Tussen Delft en het Kethelplein bij Schiedam is tussen 2011 en 2015 het ontbrekende deel van de A4 aangelegd. Onderdeel van dit zeven kilometer lange stuk snelweg is de Ketheltunnel, een landtunnel op de grens van de gemeenten Schiedam en Vlaardingen.

De Ketheltunnel (Foto: COB) ligt grotendeels op maaiveld en heeft twee buizen en een middenkanaal dat onder andere dient als vluchtroute. De tunnel is bijna veertig meter breed en is een categorie C-tunnel. Dat houdt in dat vrachtauto’s met gevaarlijke stoffen die kunnen exploderen, niet door de tunnel mogen.

De weg tussen de noordelijke tunnelmond en Delft is grotendeels verdiept aangelegd om verstoring van het open weidelandschap van Midden-Delfland zoveel mogelijk te voorkomen. Ten noorden van de tunnel ligt de weg bijna anderhalve kilometer lang ruim zes meter diep in een bak met geluidswerende wanden en naar beneden gerichte ledverlichting. Vervolgens ligt de weg ruim tweeënhalve kilometer half verdiept – circa twee meter onder maaiveld – met aan beide zijden een begroeide aarden wal.

Bij de realisatie van de tunnel is veel aandacht besteed aan een goede landschappelijke inpassing en het minimaliseren van overlast voor de omgeving. Bovenop de constructie is bijvoorbeeld een park aangelegd, waarin omwonenden kunnen recreëren. Verder liggen tegen de zijwanden aarden taluds om de landtunnel aan het oog te onttrekken. In deze taluds zijn de drie dienstgebouwen aangebracht. Het noordelijke deel van de tunnelconstructie is met betonnen luifels verbreed tot tachtig meter. Op dit bredere deel zijn sportvelden aangelegd en onder de luifels zijn parkeerplaatsen gemaakt.

Het wegdek van de tunnel ligt direct op het zand en de vier wanden van de tunnel – de buitenwanden en de wanden van het middenkanaal – zijn elk gefundeerd op een rij vibropalen. De tunnel is opgebouwd uit vijftig moten van veertig meter lang die ter plekke zijn gemaakt.

Tunnelbuizen

De oostelijke tunnelbuis, met verkeer richting Delft, is 1.620 meter lang en heeft vier rijstroken. De westelijke buis, met verkeer richting Kethelplein, is 1.950 meter lang en heeft drie rijstroken. Twee daarvan zijn voor doorgaand verkeer. De derde rijstrook is de afrit naar de A20 richting Hoek van Holland. Deze splitst al voor de tunnel af en loopt, afgescheiden door verdringingsstrepen, parallel aan de hoofdrijbanen. Voor de vroege afsplitsing is gekozen om weefbewegingen in de tunnel te voorkomen. In de westelijke tunnelbuis is voldoende ruimte om in de toekomst een vierde rijstrook aan te leggen.

Door de verschillende lengtes liggen de tunnelmonden van de tunnelbuizen aan de zuidzijde ruim driehonderd meter van elkaar af. De oostelijke buis begint meer naar het noorden, omdat in de Wet aanvullende regels veiligheid wegtunnels (Warvw) is vastgelegd dat er tien seconden rijtijd moet zitten tussen een samenvoeging – in dit geval het Kethelplein – en het begin van de oostelijke tunnelbuis.

Aan de noordzijde liggen de tunnelmonden wel naast elkaar. De tunnel gaat hier over in het verdiepte tracé. Daarna volgt het half verdiepte deel. In Delft sluit de weg op maaiveld aan op de bestaande A4 richting knooppunt Ypenburg.

Grondwater

Een paar maanden voor de opening van de tunnel, op 18 december 2015, was het nog even spannend of Rijkswaterstaat alle vergunningen rond zou krijgen. De diepwanden van de verdiepte bak bleken minder waterdicht dan gedacht. Daardoor moet dagelijks ongeveer 1.400 kubieke meter grondwater rond de bak worden onttrokken in plaats van de geplande 400 kubieke meter. Door deze grotere onttrekking kan er schade aan gebouwen in de omgeving ontstaan en kan het veen sneller inklinken. Dat was reden voor het waterschap om de benodigde watervergunning niet zonder meer af te geven. De vergunning kwam pas nadat Rijkswaterstaat had aangegeven een deel van het onttrokken water via retourbemaling diep in de bodem te herinfiltreren en het grondwaterpeil en de gebouwen uitgebreid te gaan monitoren.

