Speciale uitgave Techniek - RandstadRail

november 2005 Informatiekrant over de bouw van RandstadRail
Sprong naar hoogwaardig openbaar vervoer
Boortechniek
pagina 2-3
De
Rotterdamse
bodem
pagina 4-5
Speciale uitgave Techniek
De RET realiseert RandstadRail
in opdracht van de Gemeente
Rotterdam en de stadsregio
Rotterdam.
Projectbureau
RandstadRail
editie regio Rotterdam
voor bewoners, ondernemers, betrokkenen en reizigers
Wandendakmethode/
vriestechniek
pagina 6-7
RandstadRail bouwt aan een hoogwaardig openbaarvervoersysteem tussen de steden Rotterdam,
Den Haag en Zoetermeer. Grotendeels wordt er gebruik gemaakt van bestaand spoor, maar er wordt
ook een nieuw stuk spoor aangelegd in stedelijk gebied: midden door de woonwijk Blijdorp én door
het centrum van Rotterdam. Bouwen in een stedelijke omgeving vereist bouwmethodes die rekening
houden met de omgeving. Daarom zijn in het ontwerp voor RandstadRail bijzondere bouwmethodes
voorgeschreven, die hinder en risico voor de omgeving zoveel mogelijk moeten beperken. En waarmee
toch een openbaarvervoersverbinding kan worden aangelegd die een belangrijke bijdrage levert aan
de bereikbaarheid van Rotterdam.
Bezoekadres
Infracentrum Rotterdam
Weena 705
(Groot Handelsgebouw)
Voor informatie
Telefoon: 010 240 38 00
Fax: 010 240 38 01
Bouwen bij
bestaand
spoor
pagina 8
Station Blijdorp: 46.000 m 3 beton 8.500.000 kilo wapening diepte ontgraving: -21,5 meter NAP perronniveau: -17 meter NAP lengte: 126 meter breedte: 22 meter 100.000 m 3 grond verzet
aantal sporen: 2 gereed: 2008 Metrostation CS: diepste ontgraving: -14 meter NAP gemiddeld perronniveau: -8 meter NAP lengte: 126 meter breedte: 22 meter aantal sporen: 3
gereed: 2008 (2009: doorrijden tot Slinge) Boortunnel: aantal tunnelbuizen: 2 lengte 2,4 km uitwendige diameter: 6,5 meter inwendige diameter: 5,8 meter diepste punt: -30 meter NAP
aantal dwarsverbindingen: 5 aantal ringen: 3.200 aantal segmenten: 25.600 gereed: 2008
A Diepwanden
B Wanden-dakmethode
C Vriestechniek
D Bouwen bij bestaand spoor
Boortechniek
Techniek tracé RandstadRail Rotterdam
Bouwen in de stad
In de regio Rotterdam worden verschillende bouwmethodes toegepast. Soms
traditioneel, soms vooruitstrevend en soms zelfs ingenieus. RandstadRail
heeft de primeur in Nederland: de aanleg van een boortunnel in stedelijk ge-
bied. In plaats van een ‘openhartoperatie’ middenin de stad is gekozen voor
een methode die zich grotendeels onder de grond afspeelt.
Daarnaast worden de bouwputten met behulp van de polderconstructie
gebouwd, waardoor het grondwater in de omgeving zoveel mogelijk met
rust gelaten wordt. Hiermee is het risico voor de bebouwing in de omge-
ving zo laag mogelijk.
En door slimme faseringen te bedenken, bijvoorbeeld door toepassing van
de wanden-dakmethode, kunnen alle activiteiten die normaal gesproken
plaatsvinden, zoveel mogelijk doorgaan. In deze krant worden de meest
bijzondere bouwmethodes toegelicht.
Boorschild tunnelboormachine RandstadRail
Of surf naar
www.randstadrail.nl

Tunnelboormachine: 68 meter lang
Binnenzijde boorschild
Twee gescheiden tunnelbuizen
Langsdoorsnede boortunnel
Boortunnel
Rotterdam heeft de primeur van de eerste boortunnel in stedelijk gebied in Nederland. Een innovatieve
techniek, die goed van pas komt in een volgebouwd land als Nederland. Ondergronds wordt een tunnel
aangelegd, waar bovengronds vrijwel niemand iets van merkt.
Tijdens de tracéverkenningsfase voor RandstadRail werd gezocht naar
een tracé met een aansluiting tussen de Hofpleinlijn en het Rotterdamse
metronet bij Centraal Station. Een belangrijk aspect bij het onderzoeken
van de verschillende tracés was dat de omgeving en alle activiteiten die
zich in het gebied afspelen, zo min mogelijk overlast zouden ondervinden
van de werkzaamheden. Immers, een stad moet goed bereikbaar blijven.
