Een brug om de files op de Antwerpse ring te verminderen en de havens beter te ontsluiten haalde het niet. En het alternatief, een afzinktunnel, paste niet binnen het budget. Een dikke laag Boomse Klei biedt de uitweg. Nu komt er een dubbeldekstunnel, gebouwd volgens de wanden-dakmethode, met diepwanden in de ondoorlatende kleilaag. Een oplossing die bijna een half miljard euro goedkoper is dan de afzinktunnel.

Antwerpen zucht al decennia onder een enorme verkeersdruk. Dagelijks passeren honderdduizenden auto’s de stad, waaronder een fors aantal vrachtwagens. Dat zorgt elke dag voor lange files, geluidsoverlast en luchtverontreiniging. Om deze problemen op te lossen, zoeken verkeerskundigen al heel lang naar opties om de ringweg – die tot nu toe geen ring is – te sluiten. Bij een gesloten ring kan het verkeer zich beter over het wegennet verdelen, wat leidt tot minder files. Verder zorgt het sluiten van de ring aan de westzijde van de stad voor een betere ontsluiting van de havens.

Geen Lange Wapper of afzinktunnel

Een paar jaar geleden leek de oplossing gevonden. Het plan was om een bijna twee kilometer lange dubbeldekstuibrug aan te leggen, de Lange Wapper genoemd, over het Albertkanaal en de aangrenzende havens (Straatsburgdok en Amerikadok), richting het nieuw te bouwen verkeersknooppunt Oosterweel. In een referendum stemden de Antwerpenaren echter tegen dit plan.

“Toen bleek dat de brug niet haalbaar was, is in 2010 als alternatief een ontwerp gemaakt voor een dubbele afzinktunnel met vier keer twee rijstroken die min of meer het tracé van de brug volgde”, vertelt Frank Kaalberg ontwerpmanager van studiebureau RoTS (Rechteroever TunnelSpecialisten), dat bestaat uit een combinatie van Grontmij en Witteveen+Bos. “Door de Beheersmaatschappij Antwerpen Mobiel werd ons in 2012 gevraagd dit ontwerp voor de Oosterweelverbinding kritisch te bekijken en te zoeken naar optimalisaties én een besparing van bijna een half miljard euro. Na een grondige review van het ontwerp concludeerden we dat het een goed plan was, maar inderdaad niet voldeed aan de economische eisen.”

Brainstormsessie

“Vervolgens hebben we een brainstormsessie gehouden om te zien op welke punten we het ontwerp en de bouwmethode konden optimaliseren en hoe we de bouwkosten konden reduceren. Ook hebben we gekeken hoe we de hinder voor de omgeving en de scheepvaart tijdens de bouw zouden kunnen beperken. Tijdens die sessie kregen we het idee om de twee tunnelelementen – met elk twee buizen – niet naast elkaar, maar op elkaar te plaatsen. Als afzinktunnel zou dat echter niet gaan. Toen beseften we dat de dikke laag Boomse Klei de mogelijkheid biedt om met diepwanden een dubbeldeks cut-and-covertunnel te maken zonder dat een kostbare onderwaterbetonvloer met trekankers nodig is. De klei die daar vanaf circa twintig tot dertig meter diepte in de ondergrond zit, is namelijk heel stevig en vrijwel waterondoorlatend.”

Aanpak

Kaalberg vervolgt: “Om zo’n tunnel onder de havens te kunnen bouwen, moet eerst een tijdelijke kistdam worden gemaakt. Daarvoor worden vanaf pontons damwanden tot een diepte van circa 25 tot 30 meter aangebracht, net in de Boomse Klei. Vervolgens wordt de ruimte tussen de damwanden opgevuld met zand. Daarna moet als het ware worden gespeeld met de grondwaterstand in de kistdam om de damwanden goed te ’trimmen’. Als dat is gebeurd, kunnen de diepwanden worden gemaakt. Ze worden 1,2 meter dik en komen tot een diepte van ongeveer 43 meter. Ze staan dus voor een groot deel in de Boomse Klei.”

