Hightech onder de Schelde

Wie tegenwoordig een tunnel afzinkt, doet dat niet meer op het gevoel van de sleepbootkapitein en de ogen van de landmeter. Het afzinken van de acht tunnelelementen van de Scheldetunnel – onderdeel van de Oosterweelverbinding bij Antwerpen – is topsport. In de commando-unit van Immontec wordt de operatie gevolgd op zestien beeldschermen. “Het is hightech werk, waarbij niets aan het toeval wordt overgelaten”, zegt Carlos Bosma, projectmanager monitoring bij Immontec.

Bosma en zijn team zijn verantwoordelijk voor de positionering en monitoring tijdens het drijven, transporteren en afzinken van de tunnelelementen, in opdracht van TM Cotu en Bouwheer Lantis. Dat gebeurt met een meetnauwkeurigheid van 5 millimeter. “We meten alles: de positie van het element via GPS en total stations, de waterstanden in de ballasttanks, de krachten en lengtes van de lieren, het zoutgehalte, de stroming – alles wordt live gepresenteerd in onze commando-unit”, legt hij uit. “En die data gaat tegelijk over wifi en mobiel internet. Als één verbinding uitvalt, neemt de andere het over. Redundantie is cruciaal.”

Het monitoringswerk van Immontec begint al in het bouwdok in Zeebrugge, waar de elementen worden uitgerust met sensoren. “Van daaruit worden ze via zee naar Antwerpen getransporteerd en uiteindelijk afgezonken in de Schelde”, vertelt Bosma. “We leveren de data die onze collega’s in de afzinkoperatie nodig hebben. Voor ons is elk van de acht tunnelelementen een afzonderlijk project, met eigen voorbereiding, installatie en continue monitoring van alle gegevens.”

Die intensieve voorbereiding is volgens hem essentieel. “Vroeger bepaalde de landmeter op de wal met behulp van prisma’s waar het element zich bevond. Nu hebben we interne sensoren die de richting meten ten opzichte van het magnetische noorden, gecombineerd met GPS en total stations op de wal. Daarmee kunnen we de positie tot op millimeters nauwkeurig bepalen, zelfs 25 meter onder water.”

Acht afzinkoperaties in recordtempo

Auke Lubach, projectmanager bij Immontec en verantwoordelijk voor de afzinkoperaties zelf, noemt de schaal en snelheid van het project uniek. “We zinken acht elementen af in een tweewekelijkse cyclus. Die aanpak is niet uniek, maar het hoge aantal elementen maakt dit project bijzonder”, zegt hij. “Dat betekent dat we om de veertien dagen een element van 160 meter lang en 40 meter breed, 25 meter onder water moeten positioneren. En dat op een rivier met sterke stromingen, waar we alleen tijdens dode tij – een paar dagen per maand – kunnen werken.”

De operatie vergt millimeterprecisie. “Een tunnelelement van duizenden tonnen hangt aan lierdraden van 70 millimeter dik. Als er onverwachte bewegingen ontstaan, kunnen de krachten enorm zijn”, legt Lubach uit. “Daarom wordt alles vooraf gesimuleerd, getest en gecheckt. Tijdens het afzinken werken we met zes sleepboten, een tow master, een insluitcommandant en een team op de wal en op de pontons dat de lieren bedient. Iedereen moet exact weten wat hij doet.”

Ook logistiek is het een uitdaging. “Na elke afzinkoperatie verplaatsen we de zware lieren – elk zo’n 50 ton – van de oever naar een ponton, dat verankerd wordt voor de volgende operatie”, zegt Lubach. “Dat is telkens een mini-operatie op zich, met transport door de stad en opbouw op het water. In de weken tussen twee afzinkingen moeten we bovendien de hydraulische systemen en ballastinstallaties opnieuw testen. Het is een aaneenschakeling van voorbereiding, uitvoering en ombouw.”

De techniek achter het afzinken

Voor de tunnel wordt in de Schelde een zinksleuf gebaggerd van 10 tot 15 meter diep, 100 meter breed en anderhalve kilometer lang. Lubach: “Het element rust na afzinken niet direct op de bodem, maar op tijdelijke opleggingen. Aan de landzijde op een zogeheten neus-kin-oplegging, aan de andere zijde op twee stalen pinnen die rusten op oplegtegels van 120 ton per stuk. Vervolgens wordt de ruimte onder het element opgevuld met onderstroomzand, dat we continu monitoren om te voorkomen dat het element wordt opgeduwd.”

Dat onderstroomzand is een cruciale fase in het proces, vult Bosma aan. “De stroming van het zand onder het element mag nooit te snel gaan, anders drukt het het hele tunnelelement weer omhoog. Met onze sensoren controleren we de drukverdeling en zien we realtime of het zand zich gelijkmatig verspreidt. Het is net chirurgie: je werkt blind, maar je ziet in de data precies wat er gebeurt.”

Door middel van tijdelijke kopschotten blijft het binnenste van het tunnelelement droog; en hebben we ballastcompartimenten voor het ballastwater.  Na het afzinken wordt het ballastwater vervangen door ballastbeton. Als alle acht elementen zijn afgezonken, blijft er tussen de laatste twee nog een sluitvoeg van 1,8 meter over. “Daar komt een stalen bekisting en bodemplaat in, waarna we die ruimte droogpompen en afwerken”, zegt Lubach.   

Monitoring en afzinken: één team

De nauwe samenwerking tussen Bosma’s monitoringsteam en Lubach’s afzinkploeg is volgens beiden een van de succesfactoren. “We zitten letterlijk naast elkaar”, zegt Bosma. “Als Auke iets wil weten over een meting, dan kan dat direct. Die korte lijnen maken ons flexibel en betrouwbaar. Er is geen tijd om dagen te wachten op analyses van buitenaf.” Lubach vult aan: “Dankzij die interne expertise kunnen we snel reageren op wat er gebeurt in het veld. Als er iets afwijkt, kunnen we het direct herleiden tot een sensor, een kabel of een fysieke situatie in het water.”

Het maakt ook dat het bedrijf veel kan leren van eigen projecten. “We gebruiken de data van Antwerpen straks weer om onze systemen verder te verfijnen”, zegt Bosma. “Zo meten we nu continu de lierkrachten – iets wat bij eerdere projecten nog niet standaard was. Dat geeft ons inzicht in de dynamiek van het hele systeem, en maakt toekomstige operaties veiliger en voorspelbaarder.”

Wereldwijd vakwerk

Het project in Antwerpen trekt internationaal de aandacht. Lubach: “De markt voor afzinktunnels is weer in beweging. Na Antwerpen volgen projecten in Bremen en Vancouver. Dit soort werk is specialistisch; er zijn wereldwijd maar weinig partijen die dit kunnen.”

Bosma knikt instemmend. “Het is bijzonder om aan zulke grootschalige infrastructuur te werken. Je bouwt letterlijk onder water, in omstandigheden die je niet ziet maar wel volledig moet beheersen. Alles moet kloppen. Foutloos. Dat is onze mentaliteit: failure is not an option. Monitoring en afzinken zijn vandaag de dag pure hightech. En het mooiste is: straks rijdt Antwerpen over onze meetdata de toekomst in.”     

* In opdracht van TM COTU en Bouwheer Lantis is Immontec verantwoordelijk voor de uitvoering van de afzinkoperatie.