De ondergrond als volwaardige component meenemen in planvorming, vergt een zo goed en volledig mogelijk inzicht in de kosten en baten van ondergronds ruimtegebruik. Een maatschappelijke kosten-batenanalyse (MKBA) is daarbij een veelgebruikt instrument. De onderzoeksactiviteiten van de afdeling Ruimtelijke Economie van de Vrije Universiteit Amsterdam geven een beeld van de mogelijkheden.

Hans Koster, universitair docent aan de VU Amsterdam, doet onderzoek naar de economische effecten van ruimtelijke ordening. Zo was hij betrokken bij onderzoek naar de waardedaling van onroerend goed als gevolg van de aardbevingen in Groningen en bij onderzoek naar de effecten van renovatie van cultureel erfgoed op de waarde van het omliggende vastgoed.

Hans Koster: “We baseren ons op vastgoedtransacties van gelijkwaardige panden in verschillende gebieden, waarbij we alle andere factoren eruit filteren die van invloed zijn op de prijsontwikkeling van onroerend goed. We gebruiken regressieanalyse, waarmee we de invloed van een bepaalde factor, zoals de renovatie van monumenten in het genoemde onderzoek, scheiden van alle andere factoren.”

De onderzoeksresultaten worden in de praktijk niet alleen erkend, maar ook gebruikt in beleidsontwikkeling. Bijvoorbeeld het onderzoek naar waardevermindering van onroerend goed in de nabijheid van windmolens. Het onderzoek naar de waardeontwikkeling van vastgoed in aardbevingsgebied in Groningen is zelfs gebruikt in de rechtszaak die de Stichting Waardevermindering door Aardbevingen Groningen (WAG) eerder dit jaar aanspande tegen de Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM).

Ondergronds toepasbaar?

Vanuit het platform Ordening en ondergrond is eind 2015 het project Waarde van de ondergrond opgestart. Daarin staat de vraag centraal hoe we de bijdrage van ondergronds bouwen aan de omgeving expliciet kunnen maken en (economisch) kunnen waarderen. De gedachte daarachter is dat de meerwaarde in beeld komt wanneer de ondergrondse ruimte als volwaardige component in de planvorming wordt meegenomen. Die meerwaarde zal in de eerste plaats tot uiting komen in verhoging van de omgevingskwaliteit. De vraag is of die meerwaarde in euro’s kan worden uitgedrukt.

Het COB wil aan de hand van gerealiseerde praktijkprojecten de kosten en baten uitrekenen met behulp van een maatschappelijke kosten-batenanalyse (MKBA). Daarmee worden op een systematische en samenhangende manier alle door een project veroorzaakte effecten in kaart gebracht en vergeleken met de situatie waarin het project niet zou zijn uitgevoerd. Zo ontstaat er een referentiekader waarmee lessen voor de toekomst kunnen worden getrokken. Zo’n exercitie is, in ieder geval waar het de waardeontwikkeling van omliggend vastgoed betreft, vergelijkbaar met de reeds door Hans Koster uitgevoerde onderzoeken. Op papier althans. Voor ondergrondse projecten zal het lastiger zijn om referentiepanden en -locaties te vinden.

Hans Koster: “We werken altijd met een referentiepand, vergelijkbaar met medicijnonderzoek waarbij een groep het medicijn krijgt en een andere vergelijkbare groep niet. Voor het onderzoek naar windturbines hebben we bijvoorbeeld gebieden die al een windturbine hebben vergeleken met gebieden waar in de toekomst een windturbine wordt gebouwd. Aan dergelijk onderzoek kun je algemeen geldende conclusies verbinden. Op basis van een specifiek project, zoals de binnen COB-verband genoemde Haagse Tramtunnel, kun je geen algemene verbanden aantonen. Voor het al dan niet ondergronds aanleggen van een snelweg zou dat wel kunnen op basis van de onderzoeksvraag: ‘Wegen de externe effecten van de ondergrondse aanleg van een weg op tegen de kosten van de aanleg van diezelfde weg bovengronds?’”

