Het geheim van innovatie: Bovon TunnelGraafMethode

Interview met bedenker Leo van Tol

Wat is er nodig om tot innovatie te komen en vervolgens van die innovatie een succes te maken? Is een goed idee genoeg? En wat is dan goed? Een zoektocht naar het geheim van succesvolle innovatie in de bouw via een serie interviews. Dit keer aan het woord: Leo van Tol van Bovon over zijn TunnelGraafMethode (TGM).

Dat je voor het in de markt zetten van een innovatie een lange adem nodig hebt, is bekend. Maar de twintig jaar dat ingenieur Leo van Tol nu bezig is om zijn Bovon TunnelGraafMethode toegepast te krijgen, is waarschijnlijk een record. De inmiddels 85-jarige Van Tol gaat echter onvermoeibaar door, inmiddels ondersteund door zijn kleinzoon Alex Wasser.

Tunnelen blijft lastig

Werktuigbouwkundige en constructeur Van Tol werkte in de tunnelbouw (Ballast Nedam) en zag allerlei problemen rondom de aanleg van tunnels. Met name grondwater zorgt voor problemen. Niet alleen bij de aanleg moet grondwater weggepompt worden, maar ook als de tunnel er eenmaal ligt, om opdrijven te voorkomen. Het zeer diep aanleggen van (boor)tunnels voorkomt dat, maar heeft weer andere nadelen. Zo zijn zijuitritten voor zover bekend niet mogelijk.

Grondwaterproblematiek

Een traditionele tunnel die wordt gemaakt met onderwaterbeton levert weer veel CO2-uitstoot op door de damwanden, het extra benodigde grondwerk, de zware trekpaal-constructie en de extra hoeveelheid beton die nodig is. Van Tol zag daarin dus geen oplossing; “Bovendien bleek de laag van Kedichem, de waterdichte kleilaag die zich onder grote delen van Nederland bevindt, lang niet altijd waterdicht.”

Helemaal opnieuw beginnen

Hij begon dus helemaal opnieuw en bedacht een tunnel die aan de grond verankerd wordt. Een Bovon-tunnel gaat niet drijven of lekken, omdat er eerst een waterdichte prefabtunnel wordt gemaakt, die tevens dienst doet als bekisting voor de in het werk gestorte binnenzijde. Indien nodig wordt deze aan de grond verankerd met GEWI-palen. Damwanden zijn niet nodig. En in plaats van trekankers kan ook een bovenbelasting van uitgekomen grond worden gebruikt.

Eigen machine

Van Tol bedacht voor de aanleg een machine die zichzelf door de grond drukt. En loste gelijk ook maar ongeveer alle andere moeilijkheden van tunnelen op, van schade aan natuur tot grote bouwplaatsen, lange doorlooptijden en de aanleg van op- en afritten. De naam van zijn alles-in-een tunnelmethode: de Bovon TunnelGraafMethode (TGM).

Leo van Tol, Bovon TunnelGraafMethode: “Hele, hele lange adem.”

Methode en machine

De methode is gebaseerd op beproefde technologie, die op een unieke wijze wordt gecombineerd. Variabel en omkeerbaar toerental geregelde grondfrezen graven de grond af naar een met water gevulde drukkamer. Dat water-grond mengsel wordt vervolgens met zandpompen afgevoerd. In de sleuf of tunnel wordt met U- of L-vormige prefab elementen volgens gangbare normen en binnen toegestane transportafmetingen een rechthoekige bak of buis geconstrueerd. De tunnelgraafmachine verplaatst zich met behulp van hydraulische cilinders die zich afzetten tegen de laatst aangebrachte tunnelelementen en is verticaal en horizontaal bestuurbaar.

