Inleiding tot tunnelbouw omvat het begrijpen van het doel, de geschiedenis en de basisprincipes van tunnelbouw.

Een tunnel is een ondergrondse doorgang die wordt uitgegraven door aarde, rotsen of beide. Tunnels worden gebruikt voor transport, watertransport, riolering en nutsleidingen. Ze hebben een lange gebruiksgeschiedenis, die teruggaat tot oude beschavingen, en zijn in de moderne samenleving steeds belangrijker geworden voor de ontwikkeling van transport en infrastructuur.

Tunnelboormachine (TBM) die in een ondergrondse tunnel wordt verplaatst.

De basisprincipes van tunnelbouw omvatten een reeks stappen, waaronder landmeetkunde en onderzoek van de locatie, tunnelontwerp, uitgraving en constructie, en uiteindelijke afwerking. Deze stappen moeten zorgvuldig worden gepland en uitgevoerd om de veiligheid en duurzaamheid van de tunnel te garanderen en de impact op de omgeving tot een minimum te beperken.

Bij de tunnelbouw wordt ook gebruik gemaakt van gespecialiseerde apparatuur en technieken, zoals tunnelboormachines, explosieven en ondersteuningssystemen, waarvoor geschoolde werknemers en ingenieurs nodig zijn. Bij het bouwproces moet ook rekening worden gehouden met potentiële gevaren zoals grondwater, instabiliteit van de bodem en het risico op instorting.

Over het geheel genomen is tunnelbouw een complex en veeleisend proces dat een zorgvuldige planning, uitvoering en monitoring vereist om de succesvolle voltooiing van het project te garanderen.

Doel en soorten tunnels

Tunnels zijn ondergrondse doorgangen die zijn aangelegd door een verscheidenheid aan gesteente- of bodemmaterialen. Het doel van tunnels varieert en ze kunnen worden gebruikt voor transport, watervoorziening, riolering, waterkracht, mijnbouw en andere doeleinden.

Tunnels kunnen grofweg worden ingedeeld in de volgende categorieën op basis van hun doel:

  1. Transporttunnels: Deze tunnels zijn gebouwd voor autoverkeer, spoorvervoer en voetgangers. Voorbeelden zijn onder meer wegtunnels, spoortunnels en voetgangerspaden.
  2. Nutstunnels: Deze tunnels worden gebruikt voor het vervoer van leidingen, kabels en andere nutsvoorzieningen, zoals water, gas, elektriciteit en telecommunicatie.
  3. Mijntunnels: Deze tunnels worden gebouwd tijdens mijnbouwactiviteiten voor de winning van mineralen en ertsen.
  4. Waterkrachttunnels: Deze tunnels worden gebruikt om water naar waterkrachtcentrales te transporteren, waar de kracht van het water wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.
  5. Riooltunnels: Deze tunnels worden gebruikt om rioolwater van de ene locatie naar de andere te transporteren, meestal van een zuiveringsinstallatie naar een lozingspunt.

Het type tunnel dat voor een specifiek project wordt gekozen, zal afhangen van het beoogde doel, evenals van de geologische en ecologische omstandigheden van de locatie.

Historische achtergrond van de tunnelbouw

De geschiedenis van de tunnelbouw gaat duizenden jaren terug, met vroege voorbeelden van tunnels die worden gebruikt voor irrigatie-, mijnbouw- en transportdoeleinden. De oude Grieken en Romeinen stonden bekend om hun tunneltechniek, met tunnels die werden gebruikt voor aquaducten, rioleringen en transport. In de Middeleeuwen werden tunnels gebouwd voor defensieve doeleinden, zoals geheime ontsnappingsroutes of om verrassingsaanvallen op vijandelijke forten uit te voeren.

Historische achtergrond van de tunnelbouw

In de moderne tijd ging de tunnelbouw aanzienlijk vooruit met de introductie van boor- en explosietechnieken in de 1800e eeuw. De ontwikkeling van de tunnelboormachine (TBM) halverwege de 1900e eeuw zorgde voor een verdere revolutie in de tunnelbouw door sneller en efficiënter uitgraven mogelijk te maken. Tegenwoordig worden tunnels gebouwd voor een breed scala aan doeleinden, waaronder transport (zoals wegen, spoorwegen en metro's), watertransport, mijnbouw en opslag.

Locatieonderzoek en geologische overwegingen

Locatieonderzoek en geologische overwegingen zijn cruciale aspecten van tunnelbouwprojecten. Een grondig onderzoek ter plaatse is noodzakelijk om de geologische en geotechnische omstandigheden op de voorgestelde tunnellocatie te bepalen, evenals om eventuele geologische gevaren te identificeren die de constructie en exploitatie van de tunnel kunnen beïnvloeden. De geologische omstandigheden op de locatie kunnen een aanzienlijke impact hebben op het tunnelontwerp, de constructiemethoden en de totale projectkosten.

