|
Een '''afgezonken tunnel''' is een tunnel gebouwd volgens een bepaalde [[tunnel]]constructiemethode. De afgezonken tunnel wordt (meestal) toegepast bij het kruisen van een [[waterweg]].
De tunnelconstructie bestaat uit geprefabriceerde losse [[Caisson|afzinkelement]]en, gemaakt op een bouwdok en (over het water) gesleept naar de bouwplaats. Hier worden de elementen stuk voor stuk afgezonken.
[[Bestand:Kennedytunnel.jpg|thumb|right|225px|In de [[Kennedytunnel]] onder de [[Schelde (rivier)|Schelde]] in [[Antwerpen (stad)|Antwerpen]]]]
== De afzinkmethode ==
Bij de afzinkmethode worden in een [[droogdok]] afzonderlijke tunnelsegmenten gebouwd, die aan de beide kopeinden van een tijdelijke afsluiting worden voorzien. Wanneer de tunnelelementen klaar zijn, wordt het droogdok onder water gezet. De tunnelelementen gaan dan drijven. Vervolgens worden ze één voor één naar de plaats waar de tunnel komt, gesleept en daar worden ze neergelaten in een speciaal hiervoor gebaggerde sleuf en worden de elementen aan elkaar gekoppeld. De bevaarbaarheid van de te kruisen rivier is bepalend voor deze bouwwijze. Zowel de vaardiepte als de vaarbreedte moeten groter zijn dan de hoogte en de breedte van elk tunnelelement.
[[Bestand:Warnowtunnel 01 06-1.jpg|thumb|right|225px|Bouw in het droogdok van de elementen voor de Warnowtunnel, [[Rostock (stad)|Rostock]] ]]
=== Fundering ===
Vervolgens wordt de tunnel vastgezet in de sleuf. Aanvankelijk gebeurde dit door grind rond de tunnel te storten; dit is de reden dat de eerste afgezonken tunnels een rond dwarsprofiel hebben.
Later werd er zand onder en naast de tunnel gespoten; dit heet de onderspoelmethode, waardoor een rechthoekig dwarsprofiel mogelijk werd. Daarna werden de afdichtingen aan de kopeinden verwijderd en werd de tunnel afgewerkt. De onderspoelmethode is uitgevonden door de destijds [[Denemarken|Deense]] firma Christiani & Nielsen. In 1972 toen er gedacht werd aan een af te zinken tunnel in de Westerschelde was dit systeem vanwege de grote diepte en stroming aldaar onmogelijk om toe te passen en werd onderzoek gedaan naar het aanbrengen van het funderingszand met een leiding door de bodem van de afgezonken elementen in plaats van buitenaf. Dit werd onderzocht door de speurwerkafdeling van de Ballast-Nedam groep en wel op ware schaal met een betonnen bodemelement van 10 bij 10 m in een proefopstelling te Jutphaas. Uit alle gegevens bleek dit een voortreffelijke oplossing te zijn en is deze in een toegekend octrooi vastgelegd en sinds de bouw van de Vlaketunnel in 1975 steeds weer toegepast (het meest recent in 2013 bij de afgezonken metrotunnel in het IJ te Amsterdam). Dit procede wordt het "onderstromen" genoemd in plaats van het eerder genoemde "onderspoelen".
Bij de in de jaren zestig gebouwde tunnel onder de Maas voor de [[Rotterdamse metro]] is niet de onderspoelmethode gebruikt, maar werden [[heipaal|heipalen]] geheid. Nadat de tunneldelen boven de heipalen gemanoeuvreerd waren, werd de ruimte tussen de heipaal en het tunneldeel opgevuld door een [[nylon]]zak tussen de heipaal vol te persen met [[cementgrout]]. Dit was nodig omdat het niet mogelijk is heipalen allemaal even ver uit de ondergrond te laten steken.
=== Lekken tegengaan ===
[[Afbeelding:2e-Countunnel-in-Aanbouw2.jpg|thumb|Zinkelement 2e Coentunnel in aanbouw in bouwdok in Barendrecht]]
Het tegengaan van lekken is bij tunnelbouw heel belangrijk. [[Gewapend beton]] is van zichzelf nagenoeg waterdicht. Bij de bouw van de tunneldelen wordt echter meestal eerst de vloer gestort, die vervolgens uithardt. Daarna worden de wanden en het dak gestort. Tijdens het verharden van het beton neemt de temperatuur van het nog verse beton toe. Wanneer het beton de hoogste temperatuur bereikt heeft, is het uitgehard. Daarna daalt de temperatuur weer, waardoor het jonge beton krimpt. Doordat het nieuw gestorte beton hard is, mist het de flexibiliteit om de krimp die ontstaat door de afkoeling, op te vangen. Hierdoor ontstaat een scheur over het hele grensvlak met het eerder gestorte beton van de vloer en scheuren in de wanden van de tunnel. Hierdoor is de aansluiting tussen de vloer en de wanden van het tunneldeel niet waterdicht en de wanden ook niet; daar moet dus iets aan worden gedaan. Bij de Maastunnel is daarom rond de hele betonconstructie een bekleding van aaneengelaste staalplaten aangebracht. Bij latere tunnels bleef deze bekleding met staalplaat beperkt tot de vloer en werden de wanden en het dak bekleed met enige lagen gebitumeerd glasvilt dat lijkt op asfaltpapier dat voor [[dakbedekking]]en wordt gebruikt. Dit heeft als groot nadeel dat deze laag erg kwetsbaar is tijdens het drijvend transport naar de plaats van bestemming. Daarom werd deze laag voorzien van een bescherming in de vorm van een tien tot vijftien centimeter dikke plaat van gewapend beton.