12 tot 24 meter in 8 uur

In acht uur kunnen 8 complete elementen worden geplaatst, wat neerkomt op een productie van 12 tot 24 meter bij een open sleuf. De elementen worden aan elkaar gebouwd met rubberen afdichtingen, aan de binnenkant komt er nog een laag beton overheen – waterdichtheid is zo dubbel geborgd.  Van Tol: “De bediening van de machine is relatief eenvoudig. En een enorme investering is het ook niet voor de aannemer: Bovon stelt de machine en de deskundigheid beschikbaar, de aannemer kan de machine leasen of huren. Ook een koop-terugkoopregeling is mogelijk.”

“Zelf investeren, daar hikken aannemers tegenaan.”

Ondiepe tunnels zonder oppervlakteverstoring

De Bovon TGM kan tunnels (vlak) onder het maaiveld of water aanleggen, in een dichte sleuf en zonder de oppervlakte te verstoren. Bovendien zijn er geen extra bouwwegen nodig. “De Bovon TGM is daarmee uitermate geschikt voor projecten waarbij weinig of geen ruimte is voor bouwwerkzaamheden door hoge grondwaterstand, onder een snelweg of een spoorondergang of in stedelijke omgeving.”

Ook open sleuf

Maar met dit revolutionaire systeem kunnen ook tunnels worden aangelegd via het ‘open sleuf principe’. De TGM blijft tijdens het werk van boven open, de elementen van de tunnel worden via een kraan van bovenaf ingebracht. Hierna kan de tunnel met prefab dakplaten worden afgedekt. Ter hoogte van kruisingen met bijvoorbeeld wegen kan de open sleuf aangepast worden naar de gesloten tunnelgraaf werkwijze, om vervolgens weer als open sleuf door te gaan. De op- en afritten worden bovendien meteen meegegraven volgens het vereiste hellingspercentage.

Dubbel waterdicht

Het ontwerp is in de loop der jaren scherpgeslepen. Van Tol: “Voor dit octrooi had ik drie andere octrooien ontwikkeld. Zo pasten we de vorm van de prefab elementen aan van U- naar L-vormig, zodat beter in een dichte sleuf gewerkt kan worden. Tevens zijn de freeskoppen vervangen door freesrollen. De laatste verbetering is van vier jaar geleden, die zit in de dubbele waterdichtheid. De elementen worden al aan elkaar gekoppeld met rubberen afdichtingen. De zo gevormde tunnel is dus al waterdicht, maar wij storten er aan de binnenkant nog eens een gewapende betonlaag tegenaan met een tunnelbekisting. Dat is een enorme verbetering – nu weten we dubbel zeker dat het werkt.”

“Model steeds verder verbeteren.”

Stap naar praktijk

Met de Bovon TunnelGraafMethode kunnen tunnels, onderdoorgangen, verdiepte wegen en zelfs dijkverhogingen worden aangelegd in minder tijd, tegen lagere kosten, in bebouwd gebied, ook bij hoge grondwaterstanden en met minimale omgevingsbelasting. In theorie, tenminste. En daar zit het pijnpunt. Het maken van een model is duur, zegt Van Tol: “Voor het bouwen van een proefmachine en het realiseren van een fietstunnel ben je zo twee tot vier miljoen verder. Reken voor een verkeerstunnel gerust op twee à drie keer zoveel.” Moeilijk te bouwen is de TGM echter niet, stelt Van Tol: “Ik heb allerlei machines gebouwd en ik durf te zeggen dat de TGM door een constructiebedrijf zonder meer te maken is. In één tot anderhalf jaar kunnen we een machine klaar hebben.”

Hoe doorbreek je de kip-ei kwestie?

Zonder zo’n werkende pilot lijkt de methode niet te kunnen worden geaccepteerd door RWS, maar zonder (zicht op een) opdracht is het financieren van een model voor aannemers niet aantrekkelijk. Zij hebben allerlei andere prioriteiten, ervaarde de uitvinder. Eén keer kwam hij heel dichtbij, met een proefopdracht plus subsidie van een provincie op zak: “Maar toen gaf de machinefabriek de opdracht terug, haakte een investeerder af en vervloog de droom. Ook de interesse en (lovende) rapporten van bouwkundigen van grote infra-partijen leidden tot niets. En de aanleg van een fietstunnel voor RWS werd na drie jaar wachten ineens gecanceld.”