“Na de buitenwanden worden de wanden van het middenkanaal van de tunnel gemaakt. Deze worden alternerend als diepwand uitgevoerd: dan weer wordt over een bepaalde lengte de linkerwand gemaakt, en dan weer alleen de rechter. Later worden de ontbrekende delen van de middenwanden met blokken gipsbeton gebouwd. Dat is niet alleen aanmerkelijk goedkoper, maar zorgt er ook voor dat de explosiebestendigheid van de tunnel toeneemt. Bij een eventuele explosie bezwijken de gipsbetonwanden vrij eenvoudig, wat zorgt voor een volumetoename en daarmee voor een explosiedrukvermindering.”

“Aangezien het tunneldak op een diepte van ongeveer acht meter onder de waterspiegel van het Albertkanaal komt, worden de diepwandsleuven niet helemaal tot bovenaan volgestort met beton. De bovenste acht meter, waar geen wapening zit, wordt gevuld met los materiaal dat later weer eenvoudig te verwijderen is. Als alle diepwanden gereed zijn, wordt een deel van het zand weggegraven, het grondwater weggepompt en worden tijdelijke stempels geplaatst. Vervolgens worden van boven naar beneden het dak en de vloeren gemaakt. Aantrekkelijk daarbij is dat het dak direct op het harde zand kan worden gestort.”

Kaalberg vervolgt: “Als het dak gereed is, wordt de grond eronder weggegraven, worden weer tijdelijke stempels geplaatst en de eerste vloer gemaakt. Voor de tweede vloer volgen deze stappen nog een keer. Zodra de hele tunnelconstructie klaar is, wordt een laag zand aangebracht op het tunneldak. Daarna worden de damwanden weggehaald en is de onder water liggende cut-and-covertunnel een feit. In grote lijnen gaan we voor het gehele tunneltracé uit van deze werkwijze, maar er zijn nog wel een paar locaties waar het iets gecompliceerder is. Een mooi voorbeeld is de plek waar de tunnel het voormalige Stadsdroogdok kruist.”

Oplossingen

“Ter hoogte van het voormalige Stadsdroogdok ligt op de bodem nog de zes meter dikke betonnen vloerplaat van het droogdok, vrijwel precies op de plek waar de tunnel moet komen. Die constructie moet worden verwijderd. Om dat te kunnen doen, hebben we een aanpak bedacht waarbij een bouwput wordt gemaakt en eerst alleen aan de buitenkant van het dok in een smalle kistdam een diepwand wordt aangebracht. In het huidige ontwerp wordt de andere kant van de bouwput ter plekke van het historische pomphuis met vriestechnieken afgesloten. Dat gebeurt om het gebouw te sparen en de overlast voor het restaurant in het pomphuis te minimaliseren. Als de bouwput dicht is en tijdelijke stempels geplaatst zijn, kan de dikke betonconstructie worden gesloopt. Vervolgens wordt de kuip weer gevuld met zand voor het aanbrengen van de andere diepwanden, waarna de tunnel volgens de ‘normale’ manier ‘onderdaks’ wordt afgebouwd.”

“Iets meer naar het oosten kruist de tunnel de Straatsburgbrug. Daar hebben we een oplossing moeten bedenken om een brugpijler tijdelijk te ondersteunen, zodat hij later op het tunneldak kan komen te staan, boven de middenwand. Voor de kruising met de Noorderlaanbrug – die nog iets oostelijker ligt – hebben we een vergelijkbaar probleem moeten oplossen. Iets voorbij deze brug kruist de tunnel het Albertkanaal waarna hij aansluit op het noordelijke deel van de ringweg. De kruising met het Albertkanaal wordt in twee stappen gebouwd, eerst de ene helft en dan de andere. Op die manier ondervindt de scheepvaart zo min mogelijk hinder.”

