De Noord/Zuidlijn Amsterdam

Innoveren met bestaande technieken

De Noord/Zuidlijn wordt ook wel een van de meest ingewikkelde infrastructurele projecten uit de Nederlandse geschiedenis genoemd. Speciaal voor dit complexe, veelomvattende project hebben Witteveen+Bos, Royal HaskoningDHV en het Ingenieursbureau Amsterdam de krachten gebundeld onder de naam Adviesbureau Noord/Zuidlijn V.O.F.

Technisch complex traject

In de ontwerpfase, contractvoorbereiding en uitvoeringsbegeleiding heeft Adviesbureau Noord/Zuidlijn een bijzondere bijdrage geleverd aan dit technisch complexe traject. Een belangrijke randvoorwaarde in de ontwerpfase was het behoud van het historische karakter van de stad. Dit betekende bij de start van het project in 1994 dat realisatie van de ondergrondse metroverbinding alleen mogelijk was als bekende bouwtechnieken naar een veel hoger niveau getild zouden worden.

Zo is de tunnel ook gerealiseerd: door bestaande tunnelbouwtechnieken zoals de boortunneltechniek, de zinktunneltechniek en het pneumatisch afzinken van caissons, te verfijnen om te voldoen aan de uitzonderlijke omstandigheden in Amsterdam. Met het innoveren van de bovengenoemde technieken hebben we als Nederlandse tunnelbouwers vandaag de dag een koploperspositie verkregen in binnen- en buitenland.

Uitgelichte technieken

Bestaande bouwtechnieken zijn vernieuwd en geïnnoveerd om te voldoen aan de uitzonderlijke omstandigheden in Amsterdam. Binnen het complexe traject zijn een aantal hoogtepunten te onderscheiden.

Uitgelichte technieken

Bestaande bouwtechnieken zijn vernieuwd en geïnnoveerd om te voldoen aan de uitzonderlijke omstandigheden in Amsterdam. Binnen het complexe traject zijn een aantal hoogtepunten te onderscheiden.

Tunnelboortechniek

Om te kunnen boren in de slappe ondergrond van Amsterdam is een innovatieve tunnelboormachine ontwerpen die nog nergens ter wereld bestond. Een monsterklus om de in totaal vier boormachines, zo voorzichtig mogelijk langs de duizenden houten en betonnen palen te laten bewegen onder de drukbevolkte binnenstad van Amsterdam. De vier tunnelboormachines Victoria, Molly, Noortje en Gravin hebben in 2,5 jaar tijd de tunnels geboord.

De boortunnel tussen het Damrak en het Scheldeplein is 3,8 kilometer lang, inclusief de stations Rokin, Vijzelgracht en De Pijp. De tunnel loopt vrijwel geheel onder bestaande straten door. De tunnel bestaat uit twee tunnelbuizen met een binnendiameter van 5,9 meter die op een diepte liggen van 20 tot 30 meter beneden NAP. Op het tracé tussen het Damrak en station Vijzelgracht liggen de tunnels naast elkaar, op de rest van het tracé liggen ze onder elkaar.De tunnelbuizen tussen het Damrak en het Rokin zijn van noord naar zuid geboord, de overige van zuid naar noord.

Enkele feiten en cijfers:

er is 6.228 meter tunnel geboord
de tunnels liggen op 20 tot 30 meter diepte onder Amsterdam
de tunnels bestaan uit 24.858 tunnelsegmenten
er is in totaal 587 dagen geboord over een periode van 2 jaar 8 maanden
er is gemiddeld 10,6 meter per dag afgelegd
40 boorders, verdeeld in vier boorploegen, hebben aan de tunnels gewerkt
het snelheidsrecord staat op naam van Victoria: 30 meter geboorde tunnel binnen 24 uur
232.000 m3 grond maakte plaatst voor de tunnels onder de Amsterdamse binnenstad

Zinktunneltechniek

Voor de bouw van de tunnel onder het IJ en het Centraal Station is gebruik gemaakt van de afzinkmethode. In een bouwdok bij de Sixhaven zijn vier tunnelelementen gebouwd. Een element voor onder het station van 21 meter breed, 10 meter hoog en 136 meter lang, en de drie elementen voor de tunnel onder het IJ van 12 meter breed, 7 meter hoog en 141 meter lang. Voor het afzinken van de tunnelelementen in het IJ is in de bodem van de waterweg een sleuf gebaggerd.