Wonen, werken en winkelen moeten gewoon door kunnen gaan. De op-
lossing hiervoor is gevonden in de techniek: een geboorde tunnel.
De keuze voor een boortunnel betekent de minste overlast voor de omge-
ving. Het tracé voor de boortunnel ligt grotendeels onder de Statenweg,
wat als voordeel heeft dat er onder de weg wordt doorgeboord en niet
onder bebouwing. Door zo ver mogelijk weg te blijven van bestaande
funderingen, is de invloed op de omgeving geminimaliseerd.
Het boorproces
Voor de boortunnel van RandstadRail worden twee enkelsporige tunnelbui-
zen aangelegd van elk ca. 2,4 km lang. Elke tunnelbuis heeft een inwen-
dige doorsnede van 5,8 meter en een uitwendige doorsnede van 6,5 meter.
De tunnelbuizen liggen op een behoorlijke diepte, gemiddeld zo’n 20 tot
25 meter beneden NAP. Op deze diepte ligt de pleistocene zandlaag. Dat
is een stevige zandlaag waar de tunnelboormachine gemakkelijk doorheen
kan boren en waarin de tunnel straks goed is ingebed. In Rotterdam ligt
deze zandlaag op een diepte van zo’n 15 à 20 meter. De bovenste grondla-
gen bestaan hier voornamelijk uit veen en klei. Deze grondlagen zijn te slap
om, zonder aanvullende maatregelen, een boortunnel in aan te leggen. Op
locaties waar de boortunnel nog op de gewenste diepte moet komen of
weer naar boven komt, wordt de grond dan ook verbeterd of wordt een
versterkte tunnelwand gemaakt.
1 Snijrad
2 Steunplaten
3 Schild
4 Schildstaart
5 Vijzels
6 Personensluis
7 Materiaalsluis
8 Erektor
9 Secundaire ventilatie
10 Afvoerpomp
11 Segmentkraan
12 Stuurcabine
13 Elektrische installatie
14 Transformator
15 Groutcontainer
Boren in stedelijk gebied
Werk in uitvoering: de boortechniek
De tunnelboormachine (TBM) die de tunnel boort,
is in totaal zo’n 70 meter lang. Aan de voorzijde
van de TBM bevindt zich het boorschild, dat zo’n 10
meter lang is. Het schild is voorzien van een snijrad
dat de grond weggraaft. Achter dit schild komen
vier volgwagens met een totale lengte van 60 me-
ter. Het boren gebeurt met een zogeheten vloei-
stofschild, ook wel slurryschild genaamd. Bij een
vloeistofschild zorgt bentoniet (een mengsel van
water en klei) in het voorste deel van de boorma-
chine voor tegendruk, zodat de voorliggende grond
tijdens het graven niet instort (afb.1). De afgegra-
ven grond vermengt zich met bentoniet en wordt
via leidingen door de reeds geboorde tunnel afge-
voerd (afb. 2). Op maaiveldniveau komt dit in de
scheidingsinstallatie terecht, die de grond van het
bentoniet scheidt. Het bentoniet wordt vervolgens
weer hergebruikt.
Gezien de beperkte ruimte en de vele bouwactiviteiten die zich in de
Conradstraat bij het Centraal Station afspelen, is ervoor gekozen om beide
tunnels vanaf het bouwterrein bij het St. Franciscus Gasthuis te boren. Hier
is meer ruimte voor de scheidingsinstallatie en ligt het werkterrein praktisch
aan de A20. Zo wordt voorkomen dat er onnodig bouwverkeer door de stad
rijdt. De TBM boort de eerste, westelijke tunnelbuis vanaf het bouwterrein bij
het St. Franciscus Gasthuis onder het Schieplein en langs de A20, maakt ver-
volgens een bocht onder de A20, het Noorderkanaal en de Gordelweg om
Voordat de boor aankomt bij station Blijdorp, moet het station helemaal op
diepte zijn. In vaktermen heet dat ook wel: boorontvangstgereed. Om dit
veilig te laten verlopen, zijn aan de kopse kanten (waar de TBM het sta-
tion binnenkomt en waar de TBM weer vertrekt) zogeheten dichtblokken
gemaakt. De dichtblokken voor het project RandstadRail bestaan uit diep-
wanden met daartussen ongewapend beton. Normaal gesproken wordt een
Boorfabriek Achter het boorschild zitten verschil-
lende volgwagens. Deze volgwagens ondersteunen
het boorproces en zijn in feite aan elkaar gekoppel-
de ‘treinstellen’, waarin van alles gebeurt: er bevindt
zich apparatuur (zoals transformatoren en pompen),
in de controlekamer zijn werknemers aan het werk, er
worden segmenten en bentoniet aangevoerd en de
weggeschraapte grond wordt afgevoerd. Hoe verder
de TBM komt, hoe langer de rails waarover materiaal
wordt aan- en afgevoerd en hoe langer de leidingen
waardoor bentoniet wordt aan- en afgevoerd.