Design by testing

Aan het vernieuwende ontwerp van RoTS is veel denk- en rekenwerk voorafgegaan. Volgens Kaalberg was dat echter niet voldoende om tot een goed en uitvoerbaar ontwerp te komen: “Met vakmanschap, creativiteit en digitale rekentools kun je een heel eind komen, maar er zijn altijd onderdelen op het raakvlak van geotechniek en constructies die lastig zijn te kwantificeren. We weten bijvoorbeeld niet zeker hoe groot de invloed is van de zwel van de Boomse klei op constructies. Je kunt dan twee dingen doen: extra maatregelen treffen om de risico’s voldoende af te dekken of een proef doen om te zien hoe het in de praktijk uitvalt. Ik ben groot voorstander van de tweede optie, ook wel ‘design by testing’ genoemd. Door proeven te doen, weet je zeker of je aanpak straks werkt en voorkom je dat er onnodige kosten worden gemaakt. Aangezien er op grote delen van dit tunneltracé onzekerheden spelen, is besloten om hier, net als bij de Noord/Zuidlijn, van deze ontwerpfilosofie uit te gaan.”

“In een verloren hoekje naast de bestaande ringweg hebben we bijvoorbeeld getest of het lukt om damwanden aan te brengen tot een diepte van 27 meter. Op een groot deel van het tracé bestaat de ondergrond namelijk uit glauconiethoudend zand, en het is bekend dat dit zand soms tot problemen leidt tijdens het heien. Bij de proef deden deze problemen zich inderdaad voor, maar met enige aanpassingen kregen we de damwanden toch op diepte.”

Een andere proef moet duidelijk maken hoe de Boomse Klei zich rondom de diepwanden en onder de onderste tunnelvloer gedraagt tijdens de bouw en als de tunnel gereed is. Kaalberg: “Naast het zwelonderzoek gaan we met deze proef na of de wanden echt tot een diepte van 37 meter moeten worden gemaakt of misschien minder lang kunnen. Om beide aspecten te onderzoeken, hebben we een proefbouwkuip gemaakt met damwanden – met diepwanden zou het te duur worden – waarbij we eerst een stuk grond hebben afgegraven om op de gewenste diepte te komen. Met onder andere waterspannings- en extensometers volgen we nu het gedrag van de klei tijdens de ontgraving. De proefput is eind oktober op diepte en dan weten we meer.”

Onderwaterbumper

“Een onderdeel dat we nog verder moeten uitzoeken betreft de aanvaarbeveiliging. In het Amerikadok moeten grote zeeschepen een bocht maken. Als een schip daarbij uit koers raakt – wat een paar jaar geleden nog is gebeurd – kan het de tunnelconstructie beschadigen. Om dat te voorkomen, gaan we uit van een forse onderwaterberm. Toen uit simulaties bleek dat dit niet voldoende is, hebben we ook nog een onderwaterbumper ontworpen, een soort vangrail die bestaat uit twee rijen damwanden met daartussen onderwaterbeton en horizontale damwandplanken als extra versterking. Het havenbedrijf is hiermee nog niet akkoord gegaan, omdat ze vrezen dat deze bumper bij een eventuele aanvaring te veel schade aan de schepen veroorzaakt. Hier moeten dus nog ontwerpmodificaties worden doorgevoerd.”

Kostenreductie

Een belangrijk opgave voor RoTs was het vinden van besparingen. De tunnel mag namelijk niet duurder worden dan de eerder geplande tuibrug. Volgens Kaalberg is dat gelukt: “Uiteindelijk hebben we een kostenreductie van ruim 450 miljoen euro gerealiseerd. Door de tunnel te stapelen kunnen we bijvoorbeeld één vloer weglaten. Op een totale lengte van bijna twee kilometer scheelt dat enorm. Een andere grote besparing realiseren we doordat we het aantal benodigde kunstwerken bij de Oosterweelknoop hebben teruggebracht van veertien naar zes. Dat is mogelijk doordat de tunnelbuizen in ons ontwerp boven elkaar liggen en niet naast elkaar zoals bij de oorspronkelijke afzinktunnel. Daardoor zijn minder ingewikkelde vlechtpatronen nodig. Verder leidt ons ontwerp tot veel minder hinder voor de scheepvaart. Er hoeven bijvoorbeeld geen afzinksleuven te worden gebaggerd en er ontstaan ook geen stremmingen door de aanvoer van grote tunnelelementen.