“Het is overigens goed dat het COB projecten achteraf gaat evalueren. Vaak worden MKBA’s vooraf gedaan en wordt er achteraf niet meer naar gekeken. Door ‘ex post’ te evalueren, maak je een wetenschappelijk verantwoorde analyse en krijg je zicht op de daadwerkelijke verhouding tussen kosten en baten. Daar kunnen we dan weer van leren om toekomstige beslissingen beter te maken.”

Wanneer zinvol?

“Vaak kun je op basis van ‘common sense’ al aangeven of het zinvol is zo’n onderzoek uit te voeren. Bij een ondergrondse parkeergarage in het centrum van Amsterdam hoef je in veel gevallen geen MKBA te maken, omdat zo’n project op basis van de businesscase al lonend is. Bij een project als de Haagse Tramtunnel kun je vooraf al bedenken dat sec de aanleg van zo’n tunnel niet een hele binnenstad omhoog kan halen. Je ziet ongetwijfeld effecten in de directe omgeving, maar je moet dan naar de hele stad kijken en je realiseren dat veel ontwikkelingen anders elders in de stad zouden hebben plaatsgevonden. Effecten kun je dus niet primair aan de aanleg van de tramtunnel koppelen. Je kunt wel in algemene zin onderzoeken of de investering rendement heeft opgeleverd, door de ontwikkeling van de onroerendgoedprijzen af te zetten tegen een vergelijkbare situatie bovengronds. Dan heb je wel een beeld van wat de tramtunnel heeft bijgedragen aan de waardevermeerdering van het gebied.”

In 1996 begon de bouw van het Souterrain in Den Haag, een 1.250 meter lange tramtunnel onder de Grote Marktstraat met twee ondergrondse stations en tussen deze stations een 600 meter lange ondergrondse parkeergarage met twee parkeerlagen.

Volgens de planning zou het project voor het jaar 2000 gereed zijn, maar door grondwaterproblemen kwam het project ruim twee jaar stil te liggen en moest voor de afbouw gebruik worden gemaakt van een speciale bouwtechniek. Uiteindelijk werd de tunnel in 2004 in gebruik genomen. Sindsdien wordt hij gebruikt voor diverse tramlijnen en inmiddels ook door RandstadRail.

Tot de bouw van de tunnel werd besloten om het bovengrondse winkelgebied leefbaar en goed bereikbaar te houden. Dat is ondanks de problemen tijdens de bouw uitstekend gelukt. De drukke Grote Marktstraat is veranderd in een rustige, chique winkelpromenade en de ruim dertig trams per uur vervoeren dagelijks duizenden bezoekers naar en van de ondergrondse stations Spui en Grote Markt.

Bouwmethode

De tunnel is gebouwd volgens de wanden-dakmethode om overlast op maaiveld zoveel mogelijk te voorkomen. De wanden bestaan voor het grootste deel uit diepwanden en alleen ter plaatse van de Kalverstraat uit stalen damwanden. Op de meeste plaatsen staan de wanden zeer dicht op de bestaande bebouwing, die voornamelijk op staal is gefundeerd.

Over het grootste deel van het tracé bedraagt de afstand tussen de wanden ongeveer 15 meter, alleen ter plaatse van de stations staan ze circa 25 meter uit elkaar. Op de plekken waar de tunnel 15 meter breed is, is de bouwput aan de onderzijde voorzien van een groutboog, die bestaat uit korte elkaar overlappende jetgroutkolommen in de vorm van een afgevlakte ‘U’. De jetgroutboog is aangebracht om het grondwater tegen te houden en om de verticale kracht op de bouwputbodem door de opwaartse waterdruk naar de wanden te leiden. Verder functioneerde de boog tijdens de bouw als stempel voor de wanden. Hiervoor was het nodig dat de boog zo hoog mogelijk in de grond zat, zodat de stempelfunctie optimaal was en de wanden zo min mogelijk zouden vervormen. Het toepassen van een groutboog voor deze drie functies was nieuw.