‘Tafelconstructie’

Het maken van een afzinksleuf onder het station was vele malen complexer. Terwijl het treinverkeer elke dag gewoon is blijven rijden en de vele reizigers dagelijks naar hun bestemming gingen, is er eerst middels de ‘tafelconstructie’ deels een nieuwe fundering onder CS aangebracht. Deze constructie van 130 meter lang en ruim 20 meter breed draagt het station. De tafelpoten bestaan uit twee evenwijdige buispalenwanden onder de perrons en sandwichwanden onder de stationshal. De buispalen hebben een diameter van 1,8 meter en een lengte van maximaal 80 meter en zijn aangebracht via verticale microtunneling. Voor de sandwichwanden zijn twee rijen tubexpalen van maximaal zestig meter lang in de grond geschroefd, waarna de ruimte tussen de rijen is verstevigd met jetgroutlansen. Deze wanden zijn drie meter dik. Bovenop de tafelpoten is een dak gemaakt van ter plekke gestorte betonnen palen.

Afzinken tunnelelement

De grond onder de nieuw aangebrachte vloerconstructie van het station is weggegraven en de oude houten palen zijn verwijderd. Nadat de sleuf onder het station was verbonden met de ‘sluiskuip’ in het IJ, is het tunnelelement in de sleuf onder CS gevaren en afgezonken. Het waterpeil in het IJ is hiervoor tijdelijk verlaagd.

Caissonmethode

De afgezonken tunnelelementen sluiten aan op de centrale metrohal die onder het stationsplein is gebouwd. Tussen deze hal en het Damrak is de metrotunnel gebouwd volgens de zogeheten caissonmethode. Hierbij wordt bovengronds op een zandbed een tunneldeel (caisson) gebouwd. Vervolgens wordt het zand geleidelijk onder het tunneldeel weggehaald, zodat het op de gewenste diepte komt.

Diepgelegen stations

Voor de nieuwe metrolijn worden vier ondergrondse stations gebouwd, te weten station Rokin, Vijzelgracht, De Pijp en Europaplein. Ze zijn alle vier ontworpen door Benthem Crouwel Architecten. De eerste drie komen op grote diepte te liggen: station Rokin op 21,5 meter beneden NAP station Vijzelgracht op 26 meter beneden NAP en station De Pijp – dat twee verdiepingen krijgt, met op elke verdieping een perron – op 16,5 en 26,5 meter beneden NAP. Deze stations zijn aangelegd met de zogeheten wanden-dakmethode, waarbij voor de wanden wordt uitgegaan van diepwanden. Station Europaplein komt op 8 meter beneden NAP en wordt aangelegd in een open bouwput.

Stations Rokin, Vijzelgracht en De Pijp

Voor de nieuwe metrolijn zijn drie ondergrondse, diepgelegen station gebouwd. Station Rokin, Vijzelgracht en De Pijp. De sporen in deze drie diepe stations liggen variërend van 21,5 meter tot ruim 25 meter onder de grond. Deze diepe stations zijn aangelegd met de wanden-dakmethode waarbij diepwanden en grouttechnieken zijn gebruikt. De stations zijn aangelegd op soms maar drie meter afstand van de historische gevels van naastgelegen panden.

Station de Pijp heeft twee boven elkaar liggende perrons, omdat de tunnelbuizen niet naast elkaar kunnen liggen in de smalle Ferdinand Bolstraat, zonder vooraf gebouwen te slopen. En gebouwen slopen voor de aanleg van de Noord/Zuidlijn was een absolute ‘no go’. Dit maakte het ontwerp en de aanleg van station De Pijp extra complex.