De aanleg van de Sluiskiltunnel nadert de één miljoen gewerkte manuren. De ongevallenfrequentie (IF-rate) lag medio november onder de IF-rate van vijf die in de tenderfase werd genoemd, en ruim onder de IF-rate van tien tot vijftien die bij civiele werken in Nederland gangbaar wordt geacht. Veiliger werken blijkt mogelijk als alle betrokkenen er samen aan werken. “Veiligheid is een keuze”, zegt Ton Vrijdag.

Ton Vrijdag is general manager van de BV Kanaalkruising Sluiskil (BV KKS). “We willen het veiligste civiele bouwproject van Nederland zijn. Het is uiteindelijk de aannemer die het waar moet maken. Dat stimuleren we door te belonen. De bouwcombinatie BAM-TBI (CBT) kan na oplevering in potentie een bonus van een miljoen euro tegemoet zien. De bonus zet het veiligheidsdenken in gang, maar daarnaast heb je een duidelijke aanpak nodig, waarin zowel techniek als gedrag en organisatie hun plek hebben.” Michel Langhout, projectmanager bij CBT: “Het belangrijkste is dat iedereen, van hoog tot laag in de organisatie, verantwoordelijk is voor de veiligheid. Je neemt verantwoordelijkheid voor en naar elkaar. Dat neemt overigens niet weg dat je alles wat je ontwikkelt, wel moet handhaven.”

De bonus bestaat uit twee delen. Een deel voor individuele werknemers of teams en een deel voor de aannemer. Iedere maand wordt gekeken wie er goed presteert, en wordt een veiligheidsaward met bijbehorend geldbedrag uitgereikt. Michel Langhout: “Een deel van de bonus voor de bouwcombinatie is natuurlijk bestemd voor maatregelen. Veiligheid vraagt ook om inspanningen. De bonus helpt toewijding te creëren. Veiligheid is als opvoeden. Het is geen schakelaar die je omzet, maar een onderwerp waar iedereen continu mee bezig moet zijn. We laten zien dat we mensen waarderen en interesse tonen voor wat zij binnen het project betekenen. De bonussen maken zichtbaar dat je wordt gewaardeerd en gezien. De andere kant van de medaille is wel dat als mensen echt niet willen, er geen plek voor hen is. We gaan uit van een positieve boventoon, maar er ligt wel een ondergrens.”

Resultaten

De aanpak werkt en overtreft wat mensen voor mogelijk hadden gehouden. Ton Vrijdag: “Op bijna een miljoen gewerkte uren hebben we tot nu toe één ongeval met verzuim. We zitten daarmee nagenoeg op een niveau dat vergelijkbaar is met de petrochemische industrie. Dat is bijna niet te geloven.” Michel Langhout: “Onze primaire reactie was dat het een onhaalbare ambitie was. Onze wereld is elke dag anders. Dat leidt tot risico’s. Een IF-rate van vijf op een project is echt een forse verbetering. Dat betekent nogal wat. Bij BAM krijgt veilig werken al langere tijd de aandacht. Door de bonus van de opdrachtgever zijn de ontwikkelingen wel in een stroomversnelling geraakt. Veiligheid heeft binnen onze bedrijven echt inhoud gekregen. Het is motiverend als een opdrachtgever niet simpelweg de score zit bij te houden, maar dat het echt om de mensen gaat. Je werkt er samen aan om te zorgen dat alle medewerkers gezond weer thuiskomen.”

Ton Vrijdag: “Het begint met ‘niet mogelijk’. Dan volgt de droom van honderd procent veilig. Die zet je om in een doel, en vervolgens wordt veiligheid een keuze. Dat zijn de fases die je moet doorlopen. Het gaat niet om cijfers. Het gaat om mensen. En als mensen bewust met veiligheid omgaan, wordt de kwaliteit van het werk ook beter. In alle opzichten. Dat komt doordat mensen leren denken in risico’s. Het beperken van veiligheidsrisico’s gaat dan hand in hand met het beperken van andere risico’s.”