Ter plaatse van de stations was de bouwput te breed om een groutboog te kunnen toepassen. Hier is gebruik gemaakt van een gellaag voor de verticale stabiliteit en het tegenhouden van het grondwater. Deze oplossing was in ons land al diverse keren met succes toegepast.

Groutboog niet waterdicht

De bouw startte in maart 1996. Het aanbrengen van de diepwanden en damwanden verliep vrijwel zonder verzakkingen van de nabijgelegen bebouwing. Toen het dak was aangebracht werd begonnen met het ontgraven van de bouwput. In februari 1998 was de bouwput op de Kalvermarkt bijna volledig ontgraven, toen er via wellen grondwater omhoog kwam. De groutboog bleek niet waterdicht. Er werd nog geprobeerd om de wellen te dichten met injecties en het aanbrengen van geotextiel en ‘big bags’ als ballast, maar dit bleek niet te werken. Nadat er naast de damwand een gat in de straat ontstond door weggespoeld zand, werd besloten om de lekkage te stoppen door de bouwput onder water te zetten. Hierdoor kwam de bouw stil te liggen.

Deze situatie duurde uiteindelijke ruim twee jaar. In deze periode werd beoordeeld of de lekkage aan de Kalvermarkt een incident was of dat de onbeheersbare welvorming inherent was aan de in het bestek voorgeschreven bouwmethode met de groutboog. Uit een faalkansanalyse bleek dat de kans om meer lekken in de groutboog groot was en dat het weggraven van grond boven een lekke groutboog alleen veilig is als er voldoende grond achterblijft op de boog. Bij de tramtunnel was een dergelijke gronddekking niet haalbaar, omdat de grond op sommige plekken vrijwel tot op de boog ontgraven moest worden.

Tramkom heeft daarom gezocht naar een alternatieve methode voor het afbouwen van de tunnel. Na verschillende opties te hebben bekeken, is besloten om de delen met een groutboog onder verhoogde luchtdruk (1,14 bar) af te bouwen om te zorgen dat er nauwelijks een verschil zou zijn met de waterdruk onder de groutboog. In juni 2000 werd voor de delen met een groutboog het contract omgezet in een ‘design & construct’. Tramkom nam daarmee de verantwoordelijkheid op zich voor het gewijzigde ontwerp. Verder werd afgesproken dat de overige delen van de tunnel volgens het bestek werden afgebouwd.

Verhoogde luchtdruk

Het afbouwen onder verhoogde luchtdruk, had ingrijpende gevolgen. Zo moesten er luchtsluizen worden gemaakt voor mensen en materieel en moest alle afgegraven grond via deze sluizen worden afgevoerd. Om de luchtkwaliteit in de compartimenten met hoge luchtdruk goed te houden werd er alleen met elektrisch materieel gewerkt. Verder konden de bouwers minder lang werken en moesten elke keer bij het verlaten van het compartiment maatregelen worden genomen om ‘caissonziekte’ te voorkomen.

Ook constructief waren er extra maatregelen nodig om geen problemen te krijgen door de hogere druk. Bij tunnel onder de Kalvermarkt moest de vloer boven de eigenlijke tramtunnel – die al was gestort – tijdelijk met een staalconstructie worden verstevigd. Verder moesten hier groutankers worden aanbracht om te voorkomen dat de stalen damwanden omhooggedrukt zouden worden. Onder de Grote Marktstraat was de vloer boven de tunnel nog niet gestort. Om deze vloer geschikt te maken voor de verhoogde luchtdruk werd hij veel zwaarder uitgevoerd en werd gekozen voor een andere verbinding met de diepwanden. Verder werd er tijdelijk ballast op de vloer geplaatst.

Bemalingsproblemen

In de zomer van 2000 werd ook het ontgraven van de bouwput voor station Spui hervat. In juli ontstond hier een wel, vlakbij het compartimenteringsscherm dat de bouwput van station Spui en de bouwput van de Kalvermarkt scheidde. Deze laatste stond nog onder water. Na enkele uren bezweek het scherm en liep ook de bouwput bij het Spui onder. Om dit probleem te verhelpen werd eerst het scherm versterkt en vervolgens grond tegen het scherm aangebracht. Daarna kon het water uit de bouwput Spui worden gepompt.
De maanden daarna bleef de bemaling – die gedurende de tweejarige bouwstop steeds had gefunctioneerd en water wegpompte tussen de gellaag en een daar boven gelegen veenlaag – problematisch. Filters slibden dicht waardoor onvoldoende grondwater kon worden weggepompt. Daardoor dreigde de waterspanning onder de veenlaag zo hoog te worden dat deze zou opbarsten en vervolgens de diepwanden zouden vervormen.