Sterk en waterdicht De wand van de tunnel be-
staat uit ringen van zo’n anderhalve meter lang. Elke
ring is opgebouwd uit zeven betonnen segmenten
en een zogeheten sluitsteen. Deze segmenten wor-
den geprefabriceerd aangeleverd en zijn rondom
voorzien van een rubberen voegstrip, zodat de tun-
nel straks waterdicht is. De segmenten zijn 1,5 me-
ter lang en 35 cm dik.
afb.1 afb.2 afb.3
Tweemaal richting stad
Dure wapening
daarna het stratenpatroon van de Statenweg te volgen. Hier ligt ook het on-
dergrondse station Blijdorp. De TBM vervolgt haar weg onder de Statenweg,
onder het NS-emplacement en komt uiteindelijk uit in de Conradstraat, waar
de ontvangstschacht is gebouwd. Hier wordt de TBM gedemonteerd en ge-
transporteerd naar het bouwterrein bij het St. Franciscus Gasthuis. Hier be-
gint de TBM aan de tweede, oostelijke tunnelbuis. Gemiddeld legt de TBM
zo’n 12 meter per dag af.
Het boren van dichtbij bekeken De TBM zet zich
door middel van vijzels af tegen de reeds gebouwde
tunnelwand. Steeds als de TBM een stukje verder is,
wordt weer een nieuw deel van de tunnel gemaakt
(afb. 3). Het maken van de tunnelring vindt plaats
binnen het schild. Het schild schermt de grond en
het grondwater af, zodat de aannemer de tunnel
onder normale (atmosferische) omstandigheden kan
bouwen. Elke nieuwe ring van segmenten wordt te-
gen de vorige ring aangezet en tijdelijk vastgezet
met bouten, zodat de segmenten stevig vast blij-
ven zitten tijdens het boorproces. Als de TBM en-
kele tientallen meters verder is, zijn de bouten niet
meer nodig en worden deze verwijderd. Omdat de
tunnel binnen het boorschild wordt gemaakt, is het
boorschild iets groter dan de uiteindelijke tunnel.
Met grout, een mengsel van water, zand en cement,
wordt de ruimte tussen de tunnelsegmenten en de
grond opgevuld. De TBM bepaalt zijn koers onder
andere met behulp van een laser.
diepwand verstevigd met wapeningsstaal. Echter, de tunnelboormachine kan
niet door beton met stalen wapening heen boren. Om de diepwanden hier
toch voldoende stevigheid te geven, wordt er kunststof wapening aange-
bracht: glasvezel. Dit materiaal is vele malen duurder dan gewone wapening,
vandaar dat dit alleen op deze plek wordt toegepast. De TBM ondervindt
geen problemen wanneer zij door de glasvezelwapening moet boren.
Eén van de volgwagens Startschacht St. Franciscus-driehoek Inhijsen boorschild in startschacht
3

4
De Rotterdamse bodem
Grondonderzoek
Fundering collecteurriool en singelverbinding De paalfunderin-
gen van het collecteurriool - ook wel verzamelriool genoemd - onder de
Statenweg en de fundering van de singelverbinding bij de Statensingel
bevinden zich in het tracé van de boortunnel. Deze funderingen zijn in-
middels verlegd of zelfs compleet nieuw aangelegd op een andere plek.
Bij het collecteurriool op het kruispunt Statenweg/Stadhoudersweg is
gekozen voor een ophangconstructie voor het collecteurriool, waardoor er
geen fundering meer nodig is op de plek waar straks de boortunnel komt.
Impressie Keezen-ding
Resten fundering stoomgemaal het Keezen-ding
De grond waar de tunnelboormachine doorheen boort, en de omgeving hier-
omheen zijn van tevoren nauwkeurig onderzocht. Op basis van informatie uit
bijvoorbeeld het Gemeentearchief, waar veel waardevolle informatie te vinden
is over panden en funderingen, maar ook door onderzoeken op locatie te ver-
richten zijn de benodigde gegevens verzameld. Grondsonderingen en grond-
boringen zijn uitgevoerd om te kijken welke samenstelling de grond langs het
boortunneltracé heeft. Niet alleen wordt gekeken naar de samenstelling van de
grond, ook wordt er gekeken of er obstakels in de grond zitten. Er kunnen nog
oude funderingen in de grond zitten van gebouwen die allang niet meer be-
staan, maar ook funderingen van bestaande objecten kunnen in de weg zitten.
Archeologie: het Keezen-ding
Het eerste stoomgemaal van James Watt in Nederland heeft ooit op de Statenweg gestaan: een revolutionaire
toepassing voor deze tijd. De machine van Watt was namelijk veel zuiniger dan andere machines uit die tijd.
