den Haag komt er dus niet. De Boer vindt het jammer dat de impulsen die een halteplaats voor de stad hadden betekend buiten de berekening zijn gehouden. Blijft over dat voor de ontwikkeling van de Randstad het wellicht gunstig is dat Rotterdam en Amsterdam met de komst van de HSL dichter bij elkaar komen te liggen. ,,Ach%%, zucht De Boer,,,hoeveel scheelt dat nou. De onderlinge uitwisseling tussen beide steden vind ik lang niet zo belangrijk als de interne versterking van de stadsgewesten.%%

‘De Randstad bestaat niet% van Niek de Boer is uitgegeven door Nai uitgevers. Prijs: 39,50 gulden. ISBN: 90.72469.85.2

,,,,,

Nu het kabinet heeft besloten om voor de aanleg van de hoge snelheidslijn (HSL) een tunnel door het Groen Hart te leggen, mogen de technici zich buigen over de bouwmethode. De voorkeur gaat uit naar een geboorde tunnel, en dat krijgt de zegen van prof.ir. Bandi Horvat, hoogleraar ondergronds bouwen van bij Civiele Techniek: ,,Boren is technisch volledig haalbaar en verantwoord.”

Geboorde tunnels maakt men al minstens een eeuw. In Canada werd honderd jaar geleden een tunnel onder de St. Clair River geboord met behulp van scheppen, ezels en karretjes. Inmiddels is de techniek veel complexer geworden.

In Nederland is nog geen ervaring opgedaan met het bouwen van dit type tunnels, maar daar komt snel verandering in. Begin 1997 beginnen de boormachines aan de tweede Heinenoordtunnel. Dan moet blijken of bouwen in een zachte bodem als de Nederlandse onverwachte problemen van technische of financiële aard oplevert.

Aan de TU wordt op diverse plaatsen gestudeerd aan geboorde tunnels. Er werken studenten aan scripties over geboorde tunnels en een viertal promovendi houdt zich eveneens met dit onderwerp bezig. Van directe betrokkenheid van de TU bij de HSL-plannen is geen sprake.

Horvat sprak in zijn intreerede begin dit jaar nog over technieken die gebruikt worden voor de bouw van tunnels. De goedkoopste methode voor geboorde tunnels is tevens zijn favoriet: de gronddrukbalans-techniek.

De graafmachine, een cilindervormige metalen huls met een diameter iets groter dan de te bouwen tunnel, ligt horizontaal in de bodem. Aan het ene uiteinde van de cilinder bevindt zich een graafkop die de grond aan het front fijnmaalt; aan de andere einde worden ringvormige betonnen segmenten tegen de binnenkant van de wand geplaatst, de uiteindelijke tunnelmantel.

Al gravende zet de boorkop zet zich steeds af tegen het reeds gevormde stuk tunnel. Door de fijngemalen grond te mengen met water ontstaat een grondbrij. Die brij wordt onder druk gehouden in een afgesloten kamer, alvorens hem af te voeren naar boven. De ruimte die de wand van de graafcilinder achterlaat wordt opgevuld met grout (water en cement).
Verzakking

Horvat: ,,Eigenlijk is de gronddrukbalans-methode vooral geschikt voor kleibodems, terwijl de Nederlandse bodem hoofdzakelijk uit zand bestaat. Maar door het afgegraven zandte vermengen met water en klei of met een schuimoplossing kan daar toch ook een geschikte grondbrij van gemaakt worden.”

Deze gronddrukbalans-techniek is goedkoper dan een soortgelijke methode waarbij het boorfront onder druk gehouden wordt met behulp van een steunvloeistof, meestal een kleisuspensie. In de vloeistofkamer bevindt zich een luchtdrukkussen dat de vloeistofdruk zeer precies kan controleren. Deze veroorzaakt om die reden minder zetting van het maaiveld dan de grondbrijmethode.

Horvat: ,,Dat is namelijk wel iets waar je rekening mee moet houden. Boren vermindert de spanning in grond en dat kan verzakking van het maaiveld in de orde van een aantal millimeters betekenen. In de weilanden is dat acceptabel maar in bebouwde omgevingen met kwetsbare funderingen niet. Daar hebben we wel een oplossing voor.”