“De essentie is dat je risico’s tijdig en goed opvangt. Dan voorkom je verzuimongevallen. CBT en KKS verrichten gezamenlijk drie keer per week een bouwplaatsinspectie waarbij risico’s worden besproken en gecategoriseerd. De zwaarste categorie (a) leidt altijd tot directe maatregelen. Risico’s in categorie b moeten binnen een dag zijn opgelost, en categorie c betreft slordigheden als zwerfvuil op de werkplaats. Daar staat een oplostermijn van twee dagen voor. Bij voorvallen in categorie a en b wordt een deel van de mogelijke bonus afgenomen. Bij een echt ongeval gaat er meer af. De verwachting is dat CBT, ondanks de scherpe doelstellingen, tachtig procent van de bonus gaat verdienen”

“We hebben één ongeval met verzuim gehad. Vroeger zou je dat afdoen met: ‘Hij had zijn dag niet’. Nu hebben we het incident geanalyseerd. Hadden we meer kunnen doen om dit te voorkomen? Dat hebben we ook gedaan bij een bijna-ongeval, waarbij een last van vijftien ton uit een kraan viel. Dan ben je in eerste instantie teleurgesteld. Want hoe kan dat nou? Maar dan zie je ook dat de regel ‘Ga nooit onder een last staan’ in de praktijk werkt. De conclusie is dat een ongeval is voorkomen omdat de mensen zich bewust zijn geweest van de risico’s. Dat bewustzijn hebben we gekweekt. Er kunnen altijd dingen fout gaan op een werkplaats. Het gaat erom dat je de risico’s daarvan goed inschat.”

Voorbeeld voor opdrachtgevers

Michel Langhout: “Of we het zonder die bonus net zo zouden hebben aangepakt? In 2009, in de tenderfase, niet. Nu wel. We zien dat we echt een stap voorwaarts hebben gemaakt in de veiligheidsprestaties. We bereiken IF-niveaus die twee jaar geleden nog ondenkbaar waren. Dat willen we vasthouden. Wat we hier bij de Sluiskiltunnel meemaken, is een ervaring die we meenemen naar volgende projecten. Dat zal ook zo zijn als een opdrachtgever minder ambitieus is. We hebben immers onze verantwoordelijkheid naar ons personeel. Het beleid van BAM en TBI is gebaseerd op maatschappelijk verantwoord ondernemen. Als je dat in de praktijk niet waarmaakt, ben je aan het sleutelen aan je bestaansrecht als bedrijf.”

Ton Vrijdag: “We proberen opdrachtgevers als Rijkswaterstaat en ProRail te overtuigen dat onze aanpak een goed instrument is. We willen onze successen zeker delen. We zien dat het al wordt opgepakt bij de aanleg van de zeesluis in Terneuzen en bij andere projecten van BAM en TBI. Het zou fantastisch zijn als deze aanpak zich als een olievlek onder opdrachtgevers zou verspreiden.”

De Heinenoordtunnel in de A29 ging in 1969 open en is inmiddels toe aan een grondige renovatie. Bij de aanbesteding heeft Rijkswaterstaat afgesproken om niet alles direct vast te leggen in het contract, maar onzekerheden eerst samen met de opdrachtnemer te onderzoeken en uit te werken.

De ruim vijftig jaar oude Heinenoordtunnel krijgt een grondige opknapbeurt. De aanbesteding voor dit werk is gewonnen door aannemerscombinatie Savera III, een consortium bestaande uit Dura Vermeer, Dynniq en SPIE. Het contract werd op 23 oktober 2020 getekend. Opvallend is dat in dit contract nog niet alles tot in detail is vastgelegd. Stephan van der Horst, projectleider civiele techniek vanuit Rijkswaterstaat licht toe: “We hebben besloten om onderdelen waarover nog onzekerheden bestaan of die nog verder moeten worden uitgezocht, samen met de aannemer uit te werken en in te vullen. Dat past bij de nieuwe benadering van Rijkswaterstaat ‘samen met de markt’. Het gaat bijvoorbeeld om een nadere omschrijving van optimalisaties, modulariteiten en klantkansen, zoals een herbruikbare testomgeving. Maar ook om de vraag hoe we het beste kunnen omgaan met updates van de Landelijke Tunnelstandaard en hoe we het bouwblok ‘object data services’ kunnen toepassen om te komen tot voorspelbaar onderhoud. Voor de civiele constructie is de aanpak van de zinkvoegen het belangrijkste onderwerp.”

