Directoraat _Generaal RijKSwaterstaat f\J\in\ster\evan Verkeer en Waterstaat Technische haalbaarheidsstudie tunne\verbinding Technische haalbaarheidsstudl tunnelverbinding A61 A9 30 september 2002 dsopgave Samenvatting 5 Projectscope 5 Oplossingsrichtingen 5 Wegontwerpen 6 Bijzondere voorzieningen 7 Verdere studieonderwerpen 7 Kostenraming 8 Conclusies 8 1 Inleiding 11 1.1 Aanleiding 11 1.2 Doel 12 1.3 Scope en afbakening 12 1.4 Aanpak en werkwijze 13 2 Alternatieven en varianten 15 2.1 Onderzoekskaders 15 2.1.1 Randvoorwaarden en uitgangspunten 15 2.1.2 Mogelijke bouwmethoden 16 2.2 Inventarisatie van tunnelvarianten 18 2.2.1 Toelichting op de ontwikkeling van varianten 18 2.2.2 Boortunnelvarianten 18 2.2.3 In-situ -tu nnelvarianten 19 2.2.4 Motivatie selectie 20 2.2.5 Onderzoeksvarianten 20 2.2.6 Nadere uitwerking 21 2.3 Horizontaal tracé 22 2.3.1 Toelichting op de ontwikkeling van horizontale tracés 22 2.3.2 Selectie en optimalisatie van boortunneltracé 23 2.3.3 Selectie en optimalisatie van in-situ-tunneltracé 24 2.3.4 Weergave van de geselecteerde tracés 24 2.4 Verticaal alignement 25 2.4.1 Toelichting op de ontwikkeling van verticale alignementen 25 2.4.2 Boortu nnelalignementen 26 2.4.3 In-sltu-tu nnelalignementen 27 2.5 Vormgeving knooppunten 28 2.5.1 Ontwerpcriteria 28 2.5.2 Muiderberg (A1IA6) 29 2.5.3 Holendrecht (A21 A9) 30 2.6 Bijzondere tunnelvoorzieningen 31 2.6.1 Toeritten 31 2.6.2 Schachten 32 2.6.3 Dwarsverbindingen (boortunnelvarianten) 33 2.6.4 Kruisingen met spoor- en waterwegen 33 3 Andere onderwerpen van studie 35 3.1 Inleiding 35 3.2 Geotechniek en hydrologie 35 3.2.1 Geotechniek 35 3 _ - - "-'~-.-~-"-'~--~-~ .......... ..__ ._---.- -.- ..._------,,------ - -~--.-_.-_._--'"..- 3.2.2 Hydrologie 36 3.3 Tunnelveiligheid 37 3.3.1 Toelichting bij de werkwijze 37 3.3.2 Interne veiligheid 37 3.3.3 Externe veiligheid 39 3.3.4 Veiligheidsvoorzien ingen 40 3.4 Overige aspecten 41 3.4.1 Emissies 41 3.4.2 Natuur en landschappelijke inpassing 43 3.5 Kostenraming 43 3.5.1 Werkwijze 43 3.5.2 Uitgangspunten 43 3.5.3 Resultaten 47 3.5.4 Risico's en onzekerheden 48 4 Conclusies 49 4.1 Onderzoeksopdracht 49 4.2 Bouwmethode 49 4.3 Dwarsprofiel 50 4.4 Tracé en alignement 50 4.5 Knooppuntvorm 52 4.6 Voorzieningen 52 4.7 Andere onderwerpen van studie 53 4.8 Kosten 54 4.9 Verdere aandachtspunten 55 Bijlagen 57 1 Verwijzingen 59 2 Lijst van tabellen en figuren 61 3 Bijlagenrapport 63 4 Projectscope Onderwerp van studie is een nieuw te realiseren tunnelverbinding, die dient als route voor het snelwegverkeer tussen enerzijds Flevoland en 't Gooi (A11A6) en anderzijds Amsterdam en de Haarlemmermeer (A21A9). Het doei van de techni- sche haalbaarheidsstudie is inzicht te verkrijgen in de technische (on)mogelijkhe- den van een autosnelwegverbinding via een tunnel tussen de rijkswegen A6 en A9. De studie heeft betrekking op technische oplossingsrichtingen voor de bouwrne- . .. ... .. "... ".... " thode en ontwerpkarakteristieken van de tunnel en de twee aansluitende knoop- Knooppunt MuiOOrberg punten. Omgevingsaspecten zijn slechts globaal onderzocht en alleen voor zover 11111:1'1.ltlrlll_I'IIII~lrlldie van invlo.edzijn op de technische haalbaarhei~" ."