Een onderzoek naar nieuwe vormen van gemechaniseerde tunnelbouw

Een onderzoek naar nieuwe vormen van gemechaniseerde tunnelbouw

Bijl, C.A.

Vrijling, J.K. (mentor)
van Baars, S. (mentor)
Arends, G. (mentor)
de Winter, E.P.J. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

Hydraulic Engineering

2004-09

Voor het realiseren van een relatief korte oeververbinding gaat de voorkeur in Nederland uit naar het toepassen van een afgezonken tunnel. Dit heeft te maken met de enorme ervaring die er in Nederland is opgedaan met dit type tunnel en de functionele geschiktheid ervan. De methode kent echter ook een aantal nadelen, zoals het grote ruimtebeslag van het bouwdok en het beslag op de riviercapaciteit tijdens het OTAO-proces. Ook de rivierkarakteristiek kan ongeschikt zijn voor het vervoer van elementen. Het belangrijkste alternatief voor de afgezonken tunnel is in deze gevallen de boortunnel. Als er echter wordt gekozen voor een boortunnel wordt niet alleen gekozen voor een andere uitvoeringsmethode, maar ook voor een ander tracandere risicos en andere veiligheidsmaatregelen. Hierdoor zijn de kosten voor een geboorde oeververbinding vaak hoger dan de kosten voor een afgezonken tunnel. De boortunnel bezit hierdoor als alternatief voor een afgezonken tunnel niet de ideale eigenschappen voor een korte oeververbinding. Als basis voor dit onderzoek wordt dan ook gesteld dat er economisch verlies geleden wordt omdat de huidige tunnelboormethodes niet specifiek ontwikkeld zijn om aan de eisen van een korte oeververbinding te voldoen. Uit dit onderzoek blijkt dat het economische rendement van een tunnelbouwmethode niet per definitie evenredig is met de mate waarin de oplossing geschikt is om te voldoen aan bepaalde randvoorwaarden. Dit komt door de zeer grote investeringen en daarmee ook risicos die samengaan met het ontwikkelen van een nieuwe tunnelbouwtechniek. Hierbij is de altijd onzekere economische ontwikkeling bovendien een zeer belangrijke invloedsfactor. Dit onderzoek bevestigt de aanname dat de boortunnel niet over de ideale eigenschappen voor een korte oeververbinding beschikt. Dit wordt voornamelijk veroorzaakt door de hoge vaste kosten van de boortunnel, tegenover de korte lengte. Bovendien kent de boortunnel een relatief grote minimale diepteligging, waardoor er dure toeritten gebruikt moet worden om de tunnel te ontsluiten. Bij de ontwikkeling van een gemechaniseerde tunnelbouwmethode als alternatief voor de boortunnel, voor de aanleg van korte oeververbindingen, moeten een aantal bezwaren onderkend worden. De constructieve eigenschappen die aan de bodem ontleend kunnen worden met betrekking tot de tunnellining vormen een essenti schakel in het gemechaniseerde bouwproces van de boortunnel. Deze interactie verdwijnt gedeeltelijk wanneer een tunnel wordt aangelegd in, of net onder de rivierbodem. Het ondieper toepassen van een gemechaniseerd tunnelbouwproces wordt met andere woorden ontmoedigd doordat er gebruik gemaakt moet worden van een constructieve lining. Daarnaast zal er zich bij het ondieper aanleggen van een tunnel minder ballast bevinden boven de tunnel, waardoor verticaal evenwicht van de tunnel op andere wijze gewaarborgd moeten worden. Ondanks deze ontmoedigende argumenten is met de Insluiter een principeoplossing gegeven die mogelijk zou kunnen voldoen aan de doelstelling van dit onderzoek: Het vinden van een economisch verbeterd alternatief voor de conventionele geboorde tunnel bij een korte oeververbinding. Dit alternatief kan mogelijk voldoen aan de doelstelling om de volgende redenen: De Insluiter kan een korte oeververbinding realiseren met een minimaal alignement; De Insluiter kan gebruikt worden tot een relatief grote ondiepte vergeleken met de boortunnel, waardoor slechts relatief korte toeritten noodzakelijk zijn; De Insluiter voldoet aan de primaire eisen met betrekking tot stabiliteit; Het ontwerp van de Insluiter combineert bestaande technieken en lijkt om die reden technisch uitvoerbaar. Een verdergaande ontwerpstudie met daaraan gekoppelde kostenanalyse is noodzakelijk om definitieve uitspraken te doen over de economische haalbaarheid van de Insluiter. Daarnaast zal moeten worden onderzocht of de potenti afzetmarkt en het economische klimaat de juiste voorwaarden cren om de methode te kunnen ontwikkelen tot een re uitvoeringsmethode.

http://resolver.tudelft.nl/uuid:237dcbeb-056a-4bd5-9887-70978a0abb7a

TU Delft, Faculty of Civil Engineering and Geosciences, Hydraulic Engineering

Student theses

master thesis

(c) 2004 C.A. Bijl