Om de bemaling weer op het gewenste niveau te krijgen, zijn verschillende maatregelen genomen. De grond uit de bouwput is in sleuven van ongeveer zes meter afgegraven over de breedte van de bouwput. Nadat een sleuf was ontgraven is hierin een werkvloer gestort die tegelijkertijd als stempel diende. Voor de bemaling is een groot aantal grondpalen aangebracht, die op de hoogte van de veenlaag waren ‘afgestopt’ en daaronder waren voorzien van een filter. Dat maakte het mogelijk om deze palen ‘aan’ en ‘uit’ te zetten. Pas als het ontgraven begon startte de bemaling. Door deze werkwijze hoefde de bemaling per sleuf slechts drie weken te werken.

Inzichten

Door alle problemen werd de tunnel uiteindelijk ruim vier jaar later in gebruik genomen dan gepland en namen de bouwkosten met circa 100 miljoen euro toe. Na deze moeilijke start, functioneert de tunnel goed. De problemen hebben ook tot de nodige inzichten geleid. Zo concludeert de Delftse hoogleraar funderingstechniek Frits van Tol in 2004 in een artikel in het blad Geotechniek onder andere dat de Tramtunnel nog eens heeft duidelijk gemaakt dat bij ondergronds bouwen:
voldoende robuust moet worden ontworpen
rekening moet worden gehouden met afwijkingen in de bodem en de gerealiseerde (deel)constructies
vooraf moet worden geïnventariseerd welke gevolgen het falen van onderdelen van de constructie hebben
en vooraf maatregelen moet zijn voorbereid om de gevolgen van falen te minimaliseren.
Ook geeft hij aan dat bij de toepassing van waterkerende lagen die zijn gemaakt met groutinjecties, altijd rekening moet worden gehouden met lekken. Verder adviseert hij om softgellagen alleen als waterremmende laag te gebruiken als de bouwfase niet langer dan twee jaar duurt.

Gebiedsontwikkeling kan slimmer. Voorzieningen als mantelbuizen en kabels-en-leidingentunnels kunnen voorkomen dat de straat geregeld open moet, maar toch worden ze niet en masse aangelegd. Een belangrijke oorzaak lijkt een gebrek aan inzicht en balans tussen betalen en genieten: degene die moet investeren, krijgt er te weinig voor terug. Een COB/SKB-consortium probeerde de kosten en dekking van kosten inzichtelijk te krijgen.

Eind april 2013 werd de ontwerp-Rijksstructuurvisie Amsterdam-Almere- Markermeer aangeboden aan de Tweede Kamer. Hierin staat: ‘Het Rijk kiest in deze structuurvisie voor een organische ontwikkeling met een gefaseerde aanpak. Dit betekent dat er geen vaststaand eindbeeld of vaste einddatum voor de ontwikkeling wordt vastgelegd, maar dat op adaptieve wijze, stap na stap, naar het toekomstperspectief wordt toegewerkt. De marktvraag naar woningen en bedrijfslocaties is sturend.’ De vraag hoe zal worden omgegaan met de ondergrond, bijvoorbeeld voor het aanleggen van kabels en leidingen, komt niet ter sprake. Terwijl nutsvoorzieningen toch cruciaal zijn om te kunnen wonen, werken en recreëren.

