8000 ton inschuiven
13-04-2023Het lijkt op het eerste gezicht misschien niet eens zo’n heel uitzonderlijke klus: het inschuiven van een spoortunnel. Maar het enorme formaat, de schuine hoek en de geïntegreerde stijgpunten maakten van de uitvoering van de reizigerstunnel onder het nieuwe station Ede-Wageningen een waar huzarenstukje.
Download de pdf van dit artikel.
Projectbezoek Stubeco
De jaarvergadering van Stubeco op 13 april 2023 stond in het teken van een bezoek aan het nieuwe station Ede-Wageningen. Na een ontvangst in de bouwkeet van bouwcombinatie EdesPoort, volgde een inleidende presentatie over het indrukwekkende project door Aart Veldhuis (projectmanager bij Van Hattum en Blankevoort). Laurens Schrama (senior werkvoorbereider bij van Van Hattum en Blankevoort) dompelde met zijn toelichting de ongeveer 40 Stubeco-leden onder in de techniek van de complexe inschuifoperatie van de Oosttunnel, een van de indrukwekkendste onderdelen van het project. Vervolgens was het tijd voor een bezoek aan de bouwplaats, en konden de ingeschoven Oosttunnel, de Westtunnel op de voorbouwlocatie en de houten perronkap van dichtbij worden aanschouwd.
De interesse vanuit de Stubeco-leden was groot, zo bleek ook wel uit de vele vragen die tijdens het projectbezoek werden gesteld.
Station Ede-Wageningen ondergaat momenteel een flinke metamorfose. De verdere groei van het aantal reizigers maakte een grootschalige vernieuwing noodzakelijk. Om die groei te faciliteren, wordt een extra perron gebouwd en worden de bestaande perrons verbreed. Voor het publiek meest in het oog springend is waarschijnlijk de nieuwe, houten perronkap en de toren voor het station, beide geïnspireerd op het Veluwse landschap.
Belangrijkste civieltechnische onderdelen zijn een nieuwe reizigerstunnel (de Oosttunnel), de verbreding van de bestaande Albertustunnel en de nieuwe Westtunnel voor doorgaande fietsers en voetgangers (figuur Scope van het project). Andere opmerkelijke operatie is het verplaatsen van het centrale plein en de hoofdingang van de noordkant naar de zuidkant, in dit project de ‘omklap’ gedoopt.
"Bijzonder aan deze tunnel is dat hij als één geheel
– dus inclusief zes stijgpunten – is ingeschoven"
Projectgegevens
Project: Spoorzone Ede
Opdrachtgever: ProRail, in samenwerking met gemeente Ede en NS Stations
Opdrachtnemer: EdesPoort, bestaande uit VolkerWessels Infrastructuur (Van Hattum en Blankevoort en VolkerRail) en Van Wijnen vestiging Arnhem
Ontwerp schuifconstructie Oosttunnel: Van Hattum en Blankevoort
Uitvoering schuifoperatie Oosttunnel: Heijmans Infra Span- en Verplaatsingstechnieken
Maatvoering: Vermeer Maatvoering
Inrijden Westtunnel en dek: Albertstunnel Sarens
Grondwerk: Gebr. Poppink
Productie perronkap: De Groot Vroomshoop
Oosttunnel
Het civieltechnische hoogtepunt is ongetwijfeld de Oosttunnel. Deze tunnel, die is verbonden met de hoofentree en de perrons, kruist het spoor onder een hoek van 60 graden. Op de tunnel bevinden zich drie voorgespannen dekken: twee spoordekken en een dek voor een groenstrook (figuur Bovenaanzicht en doorsnede). Ten zuiden van deze drie dekken bevindt zich, tegen de tunnel aan, een extra dek voor een fiets- en voetgangersviaduct. In de tunnel, tussen de spoordekken, bevinden zich zes stijgpunten richting de perrons, drie aan beide zijden. Het geheel is op staal gefundeerd.
Inschuiven
De Oosttunnel is als één geheel voorgebouwd op een voorbouwlocatie aan de zuidzijde van het spoor (foto Voorbouwlocatie bouw Oosttunnel). Het voorbouwen van een tunnel gebeurt in dit soort situaties vaker: het beperkt de tijd dat treinen niet kunnen rijden. Bijzonder aan deze tunnel is dat hij als één geheel – dus inclusief drie spoordekken en zes stijgpunten – is ingeschoven, en dat onder een schuine hoek. Door de stijgpunten te integreren in de tunnelbak hoefde later niet tussen de sporen meer te worden gebouwd, wat aanzienlijk scheelde in de logistiek en de overlast voor het treinverkeer. Het zuidelijke fietsviaduct is niet ingeschoven maar in situ gebouwd. Omdat dit deel buiten het spoorse domein valt, hoefde de aanleg niet in een treinvrije periode (TVP) te worden gerealiseerd.
