COMPLEXE TECHNISCHE UITDAGING
Alles is uniek aan de vervanging van het Ringvaartaquaduct
De A4 tussen knooppunt Burgerveen en de N14 bij Den Haag wordt verbreed. Wegverbredingen doen we vaker in Nederland, maar deze verbreding is uniek. Het Ringvaartaquaduct boven de weg moet namelijk worden vervangen. De grote vraag is: hoe vervang je een drukbevaren aquaduct vol water met een drukbereden snelweg eronder en de HSL-Zuid er pal naast?
Complexe technische uitdaging
Dirk-Jan Kiljan, technisch manager bij Rijkswaterstaat GPO (Grote Projecten en Onderhoud) en Rob van der Vlies, ontwerpleider kunstwerken bij Flow4/Movares, genieten zichtbaar van de complexiteit van deze opdracht. Rob: ‘Ik vind zo’n complexe technische uitdaging om een maakbare oplossing te bedenken geweldig.’ Dirk-Jan: ‘Een Tracébesluit wordt nog wel eens op een vrij hoog abstractieniveau genomen. Bij een uniek project als dit moet je al in een heel vroeg stadium voldoende technische onderbouwing hebben voor de plannen. In feite moeten we op alle vragen die nog komen nu al een antwoord hebben. Een behoorlijke uitdaging!’
Partiële voorkeursbeslissing
‘In 2019 is besloten de snelweg te verbreden naar twee keer vier rijstroken’, legt Dirk-Jan uit. ‘Je zou denken dat dat mogelijk moet zijn met de twee bestaande aquaducten in de rijksweg. Vroeger waren er immers ook vier rijstroken, twee keer twee in beide richtingen. Dat kan nu echt niet meer: het oude aquaduct is te smal, te krap qua doorrijhoogte - de hoogte van 4,15 meter leidt regelmatig tot problemen met hoge vrachtwagens -, de hellingen van de toeritten zijn te steil, er zijn geen vluchtstroken en er staat een middenwand tussen de rijstroken. Zeker die middenwand is echt een obstakel waardoor weggebruikers in de war raken en soms gevaarlijk laat van rijstrook wisselen. Dit alles bij elkaar maakt het invoegen van een extra rijstrook onmogelijk. Om snel tot een oplossing te komen hebben we de minister al in 2019 gevraagd een partiële voorkeursbeslissing te nemen vanwege de onrust in de omgeving. Ook dat is een unicum. De beslissing liet niet op zich wachten: het aquaduct moet vervangen worden.’
DIRK-JAN KILJAN | TECHNISCH MANAGER GPO RIJKSWATERSTAAT
Eerder in de planstudie
Om tot een veilige, maakbare en duurzame oplossing te komen zijn Rijkswaterstaat en de adviseurs van FLOW4 (Anteagroup, Goudappel en Movares) al in een heel vroeg stadium zoveel mogelijk experts gaan betrekken. ‘Rijkswaterstaat is een omslag aan het maken: we betrekken nog eerder in de planfase zo breed mogelijk experts bij dit soort opdrachten om te voorkomen dat we beslissingen nemen die achteraf niet maakbaar blijken te zijn’, zegt Dirk-Jan. ‘Nu kan het, het project is nog niet aanbesteed en er is dus nog geen sprake van concurrentie.’ ‘Het is niet gebruikelijk dat je in zo’n vroeg stadium advies vraagt bij aannemers en sloopbedrijven’, vult Rob aan, ‘maar het is zeker zinvol. Dit zijn heel goede gesprekken geweest!’
Hergebruik van ruimte
Allereerst was de vraag: Komt er een nieuw te bouwen aquaduct aan de oostzijde of een nieuw aquaduct op de plek van het oude Ringvaartaquaduct? De oostzijde bleek geen optie: hiervoor zou de hele A4 verplaatst moeten worden. Bovendien neemt deze variant veel ruimte in beslag en raakt veel bewoners en bedrijven. Verdichting van de infrabundel en dus hergebruik van ruimte heeft de voorkeur, maar is wel complex.