Van der Horst vervolgt: “We hebben redelijk zicht op de staat van de zinkvoegen. Zo hebben we al de nodige inspecties en onderzoeken gedaan en hebben we ook een deel van de voegen blootgelegd om ze goed te kunnen bekijken. In grote lijnen geldt dat ze gezien hun leeftijd nog redelijk goed zijn, maar dat er wel wat moet gebeuren om ervoor te zorgen dat ze nog eens vijftig jaar probleemloos meegaan. Dat geldt in ieder geval voor de zinkvoegen in de tunnelwanden en het dak. Hoe de voegen aan de onderkant van de constructie eraan toe zijn, weten we minder goed, omdat deze onder het asfalt en de laag ballastbeton zitten. Bij de inspectie hebben we geen lekkages gevonden. De afdichting is goed en dat geldt ook voor de rubberen gina- en omegaprofielen. Wel zien we dat de stalen onderdelen waarmee de omegaprofielen zijn vastgezet, zijn aangetast door corrosie. Vooral aan de onderkant van de wanden in de zone die steeds nat en droog is – de zogeheten splashzone – is de meeste corrosie aanwezig en zijn de klemlijsten en de bouten op termijn toe aan vervanging. Daar moeten we in ieder geval maatregelen nemen om de corrosie te stoppen en moeten we wellicht ook de verankering vervangen.”

Corrosie stoppen

Bart Ranke van Savera III vult aan: “Wat er aan de zinkvoegen gedaan moet worden, is in grote lijnen dus al duidelijk. Hoe we dat het beste kunnen doen echter nog niet. Dat gaan we samen de komende maanden uitzoeken. Het mooie is dat er nu al goede onderzoeksrapporten van Rijkswaterstaat zijn. Als eerste hebben we daarom aan Rijkswaterstaat gevraagd om ons te vertellen wat ze hebben aangetroffen en welke oplossingen ze zien. De conservering van de stalen klemlijsten van de omegaprofielen in de wanden en het dak is bijvoorbeeld al behoorlijk ver uitgewerkt. Dat geldt nog niet voor het vervangen van de verankering en het tegengaan van de corrosie van de klemlijsten onder het wegdek.”

“Als eerste gaan we samen aan de tekentafel kijken naar de verankering. Daarbij combineren we de kennis van Rijkswaterstaat met onze uitvoeringskennis. Ook willen we andere marktpartijen die veel ervaring hebben met zinkvoegen vragen mee te denken. We zijn onder andere van plan om te onderzoeken of kathodische bescherming geschikt is om de verwachte corrosie aan de stalen lijsten van de omegaprofielen onder het wegdek te stoppen.” Van der Horst vult aan: “We willen ook het expertteam van de COB-commissie Voegen inschakelen. Zij hebben zich al bij andere tunnels verdiept in zinkvoegen en kunnen ons adviseren. In januari hebben we hierover gesproken met het COB.”

Technisch beste oplossing

Ranke: “Ons doel is om de komende tijd samen met Rijkswaterstaat te bepalen wat technisch de beste oplossingen zijn voor de Heinenoordtunnel. Ook gaan we bekijken of we die oplossing vooraf kunnen testen. Wellicht kiezen we daarbij voor een ‘mock-up’, maar het kan ook zijn dat we een praktijkproef in de tunnel uitvoeren. Daarnaast houden we de ontwikkelingen bij andere tunnelprojecten goed in de gaten. Zo weten we dat bij de Kiltunnel ook proeven met zinkvoegen worden gedaan. Naast het zoeken van technisch goede oplossingen gebruiken we de periode tot april 2021 – het moment dat het definitieve contract wordt getekend – ook om te onderzoeken of alle noodzakelijke werkzaamheden passen binnen de planning.”