Horvat legt uit dat het probleem van verzakking zich niet voordoet in een harde ondergrond. Door de grond aan het boorfront eerst te ‘verstenen’ alvorens te boren, wordt een harde bodem gecreëerd. Dat ‘verstenen’ gebeurt door er bijvoorbeeld cement of chemicaliën in te spuiten.
Overlast

Een alternatieve methode is die van prof.ir. R.J.G. van der Hoorn, voormalig hoogleraar industrieel ontwerpen. Deze ontwierp een graafmachine die niet werkt met voorgefabriceerde betonsegmenten, maar met beton dat ter plekke gestort wordt. Deze techniek zou aanmerkelijk sneller werken dan de conventionele technieken.

De techniek is echter nog niet in de praktijk getest. Bovendien hoeft de machine van Van der Hoorn volgens Horvat niet sneller te zijn dan conventionele methoden, als die wat meer geautomatiseerd worden. Daaraan wordt gewerkt door promovendi in Delft, die de logistieke processen tijdens de bouw optimaliseren.

Boortunnels zijn vooral gewenst omdat ze weinig overlast veroorzaken in de bouwfase. Het landschap waar de tunnel onder komt te liggen heeft ecologisch nauwelijks te lijden en de omgeving kampt niet met geluidshinder.

Maar er kleven wel degelijk nadelen aan geboorde tunnels. Vanwege de graaftechniek zijn ze rond van vorm, waardoor veel ongebruikte ruimte ontstaat. Gewone tunnels zijn meestal rechthoekig. Ook liggen ze diep, minimaal tien meter onder de grond, wat de bouw duur maakt.
Goedkoop

Binnen de ronde tunnelvorm is nog wel enige variatie mogelijk. De beide treinsporen van de HSL kunnen door één grote tunnel lopen, maar men kan er ook voor kiezen om twee kleinere tunnels aan te leggen. Beide alternatieven vergen hun eigen brandveiligheidseisen. Zo moet de grote tunnel regelmatig een uitgang naar het maaiveld hebben en moeten de parallelle tunnels om de zoveel meter onderling in verbinding staan.

Als alles volgens plan loopt, zal in 1998 met de bouw van de HSL-tunnel worden begonnen. Het is ook op het ministerie van Verkeer en Waterstaat nog onduidelijk of de afstand van de tunnel nu 7,7 of 9 kilometer is (beide afstanden wordengenoemd).

Voorwaarde van het kabinet is in ieder geval dat de trein met 300 km/uur door de tunnel moet kunnen suizen, wellicht in de toekomst nog harder. Berichten dat de tunnel bij treinsnelheden van 200 km/uur twee keer zo goedkoop zou worden, wijst Horvat af met ,,absoluut niet waar”. Het verschil ligt volgens hem in de orde van tien procent.

De 900 miljoen gulden extra die het kabinet heeft uitgetrokken voor de tunnel (dus bovenop het bedrag voor het bovengrondse tracé) schat Horvat in als een redelijk bedrag. ,,De kale tunnel is te maken voor 90.000 gulden per meter.”

De randstadmetropool is bluf

‘Het tracé blokkeert de verdere inrichting van het Groene Hart’

,,Een slecht besluit%%, luidt de mening van ir. Niek de Boer, voormalig hoogleraar stedebouw in Delft, over het gekozen tracé van de HSL door het Groene Hart. De auteur van het recent verschenen boek ‘De Randstad bestaat niet% vindt dat het tracé de inrichtingsmogelijkheden van het Groene Hart blokkeert en hekelt het ontbreken van een directe aansluiting op Den Haag.

,,De Randstadmetropool is bluf%%, schrijft Niek de Boer in zijn boek. Een ondubbelzinnige boodschap die afrekent met een visie die in stedebouwkundige publicaties en andere media steeds vaker opduikt. Zelfs de overheid laat zich erdoor leiden, want in de Vierde Nota over de Ruimtelijke Ordening (1988) wordt nadrukkelijk aan de Randstad gerefereerd als een ‘polynucleaire metropool%.

Volgens De Boer wordt een metropool gekenmerkt door een city met een wereldwijde uitstraling waarin een diversiteit aan voorzieningen en bedrijvigheid is samengebald. Dat is nu juist waar het de Randstad aan ontbreekt. Evenzo zet hij zijn kanttekeningen bij de bewieroking van het Groene Hart als de long van de stedenring. Na de oorlog verdubbelde het aantal inwoners, stelt hij vast. ,,Vanuit de verstedelijking gezien is het een slordig agrarisch restgebied.%%

