Kennisbank 
Buitengewone belastingen komen aan de orde in artikel 5.1(1)P van NEN-EN 1991-1- [103], waarin onder andere wordt verwezen naar bijlage D. Bijlage D.3, die informatief is, gaat specifiek in op explosies in auto- en spoortunnels.
Bij tunnelontwerpen voor RWS geldt daarnaast ROK [27]. In §5.7 van ROK [27] staat dat bij tunnels volgens de categorieën B, C, D of E, in relatie tot het interne risico, geen rekening behoeft te worden gehouden met explosies. Voor tunnels volgens categorie A dient alleen met de effecten van een explosie rekening te worden gehouden als de specifieke omstandigheden, in relatie tot het externe risico, daar aanleiding toe geven.
Voor de indeling in categorieën zie ADR 2013 Europees Verdrag betreffende het internationaal vervoer van gevaarlijke goederen over de weg [47]. In 5.7 van ROK [27] is bovenstaande toegelicht. De kans op een gasexplosie is bij alle tunnelcategorieën klein door allerlei maatregelen die voorgeschreven worden vanuit de Basisspecificatie TTI RWS Tunnelsystemen versie 1.2 (BSTTI) [80].
Bovendien wordt getwijfeld aan het realiteitsgehalte van de in (informatieve) bijlage D.3 van NEN-EN 1991-1-7 [103] gegeven extreem hoge waarde van de explosiedruk (detonatie), namelijk een piekdruk van 2000 kN/m2 (20 bar). Geen enkele bestaande tunnel is hier ook maar in de verste verte tegen bestand tenzij het een zeer diep liggende tunnel of een bergtunnel is. Voor nieuwe tunnels werkt deze eis uiterst kostenverhogend en voor bijvoorbeeld een ondiep liggende landtunnel is het desastreus, terwijl de kans van optreden zeer beperkt is.
Voor spoorwegen wordt voor bepalingen ten aanzien van het vervoer van gevaarlijke stoffen verwezen naar RID 2013 Regulations Concerning the International Carriage of Dangerous Goods by Rail [48].
Bij spoortunnelontwerpen voor ProRail wordt wel rekening gehouden met explosiebelasting in tunnels. In OVS00201 [24] eis 3.1.1.10 wordt vooralsnog verwezen naar NEN-EN-1991-1-7 [103], maar gezien bovenstaande zal dat waarschijnlijk op korte termijn worden herzien door ProRail.
Achtergrond en motivatie
Bijlage B van NEN-EN 1991-1-7 Informatie voor risicobeoordeling [103] geeft een beschrijving van een risicoanalyse, met als mogelijke uitkomst risicoaanvaarding. Als dit de uitkomst van een risicoanalyse is, behoeft de tunnel niet meer in deterministische zin op 2000 kN/m2 piekdruk te worden berekend. Deze ontsnapping wordt door RWS gehanteerd omdat tunnelbouw anders vrijwel onmogelijk is.
In het verleden werd door RWS, en tot voor kort ook door Prorail, een statische inwendige overdruk van 100 kN/m2 gehanteerd. De meeste afgezonken tunnels zijn hier tegen bestand. Deze pragmatische eis kostte dus niets. Bij ondiepere landtunnels ligt dat anders, daar kost deze eis ook al behoorlijk veel extra wapening, zonder dat deze belasting van 100 kN/m2 de tunnel bestand maakt tegen een mogelijk optredende grote gasexplosie of een BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion, dat wil zeggen een tankwagen die in het vuur ligt en na enige tijd met geweld openbarst). Daarom is bij RWS al jaren geleden de oude eis van 100 kN/m2 vervallen. Dit heeft bijvoorbeeld bij de Combitunnel Nijverdal tot gevolg gehad dat het weggedeelte niet op een explosiedruk van 100 kN/m2 is ontworpen en het spoordeel wel.
Ter vergelijking kan de piekdruk bij een detonatie van 2000 kN/m2 uit NEN-EN-1991-1-7 [103] worden omgerekend naar een equivalente statische belasting. De hiervoor benodigde dynamische belastingfactor kan worden ontleend aan De Jong [50] en heeft voor de buitenwaarts gerichte belasting een waarde van 2. De statisch equivalente belasting van de piekwaarde wordt daarmee gelijk aan 4000 kN/m2. Dit is 40 maal zo groot als de in het verleden gehanteerde eis van 100 kN/m2. Daar valt in realistische zin niet op te ontwerpen/construeren (ook niet bij spoortunnels).
Bij de A2 tunnel te Maastricht worden, in het kader van de Integrale GebiedsOntwikkeling, aanvullende eisen gesteld aan de bebouwing in de directe nabijheid van de tunnel. Mocht er een zware explosie plaatsvinden in de vorm van een BLEVE, dan zullen maximaal 2 moten bezwijken waarbij het naastliggende vastgoed mogelijk schade oploopt. Het aanbrengen van ankers in de kerende wand, als de ondersteuning van de constructie wegvalt, kan dan een oplossing zijn met relatief beperkte kosten. De kans van optreden van een gasexplosie wordt ook bij dit project voldoende klein geacht om daar niet op te construeren.
In NEN-EN 1997-1-7 [103] is het type explosie BLEVE niet opgenomen. Uit redelijk recent onderzoek door TNO/TUD [50] is gebleken dat bij dit type explosie piekdrukken van circa 1000 kN/m2 kunnen optreden. Mogelijk is de kans van optreden van een BLEVE groter dan die van een gasexplosie, omdat de BLEVE gerelateerd is (vervolggebeurtenis) aan het verschijnsel brand. Brand heeft in het algemeen een zodanige kans van voorkomen dat de tunnel hierop ontworpen moet worden.
Het verschil met een gasexplosie, waartoe NEN-EN 1997-1-7 [103] zich beperkt, is dat het effect van een BLEVE meer lokaal is (over een lengte van 30 á 40 m). Bij een gasexplosie kan onder ongunstige omstandigheden de tunnel over de gehele lengte bezwijken.
De in NEN-EN 1991-1-7 [103] genoemde piekdruk van 100 kN/m2 bij een deflagratie (explosieve verbranding) is volgens de huidige inzichten echter te laag. Deze piekdruk kan het vijfvoudige bedragen.
Samenvattend wordt gesteld dat de informatieve bijlage D.3 uit NEN-EN 1997-1-7 [103] met het nodige engineering judgement beschouwd dient te worden.
Anderzijds kan ook gekozen worden voor bv. een watermist systeem om een BLEVE te voorkomen.
