Modellering montagefase boortunnels deel 1 Voorstudie

Dit rapport is geschreven in opdracht van het projectbureau Noordelijk Holland van de projectorganisatie HSL-Zuid, en is het resultaat van een afstudeerproject aan de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen van de Technische Universiteit Delft. Naar aanleiding van de richtlijnen van de International Tunnelling Association is de tunnellining van geboorde tunnels tot nu toe ontworpen zonder de montagefase te beschouwen. Aangenomen wordt dat de gebruiksfase de maatgevende situatie vormt. Bij proefmetingen tijdens de bouw van de Tweede Heinenoordtunnel is echter gebleken dat tijdens de montagefase maatgevende spanningen kunnen optreden. Dit was aanleiding voor een breed onderzoek naar de krachtswerking in de tunnellining tijdens de montagefase.

De opdrachtgever van dit rapport heeft ten behoeve van de aanleg van de Groene Harttunnel onder andere afstudeerders onderzoek laten uitvoeren naar de effecten van de montage op de krachtswerking in de tunnellining. Het doel van dit rapport is het vergelijken van de krachtswerking van boortunnels tijdens de montagefase en de gebruiksfase. Als casestudie is hierbij uitgegaan van de reeds aangelegde Botlek Spoortunnel. In dit deel wordt een voorspelling gedaan van de tangentiële snedekrachten in de tunnellining tijdens de gebruiksfase van de Botlek Spoortunnel in doorsnede MQ4 (km 414,5). Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een in een eerder deel opgesteld eindige-elementen model van de tunnellining.  Na een beschouwing van de in deze doorsnede werkende belastingen zijn deze geschematiseerd. Hierbij worden de verticale gronddruk en de waterdruk ter plaatse van het hart van de tunnel aangenomen als werkend over de gehele tunnellining. De waarde van de horizontale gronddruk volgt uit die van de verticale gronddruk. Vervolgens zijn voor twee grondstijfheden modelleringen uitgevoerd voor de gebruiksfase. Wanneer de hieruit volgende waarden vergeleken worden met die uit de praktijk blijkt dat de voorspelde tangentiële snedekrachten zeer goed overeen komen met de praktijkwaarden. Hierbij wordt opgemerkt dat de gebruikte praktijkwaarden een gemiddelde zijn van meerdere meetpunten. Deze dienen met enige voorzichtigheid benaderd te worden aangezien de waarden van de afzonderlijke meetpunten een grote spreiding kennen. Bij het vertalen van de gemeten praktijkwaarden -microrekken- naar de optredende spanningen wordt gebruik gemaakt van de E-modulus van beton. De hiervoor gebruikte waarde is een gemiddelde, in de praktijk kan deze waarde aanzienlijk variëren.