De 8000 ton wegende constructie voor de Oosttunnel is, nadat hij gereed was, in zijn geheel ingeschoven, over een afstand van ruim 83 m. Om dit schuiven mogelijk te maken, zijn onder de wanden van de tunnel twee schuifbanen gerealiseerd, die in schuifbaanbakken zijn geplaatst (foto U-vormige schuifbaanbakken van prefab beton). Het deel van deze bakken op de voorbouwlocatie was L-vormig en is ter plaatse gestort, onder een werkvloer, waarop de tunnel is gebouwd. Het deel van de bak op de plek waar de tunnel naartoe werd geschoven, was U-vormig en is gebouwd met prefab betonnen elementen. Plaatsing hiervan moest gebeuren tijdens een TVP, dus de inspanning ter plaatse moest worden geminimaliseerd.
"Om het schuiven mogelijk te maken,
zijn onder de tunnel twee schuifbanen gerealiseerd voor het schuifequipment"
De schuifbanen zelf bestonden uit stalen profielen (2x HEB 600) met daarop schuifgoten met de verticale vijzels (figuur Vijzels en foto Schuifbanen). Die konden worden belast tot 70 ton per vijzel. In totaal tilden ruim 140 vijzels, verdeeld in 6 vijzelgroepen (3 per schuifas), de tunnel 5 cm op zodat deze door totaal 6 duwvijzels en 2 trekvijzels kon worden voortbewogen.
De tunnel is met een snelheid van circa 7 m per uur. Voor het schuiven zelf was circa 12 uur nodig, voor de totale schuifoperatie 128 uur. Deze operatie vond plaats tijdens een TVP van 24 dagen. Daarin werden achtereenvolgens de sporen ontmanteld, de oude aardebaan afgegraven, de prefab schuifbaanbakken verplaatst, de tunnel ingeschoven, de aardebaan aangevuld en tot slot de sporen weer gemonteerd.
Om het schuiven mogelijk te maken, was het nodig dat de grond tussen en naast de schuifbanen bijzonder strak werd uitgevlakt, met een tolerantie van +/- 10 mm. Dit ‘biljartlaken’ is gerealiseerd met twee bobcats met levelblad, aangestuurd door een Total Station. Hoewel de grondwaterstand onder de tunnel lag, is tijdens het schuiven wel bemaald om voldoende draagkracht te kunnen mobiliseren. Om aanhechting tussen de werkvloer en onderkant van de tunnel te voorkomen is een dubbele laag folie aangebracht.
Excentriciteit
De schuifbanen bevonden zich niet exact onder de wanden van de tunnel. Om voldoende draagkracht te mobiliseren onder de tunnel, en daarvoor voldoende oppervlakte te hebben waarop de tunnel is gefundeerd, moesten de schuifbanen net iets naar buiten worden geplaatst (figuur Snede ter plaatse van het voorgespannen dek). Door deze excentrische ligging was het nodig de tunnelvloer op een flinke dwarskracht te wapenen, met een enorme hoeveelheid wapening tot gevolg.
Stijgpunten
Tijdens het schuiven hingen de stijgpunten als het ware aan de tunnel, met een flink overstek (figuur Snede ter plaatse van de uitkragende stijgpunten). Om de krachten die hierdoor ontstonden op kunnen te nemen, is ervoor gekozen de stijgpunten voor te spannen. Dit is gerealiseerd door de buitenste voorspankabels vanuit het dek door te laten lopen in de wanden van de stijgpunten (figuur Buitenste voorspanning vanuit de dekken). Deze voorspanning had duidelijk effect. Na het spannen kwamen de stijgpunten daadwerkelijk iets omhoog van de voorbouwlocatie.
"De stijgpunten zijn voorgespannen door
de buitenste voorspankabels vanuit het dek door te laten lopen in de wanden"
De meest zuidelijke wand van de stijgpunten grenst niet aan een dek, waardoor het hier niet mogelijk was de voorspanning vanuit het dek door te laten lopen. In plaats daarvan is hier tijdelijke voorspanning doorlopend tussen de wanden aangebracht met een horizontale stempel om de voorspankracht op te kunnen nemen (figuur Tijdelijke voorspanning en stempel in de meest zuidelijke wand van de stijgpunten). Tijdens de definitieve situatie zijn de stijgpunten, net als de tunnel zelf, op staal gefundeerd. De voorspanning in de zuidelijke wand en de stempel konden daardoor na het inschuiven worden verwijderd.