~@::i" ::::::::::::::1::::~::::::tdillmWfh::::::::::::~:::. Het plangebied omvat een zone van ongeveer 2 kllorneter (km) breedte en onge- i:;;;lliM: :~~frttFwNg ~l@ veer 14km lengte tussen knooppunt Muiderberg (A11A6) en knooppunt Holendrecht-Zuid (AU A9), met inbegrip van beide knooppunten. Conform de (expliciete) opdracht zijn in de studie alleen dichte tunnelalternatieven betrokken en bijvoorbeeld geen alternatieve wegverbindingen of modaliteiten. Ten behoeve van de studie zijn deelonderzoeken uitgevoerd naar de aard en vormgeving van de tunnel en de weg zoals bouwmethode, dwarsprofiel, horizontaal tracé (verloop van de weg in het landschap), verticaal alignement (hoogteligging van het tracé) en knooppuntontwerp. Daarnaast zijn onderzoe- ken gedaan naar geotechnische en hydrologische aspecten, interne en externe veiligheid en kosten" Oplossingsrichti ngen Als beeldbepalende landschapselementen in het plangebied - en dus dwangpun- ten voor de tunnelverbinding - zijn te noemen natuurreservaat Naardermeer, de rivieren Gein en Vecht, het Amsterdam - Rijnkanaal, de spoorlijnen tussen Amsterdam en respectievelijk Almere, Hilversum en Utrecht, en overige bestaan- de (weg)infrastructuur en bebouwing. Daarnaast is een belangrijk uitgangspunt dat de (tijdelijke) aantasting van het bijzondere open plangebied zo beperkt mogelijk moet worden gehouden. Na beoordeling van een aantal gebruikelijke en innovatieve technieken, zijn ..··:·:·:::~%:$.:::~W.fM boren (ondergrondse aanleg van een tunnel met behulp van een tunnelboorrna- m:~~Jchine) en in-situ bouwen (waarbij de tunnel ter plaatse - in-situ - in een open bouwput wordt aangelegd) als meest realistische methoden aangeduid. Vanwege te verwachten bouwtechnische complexiteit, de grote tijdelijke versto- ring van het maaiveld en (bouwtechnische) onzekerheden zijn andere methoden niet verder onderzocht. Uit de negentien geinventariseerde tunnelvarianten is een zevental te onderzoe- ken varianten geselecteerd (vijf boortunnelvarianten waaronder twee innovatie- ve - Parijse') en deuble-O" - en twee in-situ-tunnelvarianten) op basisvan reali- seerbaarheid en oplossend vermogen. Uitgangspunt was een selectie samen te 5 stellen waaruit zoveel mogelijk informatie over de technische haalbaarheld is af te leiden. Daarbij is rekening gehouden met het toe te passen vluchtregime. con- structieve (on)mogelijkheden en onderzoek naar innovatieve tunnelontwerpen. Wegontwerpen Naast de aansluiting op de knooppunten Holendrecht en Muiderberg, zijn de kruisingen met de spoorlijn Amsterdam - Hilversum (met name bij de Flevoboog en de Gooiboog) , de kruising van de sterk meanderende rivier de Vecht en de bebouwde kom van Weesp en Amsterdam-Zuidoost, richtinggevend voor het ontwerp van horizontale tracés en verticale alignementen. Na selectie blijken drie tracés geschikt: \:~ een zo kort mogelijk (boortunnel-) tracé onder onbebouwd gebied, waarvan de lengte tussen de middelpunten van de knooppunten 11.420m bedraagt; ,,:,een (in-sltu-tunnei) tracé dat midden tussen de spoorbogen doorgaat, waar- van de lengte 11.750m bedraagt; :::l een wat zuidelijker gelegen (in-situ-tunnel) tracé dat de Vecht haaks kruist, waarvan de lengte 11.950m