Het stoomgemaal is gebouwd in 1787 en stond direct ten zuiden van de Rotterdamse Schie. Het gemaal
bemaalde enkele jaren de Blijdorpse polder.
Achterdocht Het gemaal werkte uitstekend en was vele malen effectiever dan de gebruikelijke wind-
bemaling. Opmerkelijk is de weerstand die er van verschillende zijden was tegen het goed werkende
gemaal. De boeren beweerden zelfs dat de koeien geen melk meer gaven sinds het gemaal er stond. Het
gemaal van Blijdorp stond bekend onder de naam “het Keezen-ding”. Hiermee werd verwezen naar de
Keezen, een oude scheldnaam voor de patriotten.
Archeologisch onderzoek Het gemaal heeft gewerkt van 1787 tot 1791. Het gemaal is vrij snel
daarna afgebroken, maar de funderingsresten en de heipalen zijn blijven zitten. Voordat begonnen werd
met de aanleg van de boortunnel, is door archeologen van BOOR (Bureau Oudheidkundig Onderzoek van
Gemeentewerken Rotterdam) uitgebreid onderzoek gedaan naar de funderingen van het stoomgemaal
die nog in de grond zaten. Daarna zijn de funderingen afgebroken. Nieuwsgierig naar hoe het stoomge-
maal er ooit uitzag? In het Historisch Museum ‘De Dubbelde Palmboom’ in Delfshaven Rotterdam is een
schaalmodel van het stoomgemaal te bezichtigen.
Fundering oud stoomgemaal Op de Statenweg ter hoogte van de
Bisschopsstraat en de Van der Horststraat heeft ooit een stoomgemaal
gestaan, gefundeerd op houten palen. Het gebouw is al zo’n 200 jaar
geleden afgebroken, maar de resten van de bakstenen fundering en de
houten palen zaten bij aanvang van de aanleg van RandstadRail nog in de
grond. In principe kan de TBM wel door houten palen heen boren, maar
om het risico te beperken is ervoor gekozen de fundamenten af te breken,
en de palen te trekken. Een mooie gelegenheid voor archeologen om on-
derzoek te doen naar dit unieke stoomgemaal.
Grondverbetering
Grondverbetering wordt toegepast op plekken waar de
tunnel voor minder dan de helft in de pleistocene zand-
laag ligt. Dat is onder meer op plekken waar de tunnel
nog niet voldoende op diepte ligt, bijvoorbeeld bij de
startschacht en onder het NS-emplacement bij CS.
De bovenste grondlagen zijn hier slap, en daarom wordt
de grond verbeterd. Daarnaast wordt op bepaalde plaat-
sen grondverbetering toegepast om het boren zelf moge-
lijk te maken. Hieronder wordt beschreven op welke
manieren de grond wordt verbeterd.
De zandbak Bij de startschacht gaat de tunnelboormachine de grond in.
Hier wordt een pakket zand van 16 meter dik aangebracht, ter vervanging
van de aanwezige grond die voornamelijk uit klei en veen bestaat. Dit pak-
ket zand moet na het aanbrengen worden verdicht. Dat gebeurt door het
Cementkolommen
Gel geïnjecteren
Werk in uitvoering: jetgrouten
Het jetgrouten gaat als volgt in z’n werk. Er wordt een smalle stang de grond
in geboord, met voorop een boorkop. Tegelijkertijd voegt men onder lage druk
water toe. De boorstang boort tot op het diepste punt, zo’n 20 meter onder
het maaiveld. De boor wordt weer omhooggetrokken, waarbij onder hoge druk
(400 bar) water wordt toegevoegd dat ervoor moet zorgen dat de grond, die
voornamelijk bestaat uit klei, wordt losgewoeld. Vervolgens gaat de boorstang
weer naar beneden tot het diepste punt. Ten slotte injecteert de boorstang
tijdens het omhoog halen grout in de grond, waarmee een kolom in de grond
ontstaat. De oorspronkelijke grond wordt omhoog gestuwd en op maaiveld-
niveau verzameld in een speciaal gegraven sleuf. Als de kolom klaar is, wordt
deze grond afgevoerd. Doordat de machine steeds tegen een bestaande kolom
boort, vormen de kolommen gezamenlijk een groot blok grout. In totaal wor-
den er zo’n 2000 groutkolommen met een diameter van 1,30 meter gemaakt.
inbrengen van trilnaalden. Voor dit proces wordt ook wel de Duitse term
‘rütteln’ gebruikt. Het verdichte zand zorgt ervoor dat de tunnel straks
voldoende steun heeft.