Locatieonderzoek omvat doorgaans een combinatie van geologische kartering, geofysische onderzoeken en boren om grond- en gesteentemonsters te verkrijgen voor laboratoriumtests. Geologische kartering omvat de studie van rotsformaties aan het oppervlak en hun kenmerken, inclusief hun oriëntatie, sterkte en permeabiliteit. Geofysische onderzoeken maken gebruik van niet-invasieve technieken om ondergrondse rotsformaties te onderzoeken en eventuele afwijkingen op te sporen die kunnen wijzen op de aanwezigheid van geologische gevaren zoals foutenbreuken en grondwater. Boren geeft een gedetailleerder inzicht in de ondergrondse omstandigheden door grond- en gesteentemonsters te verkrijgen voor laboratoriumtests.

Geologische overwegingen tijdens de tunnelbouw omvatten het type en de sterkte van het gesteente of de grond waardoor de tunnel wordt uitgegraven, de aanwezigheid van grondwater en de stromingseigenschappen ervan, de mogelijkheid van seismische activiteit en de kans op geologische gevaren zoals aardverschuivingen en rotsval. De geologische omstandigheden kunnen ook van invloed zijn op de keuze van de tunnelmethode, zoals het gebruik van een tunnelboormachine versus boor- en explosiemethoden.

Over het algemeen zijn een grondig locatieonderzoek en inzicht in de geologische omstandigheden op de tunnellocatie van cruciaal belang voor de veilige en succesvolle constructie van een tunnel.

Belang van locatieonderzoek

Locatieonderzoek is een belangrijk aspect van de tunnelbouw, omdat het helpt bij het identificeren van potentiële geologische gevaren en andere factoren die het bouwproces kunnen beïnvloeden. Een grondig locatieonderzoek kan helpen bij het bepalen van de kenmerken van de bodem en het gesteente, de aanwezigheid van grondwater en het potentieel voor seismische activiteit. Deze informatie kan worden gebruikt om een ​​passend ontwerp voor de tunnel te ontwikkelen, maar ook om eventuele risico's of uitdagingen te identificeren die mogelijk tijdens het bouwproces moeten worden aangepakt. Bovendien kan een onderzoek ter plaatse helpen bij het identificeren van eventuele ecologische of sociale gevolgen van het project, die kunnen worden aangepakt door middel van passende mitigatiemaatregelen. Over het algemeen is een locatieonderzoek een cruciale stap in het tunnelbouwproces, omdat het belangrijke informatie oplevert voor het ontwerp en de constructie van een veilige en effectieve tunnel.

Methoden voor locatieonderzoek

Er zijn verschillende methoden die kunnen worden gebruikt voor locatieonderzoek voor tunnelbouw. Enkele veel voorkomende methoden zijn:

  1. Desk studie: Een bureaustudie omvat een overzicht van bestaande literatuur, geologische kaarten, en rapporten, en alle andere relevante informatie over de site.
  2. Geofysisch onderzoek: Hierbij wordt gebruik gemaakt van verschillende geofysische technieken om informatie over de ondergrond te verkrijgen, zoals seismisch onderzoek, grondradar, weerstandsonderzoek en elektromagnetisch onderzoek.
  3. boorgaten: Er worden boorgaten in de grond geboord om monsters van grond en gesteente te verkrijgen voor laboratoriumtests. Ze kunnen ook worden gebruikt om in-situ metingen van grondwaterdruk en doorlaatbaarheid te verkrijgen.
  4. Proefkuilen: Proefputten zijn uitgravingen die worden uitgevoerd om een ​​visuele inspectie van de ondergrond mogelijk te maken en kunnen worden gebruikt om grondmonsters te verkrijgen voor laboratoriumonderzoek.
  5. Veldtoewijzing: Veldkartering omvat het in kaart brengen van de oppervlaktegeologie, geologische structuren en alle oppervlaktekenmerken die de tunnelconstructie kunnen beïnvloeden.
  6. Instrumentatie: Er kunnen verschillende instrumenten worden geïnstalleerd om de prestaties van de grond te meten tijdens de aanleg van de tunnel. Deze instrumenten kunnen onder meer inclinometers, piëzometers en rekstrookjes zijn.

De methoden die voor locatieonderzoek worden gebruikt, zijn afhankelijk van de specifieke omstandigheden ter plaatse en de vereisten van het project.

Geologische factoren die de tunnelbouw beïnvloeden

Geologische factoren spelen een belangrijke rol bij de haalbaarheid en het ontwerp van een tunnelbouwproject. Enkele van de belangrijke geologische factoren die van invloed zijn op de tunnelbouw zijn:

