Trillingentest geeft inzicht effecten ondergronds treinverkeer

Of hij over een viaduct dendert of door een tunnel raast, maakt in principe geen verschil: een rijdende trein veroorzaakt trillingen in de omgeving. Hoewel de trein door Delft pas in 2015 ondergronds gaat, werkt een team van deskundigen al sinds 2005 aan een trillingsprognose voor het nieuwe traject. Of het bestaande beeld klopt, blijkt uit een trillingentest die op 7 september 2012 plaatshad.

Uitgangspunt van Spoorzone Delft is dat treinverkeer in de tunnel zo min mogelijk overlast veroorzaakt. Om de kans op het ontstaan van trillingen te kunnen inschatten en de gevolgen ervan te kunnen bepalen, heeft Spoorzone Delft, lang voordat de eerste spade de grond in ging, specialisten om advies en ondersteuning gevraagd.  Een van de experts die zich met de trillingenvraag bezighoudt, is ir. Eliam Vlijm, specialist ondergronds bouwen, constructies en dynamica van ingenieursbureau Witteveen+Bos. “Tunnel en bodem hebben een dempende werking, dus je mag verwachten dat het trillingsniveau rondom de tunnel lager ligt dan rondom het spoorviaduct. Volgens onze prognose is dat ook het geval. De tunnel volgt echter een ander tracé. Het is in ieders belang een goed onderbouwd beeld te hebben van wat er gebeurt wanneer treinen door de tunnel rijden.“

Model
Om te kunnen berekenen wat voor trillingen toekomstig treinverkeer zou kunnen afgeven, heeft het Delftse kennisinstituut Deltares een computermodel gemaakt. In het model zijn eigenschappen van de tunnelconstructie, de bodem en de omgeving verwerkt. Witteveen+Bos heeft het model onder meer gebruikt om te onderzoeken welke trillingen verschillende typen treinen uitzenden. Uit de resultaten werd afgeleid dat ballastmatten op de bodem van de tunnel trillingen helpen dempen. Deze maatregel is dan ook in het inrichtingsplan voor de tunnel opgenomen. “Maar een computermodel blijft een benadering van de werkelijkheid. We willen meten wat er gebeurt als er echt beweging is onder de grond. Die ballastmatten bijvoorbeeld, hebben ze inderdaad het gewenste effect? Vandaar dat we de tunnel ingaan en onze eigen trillingen veroorzaken.”

Frequenties
De test vond op 7 september plaats. Hoe gaat zoiets in zijn werk? In het tunnelsegment iets ten noorden van de Binnenwatersloot – waar de tunnelbouw langs de Phoenixstraat het verst is gevorderd – is een apparaat geplaatst dat trillingen opwekt. In vaktaal heet zo’n apparaat een excitator. Deze oefening is op drie verschillende plekken uitgevoerd. Her en der rondom de locatie is van tevoren meetapparatuur geplaatst: onder de grond, op het maaiveld maar ook binnenin een aantal panden aan de Phoenixstraat. Volgens Vlijm ging het erom een representatief beeld op te roepen van de samenhang tussen tunnel, grond en bebouwing. “Je wilt de invloed van de bron op de ontvanger kunnen bepalen. Op welke frequenties dringen trillingen het verst door? En blijven deze onder de vastgestelde niveaus voor hinder? Dat wilden we in ieder geval weten. Van de test zelf heeft niemand iets gemerkt, hoor. Daarvoor maakten we te weinig stampij.”

Uitkomsten
Uitkomsten worden door Vlijm en zijn collega’s geanalyseerd en vergeleken met uitkomsten van het rekenmodel. “Uit deze test moet blijken of de prognose goed is onderbouwd en wordt duidelijk of de door Spoorzone Delft voorziene maatregelen ter voorkoming van hinder, voldoende zijn.” De testresultaten voeden ook het onderzoek naar de effecten van viersporig treinverkeer tussen Rijswijk en Delft-Zuid. Dit ten behoeve van een milieueffectrapport (MER). En dankzij de metingen kan het computermodel verder worden verfijnd. De kennis van trillingen als gevolg van treinverkeer in dichtbebouwd gebied is bovendien volop in ontwikkeling, zegt Vlijm. “In stedelijk gebied wordt steeds meer ondergronds gebouwd. Dat brengt veel vragen en dus veel nieuw onderzoek naar de dynamica en invloed van ondergrondse infrastructuur met zich mee.” Hoe wordt trillingshinder veroorzaakt? Hoe wordt het ervaren? Welke normen moet je stellen? Het is echt een onderzoeksgebied in opkomst. Voor trillingen bestaat bijvoorbeeld in EU-verband nog geen eenduidige normering, verschillende landen houden verschillende waarden aan.” Een trillingentest als deze levert nieuwe informatie op waar anderen van profiteren.

Hinder voorkomen
Dat de trein uit het zicht verdwijnt, wil niet zeggen dat het treinverkeer vanaf 2015 ongemerkt aan Delft voorbijgaat. Vlijm: “Trillingen komen voor in verschillende frequenties en de een is gevoeliger voor een bepaalde frequentie dan de ander. Om het niveau te meten en te beoordelen, maken wij gebruik van een richtlijn van de Stichting Bouwresearch (SBR) ‘Hinder voor personen in gebouwen’. Maar dat een trillingsfrequentie onder een bepaald niveau blijft, biedt geen volledige garantie op het uitblijven van hinder.” Trillingen worden meestal ervaren in rustige omstandigheden, zegt Vlijm. Als iemand zit te werken in een kantoor of als hij in bed ligt. “Het gaat om heel subtiele signalen, geen grote bewegingen. Juist daarom steekt Spoorzone Delft zoveel energie in gericht onderzoek. Deze test verschaft hoe dan ook meer inzicht in de te verwachten situatie. De uitkomsten zullen uitwijzen of naast de toepassing van ballastmatten extra maatregelen nodig zijn.”