Cementkolommen Een tweede manier van grondverbetering die het
project toepast bij het begin van de boortunnel is het aanbrengen van
cementkolommen. Hierbij vermengt de aannemer de grond ter plaatse
met cement. Deze methode wordt ook wel ‘mixed in place’ genoemd, wat
betekent dat er geen grond wordt vervangen, maar alleen materiaal aan
de grond wordt toegevoegd. Dat gebeurt door middel van een stang met
voorop een ‘mixing tool’. Deze mixing tool is voorzien van snijbladen die
snel ronddraaien en de grond loswoelen. Als de mixing tool op diepte is,
wordt hij weer teruggetrokken, waarbij gelijktijdig een mengsel van droge
cement en lucht wordt toegevoegd. De cement vermengt zich met de aan-
wezige grond en verbetert op deze manier de samenstelling van de grond.
Waterdichte gel of stevige gel Iets verderop, nabij de Goudse Lijn (spoor-
lijn tussen Rotterdam en Utrecht) wordt gel geïnjecteerd om de risico’s tijdens
het boorproces te beperken. Er zijn twee soorten gel: soft-gel en hard-gel. Beide
soorten hebben hun eigen functie.
Soft-gel wordt geïnjecteerd in de grond om een waterremmende laag te
maken. Deze laag moet het water tegenhouden dat door de druk van de boor-
kop zou kunnen gaan stromen vanuit de diepere grondlagen (pleistoceen zand)
naar de bovenste grondlaag (de antropogene zandlaag), waar de Goudse Lijn
op ligt.
Hard-gel wordt geïnjecteerd om de grond te verstevigen. Ter plaatse van
de Goudse Lijn zijn houten funderingspalen aanwezig van een voormalige
duiker. Deze fundering kan niet worden weggehaald, omdat ze precies
onder de spoorlijn ligt. De geïnjecteerde hard-gel verstevigt de grond en
zorgt ervoor dat de houten palen niet gaan bewegen tijdens het doorbo-
ren van de palen.
Grout en staal Bij het NS-emplacement, in de Conradstraat, komt de
tunnel weer naar boven om de aansluiting te maken met het bestaande
metrostation CS, dat vrij dicht onder het maaiveld ligt. De boortunnels
liggen in de Conradstraat nog op een diepte van zo’n 15 meter. Op deze
diepte bestaat de grond uit klei en daarom wordt grondverbetering toe-
gepast in de vorm van groutinjectie. Hierbij wordt het pakket grond ver-
vangen door kolommen van grout. Grout is een mengsel van water en
cement. Er is om een aantal redenen gekozen voor een groutinjectie. De
voornaamste reden is dat de aannemer schuin onder de sporen kan wer-
ken. Dit werk kan met de jetgrouttechniek gewoon worden uitgevoerd
zonder dat het treinverkeer daar hinder van ondervindt. Een andere reden
is dat er op deze plek mogelijk puin in de grond wordt aangetroffen.
Stalen segmenten Toch blijft er onder het spoor een deel over waar
grondverbetering niet plaats kan vinden. Daarom is de oplossing gevon-
den in het materiaal van de tunnel zelf. Hier worden de segmenten ge-
maakt van staal in plaats van beton.
Jetgrouten
5

6
Wanden-dakmethode
Bouwen op de vierkante centimeter: bij de verbouwing van het ondergrondse metrostation
Centraal Station in Rotterdam is het passen en meten. Immers, tijdens de bouw moet alles door-
gaan: trams, bussen en metro’s moeten blijven rijden en halteren, reizigers en passanten moeten
hun weg kunnen vervolgen en ook het auto- en fi etsverkeer moet doorgang blijven vinden. Taxi’s
moeten zichtbaar en bereikbaar blijven, én er moet een heel nieuw bovengronds stationsgebouw
worden gebouwd, Rotterdam Centraal. Hoe wordt dat allemaal georganiseerd?
Slim faseren
De oplossing is de wanden-dakmethode. Deze bouwmethode houdt in dat er geen open bouwput wordt gegraven, maar dat er
een soort doos wordt gemaakt waarin de bouw ondergronds kan plaatsvinden, zodat alle activiteiten die zich bovengronds afspe-
len zo weinig mogelijk gehinderd worden.
Diepwanden
Het station Blijdorp, het metrostation CS, de startschacht en de ontvangstschacht worden gemaakt
met behulp van de zogeheten polderconstructie. Een polderconstructie zorgt ervoor dat de bouw-
put op een droge manier kan worden ontgraven. In dit geval wordt dit gerealiseerd door middel van
het aanbrengen van diepwanden tot in een waterremmende grondlaag. Voordeel van deze methode
is dat de bemaling van de bouwput geen invloed heeft op het grondwater in de omgeving. Daarmee
is het risico voor de panden in de omgeving zo laag mogelijk.