Bij het uitgraven van station Rokin is op innovatieve wijze gebruik gemaakt van jetgrouttechnieken. Op een diepte van meer dan 30 meter is de grond verstevigd met grout (een mengsel van water, cement) om de wanden horizontaal te steunen, zodat zettingen in de omgeving minimaal zijn gebleven.

Monitoringssyteem

Het monitoringssysteem gebruik bij de aanleg van de Noord/Zuidlijn was een technisch uitdagend project. Het systeem liet zien hoe het leven bovengronds werd beïnvloed door het werken ondergronds. Door het koppelen van het bouwproces en de omgeving werd inzicht verkregen in de bewegende positie van de boormachine en de effecten hiervan op straatniveau. De stroom van meetgegevens van panden, maaiveld en ondergrond is real-time inzichtelijk gemaakt en vertaald naar bruikbare informatie. Het Mobonz systeem is hier speciaal voor ontwikkeld en mag gerekend worden tot ’s werelds grootste monitoringsprogramma.

De kern van het monitoringssysteem is een Geografisch Informatie Systeem (GIS). Met dit web-based GIS wordt via internet de voortgang van het dynamische bouwproces en de hierdoor mogelijk veroorzaakte zettingen online in kaart gebracht. De ontwerpers en uitvoerders van de bouwprocessen gebruiken deze informatie, die in de ruimtelijke context wordt weergegeven, om te sturen in het bouwproces en te reageren op effecten die optreden. Dankzij flexibiliteit en real-time inzicht in gedrag van huizen kon het boorproces hierop bijgestuurd worden.

Systeemfunctionaliteiten:

Controle en opslag van meetgegevens waarbij de volledige historie, ook van wijzigingen, wordt vastgelegd
Real-time opvragen en visualiseren van meetgegevens
Combineren van meetgegevens en gegevens over de omgeving: gebouwen (foto’s, gegevens over casco en funderingen), kabels, leidingen en wegen
Analyseren van gegevens
E-mail en sms-functie om betrokkenen proactief van informatie te voorzien
Helpdesk optie

Tunnelveiligheid

Bij de start van het project in 1994 was er nog geen discipline als tunnelveiligheid. Goede regelgeving op dit gebied ontbrak en het bouwbesluit schoot ernstig tekort voor ondergrondse station. Door enkele grote tunnelincidenten waarbij veel slachtoffers vielen, zoals in 1995 in Baku, werd het belang van het onderwerp flink benadrukt. Tunnelveiligheid gaat over brand en crowding, over rookontwikkeling en mensenstromen. Hoe evacueer je zoveel mensen in zo kort mogelijke tijd.

Om de veiligheid in de Noord/Zuidlijn te waarborgen is een heel palet aan maatregelen bedacht. De Noord/Zuidlijn is vrij uniek, met diepgelegen stations en compacte tunnels. Mensen moeten genoeg opties hebben om te ontsnappen. Dit was iets om vanaf het begin van het ontwerp rekening mee houden. Ontsnappen kan via vluchtschachten, die onder overdruk worden gehouden om rook tegen te houden, er zijn cross-passages tussen de tunnels en ook de roltrappen zijn noodzakelijk voor de ontruiming. Het was tegen de regels om roltrappen daarvoor te gebruiken en daar is een jarenlang vergunningsproces voor nodig geweest.

We gaan ook uit van het safe haven concept, waarbij de metro pas van het ene station vertrekt als er op het volgende station plek voor is. Zo zijn er heel veel zichtbare en onzichtbare maatregelen getroffen om de veiligheid te maximaliseren. Met dit project is hier echt een standaard neergezet. De oplossingen die hier bedacht zijn, zijn inmiddels ook elders gebruikt voor bijvoorbeeld het station in Delft en de metro in Brussel. Het is een goed doordacht integraal veiligheidssysteem, waarin veel is geïnvesteerd.

Meer informatie

Frank Kaalberg

frank.kaalberg@witteveenbos.com