‘Ook gaan we bekijken of we die oplossing vooraf kunnen testen. Wellicht kiezen we daarbij voor een ‘mock-up’.’

‘Gedoe’ voorkomen

“Doordat we de komende tijd als opdrachtgever en -nemer samen om tafel zitten, oplossingen en mogelijke risico’s met elkaar bespreken en gezamenlijk besluiten hoe we onderwerpen gaan aanpakken, kunnen we denk ik veel ‘gedoe’ tijdens de uitvoering voorkomen”, stelt Van der Horst. “Nu kunnen we samen, zonder dat er tijdsdruk op staat, voor elk onderwerp de beste oplossing zoeken. Dat voorkomt niet alleen dat er tijdens de bouw nog allerlei contractwijzigingen en moeizame contractuele discussies nodig zijn, maar ook dat we bij de omgeving een slecht imago krijgen omdat we onze beloften niet nakomen. En doordat we alles met elkaar bespreken, verwacht ik dat het beprijzen van de benodigde werkzaamheden straks ook geen probleem zal zijn.”

Hoe kan data helpen tunnels veiliger te maken? Bieden nieuwe technieken of inzichten kansen om de veiligheid te verhogen of de veiligheid op niveau te houden met hogere beschikbaarheid of tegen lagere kosten? Ontwikkelingen op ICT-gebied gaan snel. Meer rekenkracht en daaruit volgende snellere verwerking van data, maken het zinvol bestaande oplossingen tegen het licht te houden. In de Westerscheldetunnel is een proef gedaan met infraroodsensoren als basis voor het snelheidsonderschrijdingssysteem (SOS). Daaruit blijkt dat de beperkingen van bestaande systemen met detectielussen, kunnen worden weggenomen.

Het bedrijf Soltegro heeft op eigen initiatief een SOS ontwikkeld en vervolgens de N.V. Westerscheldetunnel bereid gevonden mee te werken aan een proefopstelling. “Ontwikkeling in eigen beheer is wellicht ongebruikelijk”, zegt commercieel directeur Jan-Martijn Teeuw van Soltegro, “maar past wel bij onze werkwijze. Wij positioneren ons tussen ingenieursbureaus en automatiseringbedrijven in. Bij ons werken veel ICT-specialisten, maar ook elektrotechnisch en werktuigkundig ingenieurs. Met die disciplines werken we op een integrale manier aan projecten. En dat brengt met zich mee dat wij ook anders tegen problemen aankijken.”

Manager systems engineering en innovatie Franc Fouchier legt uit wat dat in de praktijk inhoudt: “De ervaring die wij hebben opgedaan in de softwarewereld projecteren we op de civieltechnische wereld. Dat betekent dat je eerst een probleem goed analyseert zonder daarbij al oplossingsrichtingen in het achterhoofd te hebben en pas in tweede instantie kijkt naar de combinatie van technieken die je kunt inzetten om dat probleem op te lossen. In de praktijk is deze aanpak vaak niet mogelijk, omdat bepaalde oplossingen zijn voorgeschreven. Zo staat in de tunnelstandaard dat je voor snelheidsmeting inductielussen moet toepassen. In onze optiek heb je voor een optimale oplossing keuzevrijheid nodig. Daarom konden we het SOS dat we in de Westerscheldetunnel hebben getest ook alleen maar in eigen beheer ontwikkelen.”

“In onze optiek heb je voor een optimale oplossing keuzevrijheid nodig.”