Diepste punt De diepwanden voor het station Blijdorp worden tot circa 41 meter diepte aange-
bracht. Hier ligt de Laag van Kedichem. Deze laag bestaat uit zand en klei en zorgt ervoor dat er
geen of nauwelijks water van onderaf de bouwput binnendringt. De diepwanden zorgen ervoor dat
er vanaf de zijkanten geen water de bouwput kan binnendringen. Op deze manier ontstaat er een
waterdichte bouwkuip, oftewel een polderconstructie. Na het aanbrengen van de diepwanden volgt
het ontgraven van de bouwput. Tijdens het ontgraven worden stempels aangebracht om de diep-
wanden te ondersteunen.
stap 1 stap 3
stap 2 stap 4
Werk in uitvoering: diepwanden
Bij de bouwputten binnen RandstadRail waar de polderconstructie wordt
toegepast, bestaan de bouwputwanden uit diepwanden.
Het maken van de diepwanden bestaat uit 3 stappen:
1. Eerst maakt een diepwandgrijper een verticale sleuf in de grond, waarbij
tegelijkertijd een speciale steunvloeistof (bentoniet) wordt toegevoegd
die de sleuf stabiel houdt.
2. Vervolgens wordt de wapening aangebracht.
3. Tenslotte wordt de sleuf volgestort met beton en is het diepwandpaneel
gereed.
stap 1
stap 2
stap 3
stap 4
Werk in uitvoering: de wanden-dakmethode
Diepwanden aanbrengen
Eerst worden de wanden van de bouwput gemaakt; dat gebeurt door middel van diepwanden.
Diepwanden worden aangebracht tot de waterremmende laag op zo’n 38 meter diepte: de Laag
van Kedichem. Dit zorgt ervoor dat de bouwput droog kan worden ontgraven.
Aanbrengen dakplaat
Vervolgens wordt er een betonnen plaat over de wanden gemaakt: het dak.
Straat wordt weer ingericht
Bovengronds wordt de straat, in dit geval het Stationsplein, heringericht en kunnen veel activiteiten
weer gewoon doorgaan. Zelfs de bouw van een heel nieuw bovengronds stationsgebouw.
Afbouw station ondergronds
Tegelijkertijd kan ondergronds het uitgraven beginnen.
Dwarsdoorsnede bouwput
stap 1 stap 2 stap 3
Vriestechniek
Het principe is simpel: de grond bevriezen zodat het grondwater niet de bouwput in kan stromen. Toch is het een niet
veel toegepaste bouwmethode, althans in Nederland. Bij de aanleg van RandstadRail wordt de vriestechniek gebruikt
bij de bouw van de dwarsverbindingen en de afsluiting van de bouwput van het metrostation CS ter plaatse van de
bestaande metrotunnel.
Dwarsverbindingen boortunnel
Tussen de twee tunnelbuizen van de boortunnel worden vijf dwarsverbindingen gebouwd, waardoor reizigers in geval van een calamiteit kunnen vluchten.
Bij de aanleg van deze dwarsverbindingen wordt de vriestechniek toegepast. Op de plek waar de dwarsverbinding moet komen, wordt de grond tijdens de
bouw bevroren, zodat de grond hard en waterdicht wordt.
Aansluiting
metrotunnel CS
Om de uitbreiding van het metrostation CS te kunnen realiseren, worden
rondom het huidige station diepwanden aangebracht tot ca. 38 m onder
het maaiveld. Deze wanden zorgen er samen met de Laag van Kedichem
voor dat de verbouwing kan plaatsvinden in een droge bouwkuip.
Ter plaatse van de bestaande metrotunnel kunnen geen diepwanden worden
aangebracht omdat de tunnel een obstakel vormt. Immers, je kunt vanaf het
maaiveld geen diepwanden aanbrengen onder de tunnel. Daarnaast zijn er
tijdens de bouw van het Nationale-Nederlanden gebouw trekankers in de
grond aangebracht die ervoor zorgden dat de bouwputwand stabiel bleef.
Deze trekankers zitten nog steeds in de grond. Ook dit zijn obstakels waar-
door het lastig is om hier een diepwand aan te brengen.
Kraagconstructie Om de bouwput toch te sluiten, is een zogeheten
kraagconstructie rondom de bestaande metrotunnel ontworpen. In dit ge-
val gebeurt dit met behulp van de vriestechniek. Tot ver in de Laag van
Kedichem wordt de grond bevroren. De kraag voorkomt dat het grond-
water de bouwput in kan stromen. De keuze voor de vriestechniek heeft
ook te maken met de funderingsconstructie van de metrotunnel onder
het kantoorgebouw Delftse Poort. De tunnel is niet berekend op een al
te grote verlaging van de grondwaterstand. Mede door toepassing van
de vriestechniek wordt een te grote daling van de grondwaterstand ter
plaatse voorkomen.