“Dit voorbeeld staat niet op zichzelf. Bij het (her)inrichten van een gebied is het vaker de vraag of er een optimaal resultaat wordt behaald; misschien is er voor alle betrokken partijen meer winst te behalen als we slimmer zouden omgaan met de kosten. Niet alleen wat betreft financiële opbrengst, maar ook aan winst in comfort”, aldus Richard van Ravesteijn, coördinator Kabels en leidingen bij het COB. In 2010 is daarom een consortium van COB-partijen met deze probleemstelling aan de slag gegaan. Het doel was om inzicht te verschaffen in de kosten die gemoeid zijn met investeringen in energie- en nutsinfrastructuur in relatie met gebieds- en gebouwontwikkeling, inclusief een voldoende inzicht in de dekking van de kosten. Van Ravesteijn: “Dit inzicht is noodzakelijk om maatschappelijke optimalisatie bij gebiedsontwikkeling mogelijk te maken.”

Onbekend maakt onbemind

Uit het onderzoek blijkt dat er grofweg drie partijen betrokken zijn bij gebiedsontwikkeling: de gebiedsontwikkelaar (vaak de gemeente), de netbeheerder en de vastgoedontwikkelaar. In praktijk hebben deze partijen echter verschillende belangen en eigen verdien- en exploitatiemodellen, wat het lastig maakt om gezamenlijke oplossingen en investeringen te realiseren.

Voor het verwezenlijken van initiatieven als bundeling van kabels en leidingen moet de gemeente nu vaak het voortouw nemen, zowel in organisatie als financiering. De complexe situatie heeft ook tot gevolg dat het moeilijk is om inzicht te krijgen in de kosten en dekking van kosten. Om deze reden is er in het onderzoek uiteindelijk alleen naar de kwalitatieve kant van het vraagstuk gekeken.

Er zijn vijf projecten onderzocht waarbij de exploitatie van ondergrondse infrastructuur voor uitdagingen zorgde. “De centrale vraag lijkt te zijn: is bundeling goedkoper of duurder in dichtbebouwd gebied?”, vertelt Van Ravesteijn. “De nabijheid van consumenten kan een voordeel zijn voor conventionele aanleg van kabels en leidingen; mogelijk dat netbeheerders daarom terughoudend zijn met het investeren in hoogwaardige oplossingen. Het is de vraag of netbeheerders zich bewust zijn van de kosten van graven in de grond, eventuele graafschade en de extra kosten die daarmee gepaard gaan.”

Gemeenten en ingenieurs beoordelen bundeling in dichtbebouwde gebieden juist als gunstiger dan conventionele aanleg. Dit met name vanwege de grote hoeveelheid kabels en leidingen en de ordening die met bundeling in de ondergrond tot stand wordt gebracht. Een betere documentatie van gebiedsspecifieke informatie door de netbeheerder kan leiden tot een verhoogd bewustzijn van de kosten, waardoor het draagvlak voor hoogwaardige oplossingen voor kabels en leidingen (zoals bundeling) zal toenemen.

Oplossingen

Bij de onderzochte praktijkprojecten werd op verschillende manieren gezocht naar samenwerking. Zo is voor het project Nieuw Den Haag een convenant opgesteld, voor de Boulevard Scheveningen een intentieverklaring tot graafrust en voor de ILT Mahlerlaan een gebruikersovereenkomst. De manier waarop afspraken worden gemaakt, hangt samen met de verschillen tussen gemeenten ten aanzien van het beleid voor kabels en leidingen (verordening, precarioregeling en nadeelcompensatie). “Door het maken van afspraken komen de verschillende maatschappelijke belangen van gemeenten en netbeheerders samen (bijvoorbeeld: overlast omgeving en leveringszekerheid). Dit draagt bij aan een betere balans tussen betalen en genieten”, aldus Van Ravesteijn.

Aanzet

De uitkomsten van het onderzoek worden in juni 2013 gepresenteerd in het rapport Verdienstelijke netwerken. Van Ravesteijn licht toe: “De rapportage richt zich met name op de beleidsmakers en economen vanuit overheid, netbeheerders en vastgoedontwikkelaars. Zij krijgen hiermee beter zicht op de omgeving waarin kabel- en leidingvraagstukken zich afspelen. Daarnaast hopen we dat het rapport zal aanzetten tot nadenken en discussie, zodat het mogelijk wordt alsnog een kwantitatief onderzoek uit te voeren. Daarmee kunnen we echt stappen zetten richting maatschappelijke optimaliteit bij de aanleg van kabels en leidingen bij gebiedsontwikkeling.”