  1. Rots- of grondsoort: Het type steen of grond waardoor een tunnel wordt gebouwd, heeft een aanzienlijke invloed op het ontwerp, de stabiliteit en de constructiemethode.
  2. Rotsmassa kwaliteit: De kwaliteit van de rotsmassa, inclusief de sterkte, stabiliteit en vervormingseigenschappen, kan van invloed zijn op het tunnelontwerp, de graafmethode en de ondersteuningsvereisten.
  3. Geologische structuren: Geologische structuren zoals breuken, verbindingen, bodemvlakken en plooien kan een aanzienlijke invloed hebben op het tunnelontwerp, de graafmethode en de ondersteuningsvereisten.
  4. Grondwater: De aanwezigheid en stroming van grondwater kan de tunnelconstructie beïnvloeden door het risico op het binnendringen van water te vergroten en instabiliteit van de omringende rotsen of grond te veroorzaken.
  5. Aardbevingen: Tunnels gebouwd in seismisch actieve gebieden moeten ontworpen zijn om de spanningen en spanningen te weerstaan ​​die veroorzaakt worden door aardbevingen.
  6. Helling stabiliteit: De stabiliteit van de omliggende hellingen en hellingen kan van invloed zijn op de tunnelconstructie en de veiligheid.
  7. Milieu-overwegingen: Tunnels die in ecologisch kwetsbare gebieden worden gebouwd, moeten zo worden ontworpen dat hun impact op het omringende ecosysteem tot een minimum wordt beperkt.

Over het geheel genomen is een gedetailleerd locatieonderzoek van cruciaal belang voor het begrijpen van de geologische factoren die van invloed kunnen zijn op de tunnelbouw en voor het ontwikkelen van een passend tunnelontwerp en bouwplan.

Classificatiesystemen voor gesteentemassa

Classificatiesystemen voor rotsmassa's worden gebruikt om de kwaliteit van rotsmassa's te evalueren en hun geschiktheid voor tunnelconstructie te beoordelen. Deze systemen houden rekening met een verscheidenheid aan factoren, waaronder rotssterkte, discontinuïteiten, voegafstanden, verweringen grondwateromstandigheden.

Een veelgebruikt classificatiesysteem voor gesteentemassa is het Rock Mass Rating (RMR) -systeem, dat in 1973 door Bieniawski werd ontwikkeld. RMR kent numerieke waarden toe aan verschillende parameters, zoals uniaxiale druksterkte, afstand tussen discontinuïteiten en grondwatercondities. De waarden worden vervolgens gecombineerd om een ​​algemene beoordeling voor de rotsmassa te geven, die kan worden gebruikt om de moeilijkheidsgraad van het tunnelen door de rots te voorspellen.

Een ander veelgebruikt classificatiesysteem voor gesteentemassa is het Q-systeem, ontwikkeld door Barton et al. in 1974. Het Q-systeem gebruikt parameters die vergelijkbaar zijn met het RMR-systeem, maar legt meer nadruk op de oriëntatie en persistentie van discontinuïteiten.

Andere classificatiesystemen voor gesteentemassa zijn onder meer het Geological Strength Index (GSI) -systeem, dat in 1994 door Hoek werd ontwikkeld, en het Tunneling Quality Index (TQI) -systeem, dat in 1993 door Grimstad en Barton werd ontwikkeld.

Tunnelontwerp

Tunnelontwerp is het proces waarbij wordt bepaald wat de meest effectieve en efficiënte manier is om een ​​tunnel uit te graven, op basis van de geologische omstandigheden en het beoogde gebruik van de tunnel. Het ontwerpproces omvat doorgaans de volgende stappen:

  1. Bepaal het doel van de tunnel: Het doel van de tunnel moet duidelijk worden gedefinieerd om de juiste maat, vorm en uitlijning van de tunnel te bepalen.
  2. Geologisch en geotechnisch onderzoek: Deze stap omvat het verzamelen van gegevens over de geologische en geotechnische kenmerken van de locatie, zoals gesteentetype, sterkte en stabiliteit, grondwatercondities en de aanwezigheid van eventuele breuken of andere geologische kenmerken die van invloed kunnen zijn op het ontwerp en de constructie van de tunnel.
  3. Uitlijning van de tunnel: De uitlijning van de tunnel is gebaseerd op factoren zoals het beoogde gebruik van de tunnel, de geologische en topografische omstandigheden van de locatie en eventuele milieuoverwegingen. Factoren die de uitlijning van een tunnel beïnvloeden, zijn onder meer de aanwezigheid van breuken of andere geologische kenmerken, de locatie van oppervlaktestructuren en de noodzaak om de gevolgen voor het milieu te minimaliseren.
  4. Tunneldoorsnede: De tunneldwarsdoorsnede wordt bepaald door het doel van de tunnel, het verwachte verkeer of andere belastingen, en de geologische omstandigheden. De dwarsdoorsnede kan cirkelvormig, elliptisch, hoefijzervormig of andere vormen zijn, afhankelijk van de omstandigheden ter plaatse.
  5. Support systeem: Het ondersteuningssysteem is ontworpen om de tunnel tijdens en na het uitgraven te stabiliseren. Het ondersteuningssysteem kan rotsbouten, spuitbeton, stalen ribben en/of betonnen bekleding omvatten.
  6. Ventilatie en afvoer: Ventilatie- en afvoersystemen zijn ontworpen om een ​​veilige en efficiënte werking van de tunnel te garanderen. Ventilatiesystemen worden gebruikt om uitlaatgassen te verwijderen en frisse lucht te bieden aan werknemers en passagiers, terwijl drainagesystemen worden gebruikt om water uit de tunnel te verwijderen en overstromingen te voorkomen.
  7. bouwmethoden:: Voor het uitgraven van tunnels kunnen verschillende bouwmethoden worden gebruikt, waaronder boren en springen, tunnelboormachines (TBM's) en sequentiële uitgravingsmethoden (SEM). De keuze van de juiste bouwmethode hangt af van de geologische omstandigheden, het beoogde gebruik van de tunnel en de beschikbare uitrusting en middelen.
  8. Kostenraming: De laatste stap in het tunnelontwerpproces is het schatten van de bouwkosten op basis van de ontwerpspecificaties, de geselecteerde bouwmethode en de verwachte omstandigheden ter plaatse.