Werk in uitvoering: vriestechniek dwarsverbindingen
De realisatie van de dwarsverbindingen gaat als volgt. Vanuit beide tunnelbuizen worden vrieslansen in
een cirkelvormig patroon de grond in geboord, richting de andere tunnelbuis. Door deze lansen wordt een
koelvloeistof gestuwd. Als de grond bevroren is en daardoor waterdicht, kan worden begonnen met het
uitgraven van de grond binnen de ring van vrieslansen. Tegen de bevroren grond wordt een laag spuit-
beton aangebracht. Vervolgens wordt de defi nitieve betonconstructie gemaakt. Deze bestaat uit een ring
van gewapend beton en heeft een dikte van minimaal 35 cm. Binnen deze ring kan de afbouw van de
dwarsverbindingen plaatsvinden. Als het beton is uitgehard, is de dwarsverbinding gereed en kan het vries-
proces stopgezet worden.
Dwarsverbinding: aanleg d.m.v. vriestechniek Kraagconstructie bouwput metrostation CS d.m.v. vriestechniek
Werk in uitvoering: vriezen kraagconstructie
Het vriezen van de kraagconstructie bij het metrostation CS gaat als
volgt in z’n werk. Door de verticaal in de grond geplaatste vrieslansen
wordt een vriesvloeistof gepompt, die ervoor zorgt dat een pakket grond
met een dikte van zo’n 2,5 meter wordt bevroren. In de kern van dit
pakket is de temperatuur zo’n -40 tot -200 graden Celsius, afhankelijk
van de koelvloeistof die wordt gebruikt. Aan de buitenkant van het pak-
ket wordt de temperatuurgrens van zo’n -2 graden aangehouden. Net
als bij de boogconstructies die al duizenden jaren gebruikt worden in de
constructie van gebouwen, heeft het bevroren blok grond een gebogen
vorm. Deze boogvorm moet tijdens het ontgraven van de bouwkuip ste-
vigheid bieden aan de druk vanuit de grondlagen eromheen.
Niet over een nacht ijs Wanneer het vriesproces start, duurt het en-
kele weken voordat de grond volledig bevroren is. Daarna wordt het
vriezen voortgezet, tot het moment dat de wanden en vloeren van het
nieuwe metrostation gereed zijn. Dan is de bouwkuip waterdicht en kan
het vriezen worden gestaakt.
Welke vloeistof? De aanbesteding van het bestek, waar deze vries-
techniek wordt voorgeschreven, moet bij het verschijnen van deze uitgave
nog plaatsvinden. Dan zal ook duidelijk zijn welke vloeistof gebruikt gaat
worden om de grond te bevriezen. Er kan pekelwater worden gebruikt,
net als bij de dwarsverbindingen die worden aangebracht tussen de
tunnelbuizen van de boortunnel. Deze vloeistof kan tot zo’n -30 / -40 gra-
den vriezen. Een andere vloeistof die gebruikt kan worden, is vloeibare
stikstof. Voordeel hiervan is dat het tot wel -200 graden kan vriezen. Op
deze manier kan de afstand tussen de vrieslansen onderling groter zijn
omdat ook de capaciteit groter is. Nadeel is dat het een dure methode
is. De vloeibare stikstof kan maar eenmalig worden gebruikt, in tegen-
stelling tot het pekelwater dat in een gesloten systeem wordt herge-
bruikt. Vloeibare stikstof moet, wanneer het de grond heeft bevroren en
te ‘warm’ is geworden, worden afgeblazen. Er moet dan continu nieuwe
stikstof worden aangevoerd.
Vriestechniek
Diepwanden

8
Colofon
CS Conradstraat
Station Berkel en Rodenrijs
Diepwanden met verankering
Werk in uitvoering: trekankers bij diepwanden
Infracentrum Rotterdam
Het Infracentrum Rotterdam is dé plek voor direct betrokkenen en geïnteresseerden die
meer willen weten over de projecten RandstadRail en Rotterdam Centraal. Via expositie-
panelen, fi lms, een maquette en grote luchtfoto’s wordt uitleg gegeven over de beide
projecten. Er is volop informatie over de werkzaamheden, architectuur en bouwmetho-
des. De medewerkers van het Infracentrum staan bezoekers graag te woord.
Dagelijks kunnen bezoekers tijdens kantooruren binnenlopen, maar ook groepen zijn
van harte welkom. Voor groepsbezoeken wordt een speciaal programma samengesteld
en kan een kijkje worden genomen bij de bouwplaats.
Openingstijden: maandag 13.00 - 17.00 uur, dinsdag t/m vrijdag 10.00 - 17.00 uur
en iedere eerste zaterdag van de maand van 12.00 - 17.00 uur.
Infracentrum Rotterdam
Weena 705 (Groot Handelsgebouw)
Telefoon 010 – 240 38 00
Uitgave
november 2005
Projectbureau
RandstadRail
Fotografie
Aeroview-Rotterdam
Douwe Folkerts
Pieter Vandermeer
Rick Keus
Op het traject van de huidige Hofpleinlijn wor-
den op Rotterdams grondgebied vier nieuwe
haltes gebouwd: een halte op een bestaande
stationslocatie en drie haltes op nieuwe locaties.