De stijgpunten zijn voorzien van sparingen in de vloer ten behoeve van de installaties onder de roltrappen en de liften. Op de definitieve plek van deze putten zijn vooraf prefab betonnen bakken aangebracht, waarin later de putten in situ konden worden gebouwd. Deze prefab verloren bekisting is deels gecombineerd met de prefab schuifbaanbakken (foto U-vormige schuifbaanbakken van prefab beton).
Vervormingen / monitoring
Tijdens het schuiven werd de tunnelbak op verschillende manieren belast en ontstonden afwijkende buigende en wringende momenten. Dit onder meer door de verplaatsing vanaf de – door stortgewicht van de tunnel voorbelaste – stijvere grond onder de voorbouwlocatie, richting de slappere grond onder het spoor. Om risico’s op te grote, ongelijkmatige vervormingen en scheurvorming te vermijden, zijn vooraf verschillende situaties beschouwd en doorgerekend (figuur Analyse vervorming tijdens het schuiven).
"Tijdens het schuiven zijn vervormingen nauwlettend gemonitord"
Tijdens het schuiven zijn vervormingen nauwlettend gemonitord met meetpunten op enkele strategische locaties, gebruikmakend van een Total Station. Na elke schuifstap van circa 80 cm werd de verplaatsing gemeten en geautomatiseerd naar een monitoringssheet doorgestuurd. Vooraf werden signalerings- en interventiewaardes vastgesteld waaraan deze waarden werden getoetst. Uiteindelijk zijn die waarden nergens overschreven. Het vertrouwen daarop was vooraf overigens groot, onder meer omdat er eerst een proef is uitgevoerd.
Overig betonwerk: Westtunnel en Albertustunnel
Behalve de Oosttunnel komt er zoals gezegd nog een tweede nieuwe tunnel, de Westtunnel. Deze tunnel bestaat uit drie dekken met open ruimtes ertussen. Hij wordt, net als de Oosttunnel, op zand gefundeerd. Funderingssloven onder de wanden bleken hier voor voldoende draagkracht te kunnen zorgen waardoor de onderzijde van de tunnel open kon worden gehouden. Op de definitieve locatie zullen wel stempels tussen de sloven worden aangebracht.
Ook deze tunnel is voorgebouwd, echter niet in één geheel maar in drie segmenten (foto Voorbouwlocatie Westtunnel). Op het moment van schrijven van dit artikel wordt de laatste hand gelegd aan dit voorbouwen.
Onder meer vanwege de grotere afstand tussen voorbouwlocatie en definitieve locatie wordt deze tunnel ingereden en niet ingeschoven. De verschillende delen worden door middel van SPMT’s opgetild en naar de locatie gereden.
De bestaande Albertstunnel moest worden verbreed om de uitbreiding van de perrons mogelijk te maken en de nieuwe perronkap te kunnen ondersteunen. Hiertoe is een overstek naast de bestaande tunnel gerealiseerd. Ook dit 4 m brede voorgespannen dek is voorgebouwd en ingereden met SPMT’s (foto Voorbouwlocatie Westtunnel).
Perronkap
De houten perronkap bestaat uit een constructie van 23 driehoeken (foto Perronkap in uitvoering). Elke driehoek bestaat uit vurenhouten liggers van 27 m lang, 2 m hoog en 0,3 m dik, die ter plekke zijn geassembleerd. De kap wordt geplaatst op 20 stalen kolommen variërend in lengte van maar liefst 14 – 16 m en 1,9 m breed. De zwaarste kolom weegt 20 ton.
Video’s
Een timelapsevideo laat duidelijk het proces van inschuiven van de Oosttunnel zien. Bekijk ook de video met terugblik naar de inschuifoperatie.
Tot slot
Het in één keer bouwen van een tunnel inclusief stijgpunten en het gehele gevaarte vervolgens diagonaal inschuiven: de Oosttunnel van het station Ede Wageningen kent een dynamische en spannende uitvoering. Het is voor veel medewerkers het bijzonderste project waar ze ooit aan hebben meegewerkt. Een schuifoperatie met deze afmetingen en dit gewicht is uniek in Nederland.
Mede dankzij een goede samenwerking tussen alle betrokken partijen is dit kunststukje zonder noemenswaardige problemen verlopen.