Over het geheel genomen is tunnelontwerp een complex proces dat de expertise van geologen, ingenieurs en andere specialisten vereist om een ​​veilige en efficiënte constructie van tunnels te garanderen die aan het beoogde doel voldoen.

Ontwerpparameters en overwegingen

Het ontwerp van een tunnel is afhankelijk van een aantal factoren, waaronder:

  1. Doel van de tunnel: Het ontwerp van de tunnel zal afhangen van het beoogde gebruik. Zo zal een snelwegtunnel andere ontwerpeisen stellen dan een tunnel die wordt gebruikt voor vervoer over water.
  2. Site voorwaarden: De geologie en topografie van de site zullen het ontwerp van de tunnel beïnvloeden. Er moet allemaal rekening worden gehouden met factoren zoals de sterkte van het gesteente, de waterinstroom en de vereisten voor de ondersteuning van de grond.
  3. Afmetingen tunnel: De diameter van de tunnel, de lengte en de uitlijning ervan moeten allemaal worden bepaald op basis van de omstandigheden ter plaatse en het doel van de tunnel.
  4. Opgravingsmethode: De methode waarmee de tunnel wordt uitgegraven, zal ook van invloed zijn op het ontwerp. Methoden zoals boren en stralen, tunnelboormachines (TBM) en cut-and-cover zullen andere eisen stellen.
  5. Ventilatie: Het ontwerp van de tunnel zal voorzieningen voor ventilatie moeten omvatten om de veiligheid van werknemers en gebruikers van de tunnel te garanderen.
  6. Drainage: Het tunnelontwerp zal ook voorzieningen moeten bevatten voor drainage om de grondwaterinstroom te beheren en overstromingen te voorkomen.
  7. Brandbeveiliging: Brandbeveiligingsmaatregelen zullen in het ontwerp van de tunnel moeten worden opgenomen om de veiligheid van gebruikers te garanderen.
  8. Verkeers- en veiligheidssystemen: Ook verkeers- en veiligheidssystemen zoals verlichting, bewegwijzering en noodtelefoons zullen in het ontwerp moeten worden meegenomen.
  9. Milieu-overwegingen: Bij het ontwerp van de tunnel moet rekening worden gehouden met de potentiële impact van de bouw en exploitatie op het milieu en moeten er stappen worden ondernomen om deze impact tot een minimum te beperken.

Soorten tunnelbekleding en ondersteuningssystemen

Voorbeeld van een tunnelondersteuningsschema inclusief peesondersteuning (rotsbouten/kabelbouten), parapluboogsteun (voorpalen/palen), staalsets/liggers en spuitbetonvoering. 

Er worden verschillende soorten tunnelbekledingen en ondersteuningssystemen gebruikt bij de tunnelbouw, en de keuze welke te gebruiken hangt af van een verscheidenheid aan factoren, waaronder de geologische omstandigheden, het doel van de tunnel, de constructiemethode en het budget. Enkele van de meest voorkomende soorten tunnelbekleding en ondersteuningssystemen zijn:

  1. Spuitbetonvoering: Dit is een betonlaag die op de rots of de grond wordt gespoten om ondersteuning te bieden en instorting te voorkomen. Het wordt vaak gebruikt in tunnels met zachte grond en kan snel worden toegepast.
  2. Ondersteuning van stalen ribben: Ter ondersteuning van de tunnelwanden en het dak worden stalen ribben gebruikt. De stalen ribben kunnen geprefabriceerd en snel geïnstalleerd worden, waardoor ze een populaire keuze zijn in hardsteentunnels.
  3. Ter plaatse gestorte betonbekleding: Hierbij wordt beton in de tunnelholte gestort om een ​​permanente bekleding te vormen. Het wordt vaak gebruikt in grotere tunnels met veel verkeer.
  4. Tunnelboormachines (TBM's): TBM's kunnen worden gebruikt om tunnels uit te graven en tegelijkertijd ondersteuning te bieden. Terwijl de boormachine voortbeweegt, worden er achter de boormachine betonnen segmenten geplaatst die een bekleding vormen.
  5. Grondbevriezing: Bij deze methode wordt de omliggende grond bevroren om een ​​tijdelijk ondersteuningssysteem te vormen. Het wordt vaak gebruikt in tunnels die door watervoerende grond of gesteente lopen.
  6. Rotsbouten en gaas: bij deze methode worden gaten in de rots geboord en stalen bouten geïnstalleerd om ondersteuning te bieden. Draadgaas wordt ook gebruikt om de rots te stabiliseren en te voorkomen dat er puin in de tunnel valt.
  7. Vezelversterkt spuitbeton: Dit is vergelijkbaar met spuitbetonvoering, maar met de toevoeging van vezelversterking om de sterkte en duurzaamheid te vergroten.