Deze haltes moeten worden aangelegd terwijl de
Hofpleinlijn in exploitatie is.
Maar ook de sporen van de Goudse Lijn bij het
St. Franciscus Gasthuis en het emplacement van
Rotterdam Centraal mogen geen hinder onder-
vinden van de bouwactiviteiten. Het metrostation
CS wordt uitgebreid van twee naar drie sporen,
waarbij het metrobedrijf gewoon moet blijven
doorgaan. Hoe doe je dat, zonder de bestaande
dienstregeling overhoop te gooien?
Buitendienststelling Uitgangspunt bij bouwen
aan bestaand spoor dat in gebruik is, is dat de
dienstregeling zoveel mogelijk met rust gelaten
wordt. Pro-Rail en NS hebben een zone vastge-
steld waarbuiten gewoon gewerkt kan worden.
Moet er echter binnen die zone worden gewerkt,
dan kan dat alleen wanneer er geen treinen rij-
den, tijdens een buitendienststelling. Deze bui-
tendienststellingen worden per jaar door ProRail
vastgesteld, en in deze periodes moeten alle
werkzaamheden worden verricht. Als er werk-
zaamheden uitlopen, dan kunnen deze pas in
een volgende buitendienststelling worden uitge-
voerd.
Naast het NS-emplacement wordt de ontvangstschacht voor de boortun-
nel gerealiseerd. Ook hier is weer gekozen voor een droge ontgravings-
methode, met behulp van diepwanden. Het NS-emplacement ligt hier
Bouwen bij bestaand spoor
Bouwen in een stedelijke omgeving vereist een speciale benadering, maar
bouwen vlakbij bestaand spoor vergt echt precisiewerk. Het spoor mag onder
geen beding verschuiven, want dat zou de veiligheid van het railvervoer in
gevaar brengen. Bovendien moet het treinverkeer zoveel mogelijk doorgaan.
Onderdoorgang onder bestaand spoor Bij
de toekomstige halte Rodenrijs komt een onder-
Trekankers worden als volgt aangebracht. Een stuk verder dan waar de diepwand uiteindelijk komt, wordt diep in de grond een grout-
prop aangebracht. In deze groutprop zijn stalen kabels bevestigd die bovenin ook aan de diepwand worden verankerd. Op deze manier
is het anker in staat de diepwand op zijn plek te houden, ondanks de druk die het emplacement op de diepwand uitoefent.
Artist Impressions
MCW Studio’s
Studio Linksboven
Atlas Van Stolk Rotterdam
Tekst & Redactie
Irene van Oudenniel,
projectbureau
RandstadRail
doorgang onder het spoor. De rails liggen hier
op een bestaande spoordijk. Tijdens een buiten-
dienststelling worden eerst de rails verwijderd en
de damwanden aangebracht. De damwanden
dienen als afbakening van de bouwkuip. Nadat
de bovenste laag grond is afgegraven, kunnen de
funderingspalen worden aangebracht en wordt
het geprefabriceerde dak ingeschoven. Hierna
kunnen de rails weer worden teruggelegd. Het
spoor kan vervolgens in gebruik genomen wor-
den en onder het dak kan de onderdoorgang
worden afgebouwd.
Neusje van de perrons De bouw van de bo-
vengrondse haltes van RandstadRail vindt plaats
terwijl de NS-treinen nog over de Hofpleinlijn
rijden. De perrons kunnen in deze periode niet
helemaal worden afgebouwd. Dat komt doordat
de voertuigen van RandstadRail smaller zijn dan
de NS-voertuigen en bij RandstadRail wordt een
gelijkvloerse instap voorzien. De perrons moeten
hierdoor hoger en dichter bij het spoor worden
aangebracht. De rand van het perron kan dus pas
worden aangebracht als de NS-voertuigen niet
meer over de Hofpleinlijn rijden. Om in de korte
periode tussen het rijden van het laatste NS-
voertuig en het eerste RandstadRail-voertuig de
perronranden aan te brengen wordt gebruik ge-
maakt van een geprefabriceerde betonnen rand,
het ‘neusje’. Deze wordt aan de reeds gebouwde
perronconstructie geplaatst waarmee het com-
plete perron gereed is.
verhoogd op een spoordijk. Om ervoor te zorgen dat de wanden niet in
elkaar gedrukt worden door de kracht van dit emplacement, worden de
diepwanden hier verankerd door middel van trekankers.
Deze uitgave is tot
stand gekomen in
samenwerking met
Gemeentewerken
Rotterdam
Ontwerp
L5 concept design management
Druk
Grafisch Bedrijf Tuijtel