=== Geen scheuren ===
Omdat de bovenbeschreven bescherming tamelijk kostbaar is, werd gezocht naar een methode waarbij de bitumenlaag kon worden weggelaten. Bij de noord-zuidlijn van de Rotterdamse metro werd het dwarsprofiel zodanig vormgegeven dat de bekisting zó kon worden geconstrueerd dat het mogelijk werd het dwarsprofiel in één keer te storten. Daardoor waren er geen temperatuurverschillen tussen de vloer, de wanden en het dak tijdens het uitharden van het beton.
Bij utilitaire tunnels worden de zinkelementen opgebouwd uit 'moten', die op hun kopse kant 'staand' gestort worden, en daarna een kwartslag gedraaid, en met [[epoxyhars]] aan elkaar gelijmd. Een voorspanning in de langsrichting zorgt voor de vereiste sterkte in de langsrichting. Deze methode is voor het eerst toegepast bij de grondduiker bij Jutphaas, waardoor het water van de [[Vaartsche Rijn]] onder het [[Amsterdam-Rijnkanaal]] wordt geleid.
Tegenwoordig wordt een derde methode algemeen toegepast. Hierbij wordt ernaar gestreefd te voorkomen dat tijdens het uitharden van het beton de temperatuur oploopt als gevolg van de chemische reacties die plaatsvinden. Ten eerste wordt zo min mogelijk cement gebruikt, omdat dit het deel is van de mortel dat de chemische reacties veroorzaakt, en daarmee ook de temperatuurstijging. Bij beton voor tunnelbouw wordt ca. 275 [[kilogram]] [[Cement (bouwmateriaal)|cement]] per kubieke meter gebruikt, terwijl bij andere constructies ca. 325 kg gebruikelijk is. Een belangrijkere maatregel is echter het koelen van het uithardende beton door in de wand stalen buizen van 2½ cm op te nemen, waardoor tijdens het uitharden koud water wordt gepompt dat, nadat het de warmte van het beton heeft opgenomen, naar een koelaggregaat gevoerd wordt, en vervolgens met de juiste begintemperatuur weer door het uithardende beton gepompt wordt. De eerste tunnel waarbij deze methode werd toegepast waren de [[caisson]]s voor de metro in [[Amsterdam]] (hoewel deze tunnel niet volgens de afzinkmethode gebouwd is). Deze methode leidt tot duidelijke financiële besparingen en wordt daarom tegenwoordig algemeen toegepast.
== Bekende afgezonken tunnels ==
* De oudste afgezonken tunnel is de [[Detroit Windsor Tunnel]] tussen [[Detroit (Michigan)|Detroit]], [[Michigan]] in de [[Verenigde Staten|VS]], en [[Windsor (Ontario)|Windsor]], [[Ontario]] in [[Canada]].
* De eerste ''onderspoelde'' tunnel is de [[Maastunnel]] in [[Rotterdam]]. Hierdoor werd een rechthoekig [[dwarsprofiel]] mogelijk.
* De breedste afgezonken tunnel is de [[Drechttunnel]] onder de [[Oude Maas]] tussen [[Dordrecht (Nederland)|Dordrecht]] en [[Zwijndrecht (Nederland)|Zwijndrecht]].
* De grootste afgezonken tunnel is de [[Beneluxtunnel]], goed voor ca 52.000 m³ waterverplaatsing.
* De langste overspanning is de [[Sontverbinding]] tussen Denemarken en Zweden, een combinatie van een afzinktunnel, de [[Drogdentunnel]] (4 km), en een brug, de [[Sontbrug]] (16 km).
* De diepst aangelegde afgezonken tunnel is de Busan-Geoje-Fixed-Link in Korea, met een afgezonken diepte van 50 m.