De keuze van het bekledings- en ondersteuningssysteem is vaak een afweging tussen de kosten, de snelheid van de constructie en de specifieke geologische omstandigheden die men tegenkomt tijdens het uitgraven.

Tunneldrainagesystemen

Tunneldrainagesystemen zijn essentieel voor het afvoeren van water dat tijdens de bouw en exploitatie de tunnel kan binnendringen. Er zijn verschillende soorten tunneldrainagesystemen, waaronder:

  1. Ontwaterende putten: Deze worden nabij de tunnel geïnstalleerd om grondwater te onderscheppen en op te vangen voordat het de tunnel binnenkomt. Ontwateringsputten kunnen permanent of tijdelijk zijn.
  2. Drainage galerijen: Dit zijn drainagesystemen die in de tunnelbekleding zijn ingebouwd en die water opvangen en naar een put of pompstation leiden.
  3. Sumps: Dit zijn kamers die op lage punten in de tunnel zijn gebouwd en waarin water kan worden verzameld en weggepompt.
  4. Fietspompen: Pompen worden gebruikt om water uit de tunnelputten en drainagegalerijen te verwijderen en af ​​te voeren naar het oppervlak of naar een waterzuiveringsinstallatie.

Het type drainagesysteem dat wordt gebruikt, hangt af van de geologie en hydrologie van het gebied, evenals van de constructiemethode en de uitlijning van de tunnel. Een goed ontwerp en installatie van tunneldrainagesystemen zijn belangrijk om de veiligheid en duurzaamheid van de tunnel op de lange termijn te garanderen.

Ventilatie en verlichting

Ventilatie en verlichting zijn belangrijke aspecten van de tunnelconstructie om de veiligheid te garanderen, een goede luchtkwaliteit te behouden en zichtbaarheid te bieden aan werknemers en gebruikers. Ventilatiesystemen zijn ontworpen om een ​​constante stroom verse lucht de tunnel in te laten stromen en tegelijkertijd muffe lucht, stof en schadelijke gassen te verwijderen. Het ventilatiesysteem bestaat meestal uit een netwerk van ventilatiekanalen, ventilatoren en systemen voor monitoring van de luchtkwaliteit.

Ventilatiesysteem voor tbm-tunnels

Verlichting is ook een essentieel aspect van de tunnelbouw, vooral voor de veiligheid en zichtbaarheid. Verlichtingssystemen zijn doorgaans ontworpen om voldoende verlichting te bieden aan bestuurders, voetgangers en werknemers in de tunnel. Het verlichtingssysteem kan worden samengesteld uit verschillende soorten verlichting, zoals TL-, LED- en gloeilampen, afhankelijk van de specifieke eisen en omstandigheden van de tunnel. Bij het ontwerp van het verlichtingssysteem moet ook rekening worden gehouden met de energie-efficiëntie en de impact op het milieu.

Tunneluitgraving en constructiemethoden

De uitgravings- en constructiemethoden voor tunnels variëren afhankelijk van de geologische omstandigheden, de lengte en diameter van de tunnel en andere factoren. Hier zijn enkele van de meest voorkomende methoden voor het uitgraven en bouwen van tunnels:

  1. Boor- en straalmethode: Bij deze methode worden boorgaten in de rotswand geboord en vervolgens met explosieven de rots opgeblazen. Het resulterende puin wordt verwijderd door het laden en vervoeren van apparatuur.
  2. Tunnelboormachine (TBM) methode: Bij deze methode wordt gebruik gemaakt van een machine die de tunnel uitgraaft en tegelijkertijd de tunnelbekleding aanbrengt. TBM's kunnen worden gebruikt voor zowel harde rots- als zachte grondtunnels.
  3. Nieuwe Oostenrijkse tunnelmethode (NATM): Bij deze methode wordt de tunnel in kleine delen uitgegraven en vervolgens het uitgegraven deel ondersteund met een tijdelijke bekleding, zoals gespoten beton of rotsbouten, voordat wordt doorgegaan naar het volgende deel.
  4. Snij- en dekkingsmethode: Deze methode wordt gebruikt voor ondiepe tunnels en omvat het uitgraven van een greppel, het bouwen van de tunnel en het vervolgens opvullen van de greppel.
  5. Sequentiële opgravingsmethode (SEM): Bij deze methode wordt de tunnel in kleine delen uitgegraven, waarbij gebruik wordt gemaakt van steun- en versterkingsmaatregelen op de grond om de vervorming onder controle te houden en de tunnel te stabiliseren.
  6. Schildtunneling: Bij deze methode wordt gebruik gemaakt van een schild of een soortgelijk gespecialiseerd apparaat om de tunnel tegelijkertijd uit te graven en te ondersteunen.