Elk voertuig meten

Met een SOS kan worden gedetecteerd of de snelheid van voertuigen op een willekeurig punt te laag wordt en er daardoor gevaarlijke situaties ontstaan die bijvoorbeeld kunnen leiden tot kop-staartbotsingen. Het gebruik van inductielussen om snelheidsverschillen te detecteren kent een aantal beperkingen. Er wordt alleen gemeten op de plaats van de lus, en defecten aan een inductielus leiden bij vervanging vrijwel altijd tot verminderde beschikbaarheid van de tunnel. Jan-Martijn Teeuw: “Met onze sensoren zijn we in staat elk voertuig in de tunnel uniek te detecteren. Je volgt het bewegende object en dat biedt meer mogelijkheden. Je verzamelt meer informatie. Met behulp van software kun je detecteren of voertuigen afwijkend gedrag vertonen. Het gaat dus verder dan alleen detecteren of een willekeurig voertuig op een bepaalde plaats onder een minimumsnelheid komt. Bovendien kun je door bijvoorbeeld een kapotte sensor een meting missen en nog steeds een betrouwbaar resultaat hebben.”

In de Westerscheldetunnel is het systeem van Soltegro op een deel van het traject geïnstalleerd, naast het bestaande systeem. De wegverkeersleiders hebben beide systemen gemonitord en Soltegro feedback gegeven. In een halfjaar tijd zijn enorm veel meetgegevens verzameld. Daaruit blijkt dat de betrouwbaarheid van het systeem bijzonder hoog is. De mensen van de Westerscheldetunnel hebben beaamd dat het goed heeft gefunctioneerd. “De betrouwbaarheid is cruciaal”, vindt Jan-Martijn Teeuw. “Als systemen te vaak valse meldingen geven, is het gevolg dat wegverkeersleiders het niet meer serieus nemen en ook niet reageren als er wel iets aan de hand is. Dan neemt de veiligheid per definitie af.”

Tijd in plaats van afstand

Implementatie van een SOS met infraroodsensoren vindt, net als bij gebruik van detectielussen, plaats op basis van een risicoanalyse. Bij een steile uitrit, zoals bij de Westerscheldetunnel, mag je verwachten dat de snelheid van vrachtwagens sneller terugloopt. In zo’n situatie zal bij beide systemen sprake zijn van meer meetpunten dan in een vlak deel van de tunnel. Het verschil zit in de meeteenheid. Bij gebruik van detectielussen is er per definitie sprake van afstand. Met de sensoren wordt gemeten in tijd, en is het ook mogelijk om meer dan alleen snelheidsverschillen te detecteren.

Franc Fouchier: “Met infrarood detecteren we bijvoorbeeld ook of al het verkeer ineens naar één baan opschuift. Dat kan voor de wegverkeersleiding een teken zijn dat er sprake is van bijvoorbeeld afgevallen lading, langzaam rijdend verkeer of stilstand. En de data die je verzamelt kun je ook gaan gebruiken om verkeersbewegingen te voorspellen. Het is voorstelbaar dat je met dit systeem ruim van tevoren kunt voorspellen waar en wanneer filevorming ontstaat en dat je vanuit het systeem vervolgens meteen deze informatie naar in-carsystemen verstuurt. Daar kun je overigens de wegverkeersleider als buffer tussen zetten. Het is maar net wat de wegbeheerder wil.”

Waar gaat dat naartoe?

“In de wereld van het ‘Internet of Things’ krijgen we steeds meer situaties waarin systemen beslissingen gaan nemen”, vervolgt Franc. “Wij verwachten dat het die kant op gaat. Vandaar onze integrale visie en de keuze om niet de omgeving te detecteren, maar het object dat in die omgeving beweegt. De informatie die door het object wordt gegenereerd, opent nieuwe toepassingsmogelijkheden.” Jan-Martijn Teeuw: “We richten ons nu in eerste aanleg op tunnels, maar er kan natuurlijk veel meer met deze techniek. Je kunt er bijvoorbeeld ook mee detecteren hoe voertuigen in een parkeergarage bewegen. Voor ons is de volgende stap om in gesprek te gaan met beheerders van tunnels waar detectielussen echt niet voldoen. In de praktijk van de tunnelstandaard zie je nu al wel dat er ruimte komt voor projectspecifieke afwijkingen en er wordt al gesproken in termen van ‘standaard of gelijkwaardig’. Daar liggen kansen voor deze vorm van detectie, maar formeel zou de toepassing nu alleen kunnen in niet-rijkstunnels.”