bedraagt. De drie tracés zijn redelijk goed aan te sluiten op de uit te breiden. knooppunten Muiderberg en Holendrecht. Bij beide knooppunten zal de nieuwe wegverbinding A61 A9 de bestaande autosnelwegen op het hoogste niveau krui- sen en vandaar afdalen naar het niveau van de tunnel.8ijeendergelijke vorm ge- ving kan een dwarsprofiel met wisselbanen relatief eenvoudig wo(deningepast. Als gevolg van een verschuiving van de oriëntatie varrdemaatgevendeverkeers- stroom bestaat de voorkeur om knooppunt Muiderbergterecol1Stn..leren, waarbij de hoofdrichting Amsterdam - Flevoland wordt. NaverdereoptirnaJisatle blijkt hetboortunneltracé goed inpasbaar. Datzelfde geldtvoorhetzuidelijkln-situ- tuenettracé. Dit geoptimaliseerde tracé, meteen lengte van 12.250m grenst dan wel dicht aan het natuurreservaat Naardermeer. Aan de inpassing van het tracé dat tussen de spoorbogen doorgaat, kleven in de nieuwe situatie verschillende bezwaren van technische aard. Voor het ontwerp van verticale alignementen zijn tracébepalende elementen de verkeersveiligheid, hellingspercentages, gronddekking, zichtlengtes en afwate- ring. Het diepste punt van het boortunneitracé wordt met hellingen van 1:600 bepaald door de benodigdegronddekking onder het Amsterdam - Rijnkanaal, en ligt circa 400m ten westenvandeGooiboogopNAP-37m. De lengte van het gesloten deel van de tunnel is ongeveer6.900m. Voor het in-sttu-tunneltracéis, naast een liggend en golvend alignement, een verschil tussen het onder De beperkte lager dan golJiten4:lealignemJent.Jnt:>ejcleglevallerrngthl~tdièpsteputltvan de tunnel onder het Amsterdam - Rijnkanaal op het gesloten deel van de tunnel ongeveer 7.400m. 6 Bijzondere voorzieningen Bij de aanleg van een boortunnel is een start- en ontvangstschacht nodig om de tunnelboormachine te kunnen opstellen en het boorproces te kunnen aanvangen, respectievelijk de machine te kunnen ontvangen en demonteren. Na afronding van het boorproces worden de schachten afgebouwd en opgenomen in het open dan wel gesloten deel van de tunnel. De samenvoeging van de verbindingswegen en hoofdrijbanen moet buiten het gesloten deel van de tunnel plaatsvinden. Daardoor is het wegvak in de uiteinde- lijke toerit relatief lang, ongeveer 1.500m. Om de weg en het verkeer aan het Vluchtdeur oog te onttrekken wordt de weg vanaf het maaiveld zo snel mogelijk op tenmin- ste 6m diepte gebracht. Vanwege het vlakke alignement in de toeritten zijn aan- vullende afwaterende voorzieningen nodig. Langs het tunneltracé zijn vier verticale tussenschachten nodig, ongeveer elke :~~:f:::: ;i;;W 1.500m. Primair faciliteren deze schachten de ventilatie van de tunnel, zowel ; voor de luchtverversing als voor de uitlaat van rook en gassen in geval van cata- c:~:;. rnltelten. De tussenschachten bieden tevens ruimte voor het realiseren van een ".';,~",,1--.~ ,;:;:K..:.'· *,~.-+vluchtweg naar het maaiveld en voor het onderbrengen van technische ruimtes ~.~.;.•:.··î:.Y..,.;,!j.l.t.·.!.f.l'll ~~. ;~~~.·~;.•~~::.:':.;~~.a~n.~:~r~~:;eeUi~.~r.:~:;:~E~~.n:~i::v. :;:~~e~:;:~- tMr:j.Il:O)l:.;:.;:::::;:;:,Jif!ttii::......~"'".:.:.:.:.:.:-,\itilli:.:.:.:.:.:.:.:een langsvluchtgangI kan worden volstaan met dwarsverbindingen