De keuze van de graafmethode hangt af van verschillende factoren, zoals tunnellengte, diameter, geologie, grondwatercondities, beschikbare hulpbronnen en milieuoverwegingen.

Boor- en straalmethode

De boor- en explosiemethode is een traditionele techniek die wordt gebruikt voor het uitgraven van tunnels en omvat het boren van gaten in het gesteente of de grond, het vullen van de gaten met explosieven en het vervolgens tot ontploffing brengen van de explosieven om het gesteente of de grond te fragmenteren. Het gefragmenteerde gesteente of de grond wordt vervolgens verwijderd met behulp van machines of handarbeid.

Bij de boor- en explosiemethode wordt een reeks gaten in de rots of de bodem geboord met behulp van gespecialiseerde apparatuur zoals rotsboren of tunnelboormachines. De gaten zijn doorgaans op regelmatige afstanden van elkaar geplaatst en gerangschikt in een patroon dat is ontworpen om het gewenste graafprofiel te bereiken. Nadat de gaten zijn geboord, worden ze geladen met explosieven, die vervolgens met een afstandsbediening tot ontploffing worden gebracht.

Na de explosie wordt het gefragmenteerde gesteente of de grond verwijderd met behulp van graafmachines of laders en wordt de tunnel gestabiliseerd met behulp van een ondersteuningssysteem. Het ondersteuningssysteem kan rotsbouten, stalen bogen of betonnen bekledingen omvatten, afhankelijk van de aard van het gesteente of de grond en de vereisten van het project.

De boor- en explosiemethode kan zeer effectief zijn bij het uitgraven van tunnels in hard gesteente, maar kan ook tijdrovend en duur zijn, vooral in dichtbevolkte gebieden waar lawaai en trillingen als gevolg van explosies een probleem kunnen zijn.

Tunnelboormachine (TBM) methode

De Tunnel Boring Machine (TBM) -methode is een populaire techniek die wordt gebruikt voor het uitgraven van tunnels in verschillende geologische omstandigheden. Een TBM is een grote cilindrische machine die door verschillende soorten grond en gesteente heen kan graven door gebruik te maken van een roterende snijkop met schijfmessen, die het tunnelvlak kan uitgraven en tegelijkertijd de tunnelbekleding aanbrengt.

tunnel boormachine

De TBM-methode heeft over het algemeen de voorkeur voor lange en rechte tunnels, omdat deze minder arbeidsintensief is en veel sneller kan werken dan andere tunnelmethoden. De TBM-methode heeft ook de voorkeur in stedelijke gebieden waar de impact op de omringende gemeenschap moet worden geminimaliseerd, omdat deze minder lawaai, trillingen en stof produceert dan andere methoden.

De TBM-methode omvat doorgaans de volgende stappen:

  1. Opgraving van de lanceerschacht: Bij het beginpunt van de tunnel waar de TBM gemonteerd gaat worden, wordt een grote put gegraven.
  2. TBM-assemblage en lancering: De TBM wordt onderaan de lanceerschacht gemonteerd en vervolgens in de tunnellijn gelanceerd.
  3. TBM-opgraving: De TBM graaft de grond of het gesteente ervoor uit en installeert tegelijkertijd prefab betonsegmenten of andere tunnelbekledingsmaterialen.
  4. Mest verwijderen: Het uitgegraven materiaal, oftewel “mest”, wordt via een transportband of een mestleiding de tunnel uit getransporteerd.
  5. Installatie van tunnelbekleding: Nadat de boormachine een bepaalde lengte van de tunnel heeft uitgegraven, worden de prefab betonsegmenten of andere tunnelbekledingsmaterialen achter de boormachine geplaatst.
  6. TBM-ophaling: Wanneer de TBM het einde van de tunnel bereikt, wordt deze gedemonteerd en via dezelfde lanceerschacht uit de tunnel gehaald.

Cut-and-cover-methode

De cut-and-cover-methode is een techniek die wordt gebruikt voor de constructie van ondiepe tunnels of ondergrondse constructies. Bij deze methode wordt een greppel in de grond uitgegraven en wordt de constructie daarin gebouwd. Vervolgens wordt de sleuf weer afgedekt met het uitgegraven materiaal of een prefab betonplaat.

Cut-and-cover-methode

Deze methode is geschikt voor de aanleg van tunnels in stedelijke gebieden of gebieden waar oppervlakteverkeer een probleem is. Het is ook een effectieve techniek voor de aanleg van ondergrondse treinstations, voetgangerspaden en regenwaterafvoertunnels. De methode heeft echter enkele beperkingen, zoals de hoge bouwkosten, verstoring van het oppervlakteverkeer tijdens het uitgraven en beperkingen met betrekking tot de diepte van het uitgraven.