== Nederlandse afgezonken tunnels en aquaducten ==
Autotunnels<br />
* De [[Maastunnel]], [[Rotterdam]] 1942
* De Eerste [[Coentunnel]], Amsterdam 1966
* De Eerste [[Beneluxtunnel]], Rotterdam 1967
* De [[IJtunnel]], Amsterdam 1968
* De Eerste [[Heinenoordtunnel]], [[Barendrecht]] 1969
* De [[Vlaketunnel]], [[Zuid-Beveland]] ([[Kapelle (Zeeland)|Kapelle]]-[[Reimerswaal (gemeente)|Reimerswaal]]), 1975
* De [[Drechttunnel]], [[Dordrecht (Nederland)|Dordrecht]] 1977
* De [[Kiltunnel]], Dordrecht 1977
* De [[Prinses Margriettunnel]], [[Uitwellingerga]] 1977 (ook wel [[Prinses Margrietaquaduct]] genoemd)
* De [[Botlektunnel]], Rotterdam 1980
* De [[Zeeburgertunnel]]. Amsterdam 1990
* De [[Noordtunnel]], [[IJsselmonde (eiland)|IJsselmonde]] 1992
* De [[Wijkertunnel]], Velsen 1996
* De [[Piet Heintunnel]], Amsterdam 1997
* De Tweede [[Beneluxtunnel]], Rotterdam 2002
* De [[Burgemeester Thomassentunnel]], Rotterdam 2004
* De [[Roertunnel]] (ca. 600 van de 2445 meter), Roermond 2004
* De [[Tweede Coentunnel]], Amsterdam 2013
Spoortunnels<br />
* De [[Hemtunnel]], Amsterdam 1985
* De [[Willemsspoortunnel]], Rotterdam 1993
* Een gedeelte van de tweede [[Schipholspoortunnel]], [[Luchthaven Schiphol]]/[[Station Schiphol]] 2001
* [[HSL-Tunnel|tunnel Oude Maas]], Dordrecht 2006
* [[HSL-Tunnel|tunnel Dordtsche Kil]], Dordrecht 2006 (ook deels [[bouwkuip|open bouwkuip]])
Metrotunnels<br />
* De [[Erasmuslijn]], Rotterdam 1966
* De Spijkenisser metrotunnel, Rotterdam 1985
* De [[Calandlijn]] (sectie onder de Coolhaven), Rotterdam 1986
* De Tweede [[Beneluxtunnel]], Rotterdam 2002
* De [[Noord-Zuidlijn]] (sectie onder het [[IJ (water)|IJ]] en het [[Station Amsterdam Centraal|Centraal Station]]), Amsterdam 2013
Utilitaire tunnels<br />
* De [[Watertransporttunnel]] onder het [[Amsterdam-Rijnkanaal]]
* De [[Servicetunnel Hollandsch Diep]]
* De [[Servicetunnel Oude Maas]]
Aquaducten<br />
* Het [[Aquaduct Mid-Fryslân]], Grou 1992
* Het [[Galamadammen Aquaduct]], [[Galamadammen]], [[Koudum]] 2007
* Het [[Dampoortaquaduct]], Middelburg 2010
== Belgische afgezonken tunnels ==
Autotunnels<br />
* De [[Kennedytunnel]], [[Antwerpen (stad)|Antwerpen]] 1969
* De [[Liefkenshoektunnel]], Antwerpen 1991
* De [[Oosterweeltunnel]], Antwerpen (gepland)
== Trivia ==
* Voor het afzinken van de metrobuis van de eerste [[Rotterdamse metro|Metro van Rotterdam]] is voor een deel van de tunnels een kanaal gegraven, waarin een tunnel afgezonken is. Na het afzinken van de tunnelelementen is dit kanaal weer gedempt. Bij het realiseren van deze afgezonken tunnel werd gebruikgemaakt van een aantal nieuwe vindingen, waarvan de waterdichte afsluiting door middel van een GINA-profiel wereldwijd nog altijd wordt toegepast (het is een uitvinding van de firma Vredestein). Tot die tijd was men aangewezen op zogenaamde caissonarbeid om de afgezonken tunneldelen waterdicht aan elkaar te koppelen. Deze methode is kostbaar, vereist speciaal personeel, is tijdrovend en is op druk bevaren rivieren kwetsbaar. Door toepassing van het naar de filmster [[Gina Lollobrigida]] vernoemde GINA-profiel kunnen de tunnelsegmenten flexibel worden verbonden met gebruik van de hydrostatische druk.
* In het [[Engels]] heet dit tunneltype ''immersed tube''.
[[Categorie:Civiele techniek]]
[[Categorie:Tunnel]]
Literatuur fundering: De Ingenieur, jaargang 84, nr. 37: "Ontwikkeling en onderzoek ten behoeve van tunnelfundatie door middel van onderstromen"", ir. A. Griffioen en ir. R. van der Veen
| 