Eén van zijn voornaamste bezwaren tegen het vastgestelde tracé van de HSL is dat het de open ruimte van het Groene Hart verder versnippert. ,,Dat het nu gedeeltelijk ondergronds gaat, vind ik niet zo relevant, want het gaat er niet zozeer om of je de trein ziet of hoort. Waar het om gaat is dat het tracé de inrichtingsmogelijkheden van het Groene Hart blokkeert.%%

Net als in zijn boek houdt hij een pleidooi voor een dichtbevolkt westen met gemeentelijke agglomeraties die onderdeel zijn van stadsgewesten. ,,De stedelijke structuren moeten verbeterd worden%%, zegt hij. ,,Ook hebben we hoogwaardige ecologische en recreatieve landschappen nodig. Dat vereist een zeer zorgvuldige inrichting van het land. Indat opzicht is het opmerkelijk dat de HSL, evenals de Betuwelijn, buiten de Vierde Nota en de Vierde Nota Extra (Vinex, 1990) is gehouden.%%

Als het globale tracé wel in de Vierde Nota Extra was opgenomen, dan was volgens hem ook voorkomen dat het tracé van Willem Bos (de Bos-variant) nu op bezwaren stuitte omdat het de geprojecteerde Vinex-lokaties doorkruiste. Aan Bos kent hij trouwens de verdienste toe dat hij de bundeling van verkeer in de discussie heeft gebracht. ,,Maar eigenlijk had dit door de minister van Ruimtelijke Ordening moeten gebeuren, vooral omdat die bundeling binnen de ruimtelijke ordening al vijfentwintig jaar onderwerp van gesprek is.%%
Misverstand

Op zich vindt De Boer de HSL een goede zaak omdat er op korte afstanden minder moet worden gevlogen. Toch is hij er niet gerust op dat dit effect ook daadwerkelijk wordt bereikt. ,,Dat ligt aan de maatregelen die worden genomen%%, zegt hij. ,,Als een kaartje voor de HSL straks te duur is, wordt het effect niet bereikt. Ook moeten er meer vakantiemogelijkheden dicht bij huis worden gecreëerd, anders heeft de HSL evenmin effect.%%

Anderszins is De Boer van mening dat er Nederland nogal wat misverstanden bestaan over de HSL. ,,Het is beslist geen onderdeel van een Europees net, zoals velen denken, maar van een Frans net met Parijs in het hart van het stelsel. Daar sluit de HSL op aan. Dat is prima, want het geeft een betere verbinding met Brussel, Parijs en Londen. Van een Duits net is nog nauwelijks sprake. Vooral Rotterdam zou eigenlijk meer gebaat zijn met een HSL naar Duitsland.%%

De Boer benadrukt dat de HSL een snelle verbinding is tussen besluitvormingscentra. Daarom vindt hij het raar dat bij de halteplaatsen prioriteit is gegeven aan Rotterdam en Schiphol boven Den Haag. ,,Als regeringscentrum staat Den Haag nogal zwak in Europa. De stad heeft congressen, ambassades, rijksdiensten, ministeries en internationale instituten. De ontwikkeling daarvan is belangrijk en daar zou de komst van de HSL een bijdrage aan hebben kunnen leveren. Het is verwonderlijk dat de regering zich zichzelf zo wegcijfert.%%
Scepsis

Hoewel hij de HSL nodig vindt om het vliegen op korte afstand te verminderen, heeft De Boer toch ook enige scepsis jegens de halte op Schiphol. ,,Als je reizigers uit het achterland wilt verlokken om niet te vliegen, dan moet je ze niet naar Schiphol laten komen. Overstappers die verder willen naar Brussel of Parijs kunnen overigens beter rechtstreeks vliegen. Ik doe meestal wat ironisch over de betekenis van Schiphol. Goed, de HSL mag wat mij betreft op vier plekken stoppen, maar in ieder geval in Den Haag en Amsterdam.%%

Een halteplaats in Den Haag komt er dus niet. De Boer vindt het jammer dat de impulsen die een halteplaats voor de stad hadden betekend buiten de berekening zijn gehouden. Blijft over dat voor de ontwikkeling van de Randstad het wellicht gunstig is dat Rotterdam en Amsterdam met de komst van de HSL dichter bij elkaar komen te liggen. ,,Ach%%, zucht De Boer,,,hoeveel scheelt dat nou. De onderlinge uitwisseling tussen beide steden vind ik lang niet zo belangrijk als de interne versterking van de stadsgewesten.%%

‘De Randstad bestaat niet% van Niek de Boer is uitgegeven door Nai uitgevers. Prijs: 39,50 gulden. ISBN: 90.72469.85.2