ROB VAN DER VLIES | SR ADVISEUR KUNSTWERKEN MOVARES
Droog of nat slopen en bouwen
Dan is er de keuze tussen droog of nat slopen en bouwen. Rob: ‘Het liefst heb je een volledig geïsoleerde droge kuip zonder invloed op de omgeving, maar dat lijkt in deze situatie bijna onmogelijk. We hebben verschillende mogelijkheden onderzocht, zoals gebruik maken van een natuurlijke waterremmende laag. Uit sonderingen blijkt deze op een diepte van -45m tot -50m NAP te liggen. Dan is alleen een uitvoering met diepwanden mogelijk en dat is op deze diepte erg duur. Als we gebruik willen maken van een kunstmatige waterremmende laag zouden op circa -29m NAP injectieslangen ingebracht moeten worden in een driehoekstramien van 1,0m. Nadeel is dat het huidige aquaduct er nog ligt en er dan duizenden gaten door de vloer van het aquaduct geboord moeten worden tegen de waterdruk. Een tijdrovende, dure en risicovolle uitvoeringswijze, waarbij bovendien niet gegarandeerd kan worden dat er een gesloten laag van waterglas gecreëerd kan worden. Nog een optie is retourbemaling. Daar bestaat het risico dat er zettingen ontstaan in de waterkeringen en opstuwing van het grondwater bij de retourpunten, met vervormingen als gevolg van het naastgelegen HSL-aquaduct en het oostelijke aquaduct. Al deze methoden hebben nog als bijkomend nadeel dat je een stempel mist op vloerniveau van het bestaande aquaduct om de vervormingen van de bouwkuipwanden en daarmee ook van de naastgelegen aquaducten te beperken. Daarom hebben we besloten te onderzoeken wat er mogelijk is met nat slopen.’
Gyropress
Ook voor nat slopen is een aantal varianten onderzocht. Rob: ‘Omdat de Ringvaart niet voor lange tijd afgesloten mag worden, hebben we eerst gekeken hoe we een bouwkuip rondom de toeritten kunnen creëren. Bijvoorbeeld met de Gyropress uit Japan, een machine die dwars door gesteente heen kan boren, zelfs door gewapend beton. Het apparaat beweegt zichzelf voort op delen van de bouwkuipwand die al gezet is, met minimale trillingen en geluid.
In het midden van de Ringvaart zou dan paal na paal geboord kunnen worden om een bouwkuipwand samen te stellen. Het probleem is dat die buispalenwand niet waterdicht is. De opening moet afgedicht worden met twee kleinere buizen en de ruimte tussen de grote en de kleine buizen moet nog gevuld worden met bijvoorbeeld een groutinjectie. Bovendien kan de Gyropress tot maximaal ø20 wapening boren, terwijl er in het aquaduct ook wapening voorkomt tot ø32. Wel zien we mogelijkheden voor het realiseren van de bouwkuipwand tussen het oostelijke en westelijke Ringvaartaquaduct, omdat de werkruimte daar zeer beperkt is (10-12m).’
Bouwen zonder een volledige afsluiting
‘Na het onderzoeken van de verschillende mogelijkheden zijn we gaan kijken hoe we het nieuwe aquaduct kunnen bouwen zonder een volledige afsluiting van de Ringvaart. We hebben daarvoor twee varianten uitgewerkt,’ vertelt Dirk-Jan. ‘Bij de eerste wordt het gesloten deel van het nieuwe aquaduct in twee delen gebouwd en bij de tweede variant wordt het gesloten deel in één van de bouwkuipen van de toeritten voorgebouwd en vervolgens drijvend naar zijn plek gevaren en afgezonken. Bij het bouwen in twee delen is de Ringvaart een lange periode versmald. Bij de invaarvariant is een bredere bouwkuip nodig om de tunnelmoot voor te bouwen. Na overleg met experts lijkt de meest logisch werkwijze het hele gesloten deel te slopen vanaf de Ringvaart, maar het is aan de aannemer hoe deze het uitvoert.’
Geen enkel risico
Dirk-Jan: ‘Het Tracébesluit wordt waarschijnlijk in 2024 vastgesteld, ook afhankelijk van de stiktofdiscussie. De periode tot dat moment willen we gebruiken om de maakbaarheid van beide varianten zo goed mogelijk in beeld te brengen.’ Rob: ‘Hiervoor hebben we al diverse risicoanalyses uitgevoerd. Ook zijn we bezig om een monitoringsysteem te ontwikkelen en zullen er metingen uitgevoerd worden om de bewegingen van de kunstwerken vast te stellen. Het is bijvoorbeeld belangrijk te weten hoeveel trillingen de HSL-Zuid nu veroorzaakt.’ ’We nemen de complexiteit bloedserieus!’, zegt Dirk-Jan. ‘We willen geen enkel risico lopen. We moeten ons wel afvragen: hoe functioneel willen we een project als dit specificeren? Gaan we aannemers voorschrijven het precies zo te bouwen en uit te voeren zoals wij het uitgedacht hebben of blijft er ruimte voor innovaties? In elk geval ligt er nu een stevige basis aan technische informatie, waar we met elkaar verder mee kunnen.’
Contact
Heeft u naar aanleiding dit artikel nog vragen, of wilt u met een van de experts van gedachten wisselen? Neem dan gerust contact met hen op.
Dirk-Jan Kiljan technisch manager GPO Rijkswaterstaat
Rob van der Vlies sr. adviseur Kunstwerken Movares