“RWS heeft de sleutel en is de sleutel.”

Noodkreet

Van Tol: “Wij willen graag de machines bouwen. Maar de aannemers moeten het bouwkundige deel volgens onze methode uitvoeren. RWS moet ons erkennen en per object ons systeem beoordelen. In een open conversatie. Samen de schouders eronder.” Maar de ambtelijke molens malen traag, of misschien wel helemaal niet. De immer positieve Van Tol heeft het er moeilijk mee: “Al wordt er maar een serieuze haalbaarheidsstudie gemaakt. Als uitvinder erkend worden. Je hoopt toch op medewerking, voor het land en uit ecologisch oogpunt.” Hij zou willen dat hij de macht en de invloed had om de impasse te doorbreken, zoals Urgenda en Milieudefensie dat deden.

“De markt vraagt om bewijzen, maar een innovatie is nooit bewezen. Anders is het niets nieuws.”

Markt schreeuwt om nieuwe tunnelmethode

Toch blijven Van Tol en zijn kleinzoon overtuigd van de potentie van de tunnelgraafmethode. Wasser: “Nederland wordt steeds dichter bebouwd, maar ondertussen wordt ook de infrastructuur zwaarder belast. Alleen onder de grond is nog ruimte voor uitbreiding. Ook warmtenetten moeten onder de grond, net als de kabels van windmolenparken. De vraag naar tunnels wordt daardoor steeds groter. En naar een manier om die op een veel minder milieubelastende manier aan te leggen, zonder de grond open te leggen.”

N65, A58 en meer

Van Tol: “Met ons systeem kunnen wij de N65 aanleggen als tunnel in plaats van als een verdiepte weg, zoals 400 burgers al 15 jaar geleden vroegen en zonder dat er 450 kolossale bomen omgehakt hoeven te worden. En in plaats van viaducten voor de A58, bij de kruising met de Mark in het prachtige Markdal en bij Oirschot, kunnen wij vrij eenvoudig, goedkoper en duurzamer onderdoorgangen aanleggen.” Zelfs dijkverhogingen kunnen met de machine worden gerealiseerd.

“Een flexibel systeem met zoveel mogelijkheden en voordelen, dat moet er gewoon komen.”

Licht aan het eind van tunnel

Is het betrekken van een universiteit misschien een optie om de impasse te doorbreken? “Wellicht”, denkt Wasser: “Vanuit mijn opa’s achtergrond hebben we steeds ingezet op de aannemerij. Maar blijkbaar is dat toch niet de weg. We onderzoeken nu of een benadering vanuit de academische kant kansrijker is.” Wellicht is de methode wat voor de hyperloop, oppert Van Tol, of ligt er een kans in het over land leggen van de kabels van windmolenparken op zee. Of misschien is starten in het buitenland de manier. In elk geval dat contact bij de provincie nog maar eens bellen, en lijntjes leggen naar de infra-lobby. Opgeven is in elk geval voor team Bovon geen optie. De Bovon TunnelGraafMethode gaat er komen.

 

Wil je meer over deze innovatie weten? Bekijk dan de TunnelGraafMethode in onze bouwinnovatieshop.

 

 

Gerelateerd nieuws

Bekijk al het nieuws
Prototype hyperloop onthuld
17 juni 2021

Prototype hyperloop onthuld

Testen, testen, testen en dan zo efficiënt mogelijk bouwen

Innovatieprijs 2022
17 juni 2021

Innovatieprijs 2022

Expertbedrijven gezocht: meld je aan voor 1 juli

© Koninklijke Bouwend Nederland