Het boren van tunnels in Nederland

Abstract

Voor het boren van tunnels in Nederland komen verschillende technieken in aanmerking, zoals het vloeistof- en het gronddrukbalansschild. De eerste tunnel die in Nederland geboord zal worden is de Tweede Heinenoordtunnel en deze zal tevens als onderzoeksproject dienen. Omdat het grootste gedeelte van het te boren traject uit zandige grondsoorten bestaat is gekozen voor de Hydroschild tunnelboormachine. Dit is een stalen cylinder die aan de voorkant de grond ontgraaft en tegelijkertijd de grond bij het boorfront met een vloeistof (bentometsuspensie) ondersteunt. Omdat een dergelijk tunnelboorproject in Nederland nog niet is uitgevoerd, is op het gebied van het boren van tunnels in Nederland weinig literatuur beschikbaar, waarin methoden beschreven staan waarmee de besturingsparameters van de tunnelboormachine (TBM) bepaald kunnen worden. Deze besturingsparameters zijn o.a.: de steundruk van de vloeistof om het boorfront te ondersteunen, de krachten om de machine voort te kunnen bewegen en het koppel dat nodig is om de grond te ontgraven. In dit rapport is naar oplossingen gezocht om de besturingsparameters te bepalen. Gebruik is gemaakt van theorien die toegepast worden bij andere vakgebieden, zoals het baggeren, diepwanden en grondkerende constructies. Deze bestaande theorien zijn aangepast aan het tunnelboorproces. Voor drie grondprofielen op het trace van de Heinenoordtunnel zijn berekeningen uitgevoerd. Tijdens de aanleg van de tunnel zal door metingen moeten blijken of de in dit rapport opgestelde rekenmethoden juist zijn. Uit de berekeningen in dit rapport komt het volgende naar voren: de steundruk van de vloeistof, die nodig is om het boorfront te ondersteunen, is voornamelijk afhankelijk van de stijghoogte van het porienwater in de grond waarin geboort wordt. De krachten die nodig zijn om de machine voort te bewegen, zijn voor het grootste deel afhankelijk zijn van de steundruk van de vloeistof. het koppel dat nodig is om de grond te ontgraven, is voornamelijk afhankelijk van de hoek van inwendige wrijving van de grond die ontgraven wordt. Uit controle berekeningen lijkt dat de orde van grootte van de uitkomsten in dit rapport goed zijn. De berekeningen zullen echter pas getoetst kunnen worden als de tunnel geboord wordt. Tijdens het boren zullen talrijke metingen verricht worden, die gebruikt kunnen worden om de resultaten in dit rapport te toetsen. Afhankelijk van de grootte van de afwijkingen tussen de predicties (in dit rapport) en de metingen, zal aanvullend onderzoek nodig zijn.