Innovatief ontwerp zinktunnel in een druk havengebied

In september 2018 is begonnen met de bouw van de Blankenburgverbinding. Deze nieuwe snelweg, de A24, verbindt de A20 ten westen van Vlaardingen met de A15 bij Rozenburg. Voor deze nieuwe verbinding worden onder andere twee nieuwe knooppunten en twee nieuwe tunnels gebouwd. De nieuwe verbinding gaat via de Maasdeltatunnel onder het Scheur door, een deel van de drukke nautische toegang van de Rotterdamse havens. Elk uur varen hier tientallen zee- en binnenvaartschepen. In het havengebied is daarnaast weinig ruimte voor de toerit van de tunnel.

Referentieontwerp

Bij de start van het aanbestedingstraject verdiepte BAAK zich in het referentieontwerp van Rijkswaterstaat, dat als onderlegger bij het Tracébesluit zat. Daarbij viel een aantal dingen op. Zo moest de zuidelijke open toerit van de Maasdeltatunnel vanwege de nabijheid van het knooppunt met de A15 erg diep worden doorgezet. Door gebrek aan bovenbelasting in de bouwfase zou de trekverankering van de vloeren extreem lang worden. Daarnaast ging het referentieontwerp uit van zes tunnelelementen en even zoveel transporten en afzinkoperaties. Dit zou niet alleen forse hinder en stremmingen voor de scheepvaart met zich meebrengen, maar ook zorgen voor planningsrestricties. Het referentieontwerp liet ook zien dat de grootschalige ontgraving van de oevers een behoorlijke invloed op de planning zou hebben. Na het afzinken van de tunnelelementen, moesten de oeverkruisingen bovendien weer worden aangevuld tot het oorspronkelijke niveau van het maaiveld. Dit zou een nadelige impact hebben op de krachtswerking, zettingen en onderlinge verdeuveling van de moten van de afzinkelementen. 

Alternatief Bouwdok

BAAK presenteerde in haar aanbieding een alternatief voor de nadelen die uit het referentieontwerp naar voren kwamen. In het BAAK-ontwerp is de lengte van het af te zinken gedeelte fors gereduceerd. Het Scheur wordt hierin met slechts twee tunnelelementen gepasseerd. De elementen hebben lengtes van 180 en 205 meter en worden ter plaatse gebouwd, bovenin de diepe cut & cover-bouwkuipen die aan weerszijde van het Scheur worden gebouwd. Dit idee leidt tot aanzienlijk minder hinder voor de scheepvaart. De elementen hoeven tenslotte niet afzonderlijk naar de bouwplaats te worden getransporteerd en er zijn niet zes maar slechts twee afzinkoperaties in het Scheur nodig. Door het additionele gewicht van de tunnelelementen verbetert bovendien het opdrijfevenwicht van de diepe cut & cover-bouwkuipen in de bouwfase. De trekelementen onder de onderwaterbetonvloeren hoeven daardoor minder diep te worden geboord en de aannemer kan standaard bewezen technieken toepassen.
Het cut & cover-gedeelte met de bouwdokken waarin de tunnelelementen worden gebouwd, loopt door tot vlak bij de vaargeul in het Scheur. De afgezonken tunnelelementen lopen daardoor niet door tot onder de oevers en worden daardoor ook niet belast met een grote oeveraanvulling. Ook al wordt het cut & cover-gedeelte dieper doorgezet, het leidt niet tot het toepassen van langere permanente combiwanden. De wanden kunnen ten opzichte van het referentieontwerp vanaf een verdiept niveau worden aangebracht tot in de waterafsluitende kleilaag. We doen dit binnen een met groutankers verankerde damwandkuip. Het gewicht van het afzinkelement op het dak compenseert de opwaartse waterdruk onder de vloer.

Creatief ruimtegebruik

Door de gestapelde bouwwijze van het bouwdok, ontstaat er veel extra ruimte tussen het plafond van de verkeersbuis en de permanente dokvloer. Deze ruimte wordt zoveel mogelijk benut voor het plaatsen van technische installaties. Aan de zuidkant wordt een deel van dienstgebouw in het bouwdok geïntegreerd, zodat het niet zichtbaar is in de omgeving. Waar het diepe deel van het bouwdok aansluit op de zinktunnel wordt de beschikbare ruimte benut als bijkomende waterkelder. 

Het Scheur

De zinktunnel wordt gebouwd middenin de Rotterdamse haven, in één van de drukste vaarwegen van Europa. Dit brengt risico’s met zich mee zowel voor de scheepvaart als voor de mensen die in de cut & cover-bouwkuipen op 28 meter onder NAP aan het werk zijn. Om het bouwdok te beschermen tegen aanvaringen, maakt BAAK twee tijdelijke kistdammen. Deze constructies liggen buiten de vaargeul. Aan de zuidkant is de kistdam in het talud van de oever gemaakt, aan de noordkant in een krib. Hierdoor is de afname van het stroomprofiel slechts zeer beperkt en is daarmee ook de invloed op de stroming en waterspiegel verwaarloosbaar. De kistdamconstructies hebben meer voordelen. Ze zorgen voor een goede bereikbaarheid van de bouwdokken en ze voorkomen het omklappen van de zinksleuf, wat een substantiële reductie van het baggervolume oplevert. Verder zijn ze inmiddels ingericht als loswal waar schepen met een lengte tot 120 meter kunnen aanleggen en worden gelost. Damwanden, heipalen, zand en grind komen via het water naar de bouwplaats. BAAK bouwt een eigen logistieke route die van de oever van het Scheur, via het bouwterrein van de Hollandtunnel doorloopt tot aan de A20. In de zomer van 2020 is deze route volledig beschikbaar. Hiermee zorgt de aannemer voor minder hinder door bouwverkeer op de lokale wegen. 

Minder afzinkoperaties

Het ontwerp van de zinktunnel van BAAK geeft met een alternatieve oplossing invulling aan de risico’s uit het referentieontwerp. Bovendien maakt het toepassing van standaard beproefde technieken en constructieafmetingen mogelijk, wordt het aantal afzinkoperaties aanzienlijk gereduceerd en worden grootschalige ontgravingen en zware aanvulling van de tunnelelementen vermeden. 

Eelco van Putten is designmanager; Remy van der Burgt is projectmanager en Hanneke Blok is communicatieadviseur (allen bij BAAK) en Esther Cohen is communicatieadviseur bij Rijkswaterstaat.