Nieuwe Nederlandse aanpak voor zinkvoegen wekt internationale belangstelling

De Heinenoordtunnel werd in 1969 gebouwd als zinktunnel. Dit betekent dat de betonnen tunnelelementen in het naastgelegen bouwdok zijn gemaakt, vervolgens naar hun plek zijn gevaren en daar zijn afgezonken. De zinkvoegen tussen de elementen houden de tunnel waterdicht. ‘De tunnel is destijds ontworpen voor een levensduur van ongeveer honderd jaar’, vertelt Arie Timmer, technisch adviseur bij Rijkswaterstaat. ‘Er vindt regelmatig onderhoud plaats. Bij inspecties zagen we dat de zink- en sluitvoegen er slechter aan toe zijn dan gedacht, vooral in de zogenaamde splashzone. Dat is het gebied onder het asfalt waar voortdurend vocht aanwezig is en waar corrosie kan optreden.'

‘Alsof je een boot in een fles bouwt’

Het onderhoud van zinkvoegen blijkt technisch ingewikkeld. De werkruimte is smal en een deel van de zinkvoeg ligt tweeënhalve meter onder het wegdek. ‘Op sommige plekken werk je in een envelop zo groot als twee halve A4’tjes naast elkaar’, verduidelijkt Caspar Lugtmeier, directeur bij Freyssinet, de onderaannemer die de werkzaamheden uitvoert. ‘Het is een beetje alsof je een boot in een fles bouwt.’

Tijdens de renovatie van de tunnel in 2023 en 2024 is als proef één zinkvoeg in de splashzone aangepakt. Het bijzondere daaraan was dat er toen überhaupt voor het eerst is geprobeerd om zinkvoegen in de splashzone te renoveren, terwijl er nog geen beproefde methode bestond. ‘Het idee dat we hadden werkte wel, maar het was nog niet optimaal’, geeft Lugtmeier aan. ‘Met name de metingen en het maatvast aanbrengen van de onderdelen konden beter. Dat is ook niet zo vreemd: elke zinkvoeg is anders en de ruimte waarin gewerkt moet worden is zeer beperkt.’

Een nieuwe methode om voegen te versterken

Om de rest van de zinkvoegen effectief te versterken, ontwikkelde Freyssinet (onderaannemer van aannemerscombinatie Savera III, bestaande uit Dura Vermeer, SPIE en SWARCO) samen met Rijkswaterstaat een nieuwe methode. De kern van de oplossing bestaat uit het plaatsen van roestvaststalen wiggen in de constructie, nadat de bestaande klemlijsten van het voegrubber zijn voorzien van een nieuw conserveringssysteem. Die zorgen dat de afdichting van de zinkvoeg voldoende betrouwbaar is om waterdicht te zijn. ‘Met deze methode kan de constructie weer tientallen jaren mee’, vertelt Timmer. 

De installatie van de wiggen vraagt grote precisie. ‘We moesten een systeem ontwikkelen om alles maatvast te plaatsen’, legt Lugtmeier uit. 'En dat terwijl elke voeg nét anders is.’ Achter de constructie komt daarom een groutzak. Die vult de ruimte op en wordt gevuld met grout, een mengsel van onder meer water en cement. Dit zorgt dat alles stevig op zijn plek blijft. De zak kan kleine afwijkingen opvangen en zorgt dat de constructie zich aanpast aan de beschikbare ruimte. ‘Je weet vooraf nooit precies hoe de ruimte eruitziet’, vertelt Jan-Willem Moest, projectmanager bij Dura Vermeer. ‘Dus je moet iets maken dat flexibel genoeg is om dat verschil op te vangen.’

Speciale meetmethodes

Voor het inmeten van de beschikbare ruimte werden projectspecifieke meetinstrumenten ontwikkeld en gemaakt met behulp van een 3D-printer. Met spiegels, lasers en maatwerktools bepalen de ingenieurs van Freyssinet precies hoe de voeg eruitziet en waar onderdelen, indien nodig, moeten worden aangepast. ‘Je kunt er niet zomaar bij’, zegt Lugtmeier. ‘Dus alles moet in één keer goed.’

‘Even’ de tunnel afsluiten om alles te testen gaat natuurlijk niet. Daarom bouwde Freyssinet op hun locatie in Oud Gastel eerst een mock-up, een realistische testopstelling waarin het hele proces kon worden geoefend. ‘Een grote meerwaarde’, vindt Moest. ‘Daar hebben we alles uitgeprobeerd, van de montage tot de metingen. Theorie en praktijk kwamen hier echt samen.’