Nieuwe Oostenrijkse tunnelmethode (NATM)

Nieuwe Oostenrijkse tunnelmethode (NATM)

De Nieuwe Oostenrijkse Tunnelmethode (NATM) is een tunnelbouwmethode die in de jaren zestig in Oostenrijk werd ontwikkeld. Het is ook bekend als de sequentiële opgravingsmethode (SEM). NATM omvat het uitgraven van de tunnel in kleine delen of “drifts”, meestal ongeveer 1960-3 meter lang, en het vervolgens onmiddellijk versterken van het uitgegraven deel met een laag spuitbeton en rotsbouten of stalen ribben. De omringende rotsen of grond zorgen voor extra ondersteuning. Deze methode maakt flexibiliteit mogelijk bij het aanpassen aan de geologische omstandigheden die zich tijdens het uitgraven voordoen en is met name geschikt voor zachte of onstabiele grond. NATM heeft ook het voordeel dat het relatief snel en economisch is, omdat er geen uitgebreid gebruik van zware machines voor nodig is. Om effectief te zijn, vereist het echter een hoog niveau van vaardigheden en expertise van het bouwteam.

Tunnelondersteuningssystemen

Tunnelondersteuningssystemen worden gebruikt om de grond te stabiliseren en instorting tijdens het uitgraven van tunnels te voorkomen. De keuze van het ondersteuningssysteem hangt af van verschillende factoren, waaronder de geologie van de grond, het type tunnel dat wordt gebouwd en de gebruikte graafmethode. Enkele veel voorkomende soorten tunnelondersteuningssystemen zijn:

  1. Rotsbouten: Dit zijn lange stalen staven die in boorgaten worden gestoken en op hun plaats worden gevoegd. Ze zorgen voor versterking en stabilisatie van de rotsmassa door de belastingen tussen de rotsblokken over te brengen.
  2. Spuitbeton: Dit is een opgespoten betonmengsel dat op het blootgestelde rotsoppervlak wordt aangebracht om een ​​dunne schaal te vormen, die als tijdelijke ondersteuning fungeert totdat de definitieve bekleding is aangebracht.
  3. Stalen bogen: Dit zijn geprefabriceerde of op maat gemaakte stalen bogen die worden gebruikt om het dak en de wanden van de tunnel te ondersteunen.
  4. Gewapend beton: Dit is een veelgebruikt bekledingsmateriaal voor tunnels. Gewapend beton wordt ter plaatse gestort of op een externe locatie geprefabriceerd en vervolgens in de tunnel geïnstalleerd.
  5. Stalen ribben en bekleding: Dit is een methode van tunnelondersteuning waarbij stalen ribben worden geïnstalleerd en vervolgens een houten bekleding ertussen wordt geplaatst. De bekleding helpt de grond op zijn plaats te houden totdat de definitieve bekleding is aangelegd.
  6. Grondbevriezen: Dit is een ondersteuningsmethode die wordt gebruikt in zachte grondomstandigheden waarbij de grond bevroren is met behulp van vloeibare stikstof of andere koelmiddelen. Hierdoor ontstaat er een ijsmuur rond de tunnel, die tijdelijke ondersteuning biedt totdat de definitieve bekleding is geïnstalleerd.

De keuze van het ondersteuningssysteem hangt af van de geologische omstandigheden, de uitgravingsmethode en het ontwerp van de tunnel. Het ondersteuningssysteem moet tijdelijke ondersteuning bieden tijdens het uitgraven en bouwen, maar ook op lange termijn ondersteuning om de stabiliteit van de tunnel gedurende zijn hele levensduur te behouden.

Rotsen en spuitbetonen

Rotsbouten en spuitbeton zijn twee veelgebruikte technieken die worden gebruikt voor tunnelondersteuning in ondergrondse constructies.

Bij het vastschroeven van rotsen worden gaten in de rotswand geboord en stalen bouten in de gaten gestoken, die vervolgens op hun plaats worden gevoegd. De bouten helpen de rots te ondersteunen en te voorkomen dat deze instort.

spuitbeton

Bij spuitbeton daarentegen wordt met behulp van een hogedrukslang een laag beton op de rotswand gespoten. Het beton biedt extra ondersteuning en helpt het vallen van stenen te voorkomen.

Beide technieken kunnen worden gebruikt in combinatie met andere ondersteuningssystemen, zoals stalen ribben of gaas, om extra versteviging aan de tunnelwanden en het dak te geven. Het specifieke ondersteuningssysteem dat wordt gebruikt, zal afhangen van de geologie van de tunnel en de ontwerpvereisten.

Stalen bogen en ribben

Stalen bogen en ribben worden vaak gebruikt in de tunnelconstructie om extra ondersteuning te bieden aan de tunnelbekleding. Ze zijn meestal gemaakt van staal of een combinatie van staal en beton en worden langs de tunnelwanden geïnstalleerd om de rotsmassa extra sterkte en stabiliteit te geven.

Bij ondiepe tunnels met een overspanning van minder dan 10 meter worden over het algemeen stalen bogen gebruikt, bij grotere tunnels met een overspanning van meer dan 10 meter stalen ribben. De stalen bogen of ribben worden doorgaans in een vooraf bepaald patroon geïnstalleerd en op hun plaats gehouden met behulp van rotsbouten, dit zijn lange stalen staven die zijn verankerd in de rots rondom de tunnel.