Hoogwaardig maatwerk uit Hengelo

De roestvaststalen wiggen zijn gemaakt door Machinefabriek Heerbaart in Hengelo. Verkoop- en projectleider Harrie Mulder is trots op de rol van zijn bedrijf. ‘We hebben met plezier vanaf de start meegewerkt aan de klemwiggen. De gevraagde nauwkeurigheid was geen issue voor onze fabriek. Onze producten worden over de hele wereld toegepast in systemen waar buitengewoon hoge eisen worden gesteld aan degelijkheid en betrouwbaarheid.’ Dergelijke systemen zijn bijvoorbeeld te vinden op booreilanden, in olie- en gaswinningsinstallaties op het land, filterinstallaties, windmolens en waterkrachtcentrales.

Op basis van het ontwerp van Freyssinet maakte Heerbaart de onderdelen volledig op maat. Dit vraagt om een andere manier van werken dan bij massaproductie. ‘In de civiele wereld wordt vaak op de centimeter nauwkeurig gewerkt’, aldus Timmer. ‘Maar bij de klemwiggen gaat het echt om millimeters. Die precisie heeft Heerbaart in huis. Heel boeiend om te zien hoe de wiggen worden geproduceerd.’ 

Snel schakelen

De samenwerking met de Nederlandse maakindustrie bleek een groot voordeel: opdrachtgever, ontwerpers, uitvoerders en producenten konden snel schakelen. ‘Als je iets aanpast in het ontwerp, wil je dat meteen kunnen testen’, zegt Lugtmeier. ‘Dat werkt veel makkelijker als je ketenpartners dichtbij zitten.’ Volgens de betrokkenen is het project een goed voorbeeld van hoe intensieve samenwerking tot resultaten kan leiden. Omdat er nog geen bestaande oplossing was voor het versterken van de zinkvoegen, moesten ontwerp, productie en uitvoering steeds op elkaar worden afgestemd. ‘We wilden iets wat nog niet bestond’, benadrukt Timmer. ‘Dan moet je randvoorwaarden creëren waarin creativiteit kan ontstaan. En  je moet partijen de ruimte geven om met oplossingen te komen.’

Volgens Lugtmeier speelde vertrouwen daarbij een grote rol. ‘We hebben samen met Rijkswaterstaat en Savera III aan deze oplossing gewerkt. Tijdens het ontwerp, het testen in de mock-up en de voorbereiding van de uitvoering moesten we voortdurend schakelen tussen de verschillende partijen.’ Moest herkent dat. ‘Mensen maken het verschil. Veel collega’s zijn vanaf het begin bij dit project betrokken. Daardoor begrijp je elkaar beter.’

Alles klaar tijdens de weekendafsluitingen

Extra uitdagend was de strakke deadline. Terwijl Freyssinet de nieuwe methode ontwikkelde en testte, werkte Heerbaart aan de productie van de maatwerkonderdelen. Alles moest precies op tijd klaar zijn voor de uitvoering in de tunnel. De afsluitingen worden ruim van tevoren gepland en kunnen niet meer verplaatst worden. Zodra de weekendafsluiting begon, moest het werk meteen van start kunnen. Dat lukte: toen de tunnel dichtging, waren de methode en onderdelen gereed voor gebruik. 

‘Zo’n weekend is echt een strak geplande operatie’, verklaart Wiljan Noordhoek, servicemanager bij Savera III. ‘Er gaat veel voorbereiding aan vooraf. Denk aan het omleiden van het verkeer en het meenemen van ander onderhoud, zoals het monteren van camera’s of het herstellen van schades. Als de tunnel dicht is, wil je die tijd zo efficiënt mogelijk benutten. Het is altijd weer mooi als we dat voor elkaar krijgen.’

Van experiment naar methode voor de toekomst

De opgedane kennis kan straks mogelijk ook op andere plekken worden gebruikt. Nederland heeft 37 zinktunnels en vergelijkbare constructies. Het COB, het kennisinstituut voor ondergronds bouwen, keek dan ook geïnteresseerd mee. Ook internationaal bestaat belangstelling voor deze aanpak. ‘Het is een nicheproduct’, zegt Lugtmeier. ‘Maar als je een goede methode hebt ontwikkeld, kan die op meerdere plekken worden toegepast.’ Voor Rijkswaterstaat is dat belangrijk in het licht van de grote vernieuwingsopgave. ‘We inspecteren al onze zinktunnels regelmatig’, vult Timmer aan. ‘Dan is het prettig om te weten dat je een methode op de plank hebt liggen om de zinkvoegen te onderhouden.’

Voor de automobilist die straks weer door de tunnel rijdt, blijft dit werk onzichtbaar. Maar onder het asfalt schuilt een complexe puzzel van techniek, innovatie en samenwerking. En het is mede dankzij de Nederlandse maakindustrie dat de Heinenoordtunnel weer jaren vooruit kan én dat andere zinktunnels goed gerenoveerd kunnen worden.