Het gebruik van stalen bogen en ribben is vooral nuttig in onstabiele rotsformaties, waar de rotsmassa de neiging heeft te vervormen of in te storten. De bogen of ribben kunnen helpen de last te herverdelen en extra ondersteuning te bieden aan de tunnelbekleding, wat de stabiliteit en veiligheid van de tunnel helpt garanderen.

Gewapend beton bekledingen

Gewapend beton wordt vaak gebruikt voor tunnelconstructies, omdat ze een duurzame en sterke structurele ondersteuning bieden. Gewapend betonbekledingen worden doorgaans gebruikt in tunnels met een grote diameter en hogere stabiliteitseisen. De voering biedt weerstand tegen externe belastingen, ondersteunt de belasting van de bovenliggende grond en beschermt de tunnel tegen binnendringend water en corrosie.

Het proces van het construeren van een bekleding van gewapend beton omvat de volgende stappen:

  1. Opzetten van bekisting: De bekisting, een tijdelijke constructie, wordt geplaatst in de vorm en grootte van de tunneldwarsdoorsnede.
  2. Wapeningsstaal plaatsen: Wapeningsstaal wordt volgens de ontwerpeisen in de bekisting geplaatst.
  3. Beton storten: Zodra het wapeningsstaal op zijn plaats zit, wordt beton in de bekisting gestort. Het betonmixontwerp is doorgaans ontworpen om een ​​hoge sterkte en duurzaamheid te bereiken.
  4. Uitharden: Nadat het beton is gestort, moet het gedurende een bepaalde periode worden uitgehard om zijn ontwerpsterkte te bereiken. Uitharding kan plaatsvinden door nat uitharden of door uithardingsmiddelen op het betonoppervlak aan te brengen.
  5. Ontkisten: Zodra het beton voldoende sterkte heeft bereikt, wordt de bekisting verwijderd, waardoor de verharde betonbekleding zichtbaar wordt.

Gewapend betonbekledingen kunnen in verschillende vormen en maten worden ontworpen, afhankelijk van het tunneluitlijning en de geologische omstandigheden. In sommige gevallen worden geprefabriceerde betonsegmenten gebruikt, die op een externe locatie worden vervaardigd en in de tunnel worden geassembleerd met behulp van gespecialiseerde apparatuur.

Uitdagingen en oplossingen voor de tunnelbouw

Tunnelbouw kan veel uitdagingen met zich meebrengen die moeten worden aangepakt om een ​​succesvolle voltooiing van het project te garanderen. Enkele veel voorkomende uitdagingen bij de tunnelbouw zijn:

  1. Geotechnische omstandigheden: De geologische omstandigheden van de locatie kunnen het bouwproces sterk beïnvloeden, waardoor het een grotere uitdaging wordt om de tunnel uit te graven. Tunnels die door harde rotsformaties zijn gebouwd, zijn bijvoorbeeld gemakkelijker uit te graven dan tunnels die door zachte grond zijn gebouwd.
  2. Grondwater: Grondwater kan een uitdaging vormen tijdens de tunnelbouw, omdat het de tunnelondersteuningssystemen kan verzwakken en instabiliteit kan veroorzaken. Er moeten adequate drainage- en ontwateringssystemen worden geïnstalleerd om overstromingen en schade aan de tunnel te voorkomen.
  3. Ventilatie: Ventilatie is van cruciaal belang bij de tunnelbouw om frisse lucht aan te voeren en stof, dampen en gassen te verwijderen die zich in de tunnel kunnen ophopen. Een goede ventilatie is noodzakelijk voor de veiligheid van werknemers en de efficiënte werking van apparatuur.
  4. Beperkte ruimte: De beperkte ruimte in de tunnel kan het moeilijk maken om zwaar materieel en materiaal te manoeuvreren, wat het bouwproces kan vertragen. Innovatieve oplossingen, zoals op afstand bestuurbare apparatuur en robotsystemen, kunnen deze uitdaging helpen verminderen.
  5. Veiligheid: Tunnelbouw kan gevaarlijk zijn vanwege het risico op instorting, vallende rotsen, overstromingen, branden en explosies. Er moeten strenge veiligheidsmaatregelen worden geïmplementeerd om werknemers en het publiek te beschermen.

Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, vereisen tunnelbouwprojecten een zorgvuldige planning en uitvoering. Moderne technologieën zoals computerondersteund ontwerp, simulatiemodellen en realtime monitoring kunnen helpen bij de planning en uitvoering van tunnelbouwprojecten. Bovendien kunnen ervaren tunnelprofessionals die de geologie en techniek van tunnels begrijpen, helpen potentiële uitdagingen te identificeren en effectieve oplossingen te ontwikkelen.

Waterinstroom en ontwatering

Tijdens de tunnelbouw is een van de grootste uitdagingen het omgaan met de waterinstroom. Water kan de tunnel binnensijpelen vanuit omringende rotsformaties of vanuit grondwater. Dit kan leiden problemen als overstromingen, instabiliteit van de uitgraving en erosie van de tunnelbekleding.

Om de waterinstroom te beheersen, wordt vaak een ontwateringssysteem geïnstalleerd. Dit omvat het installeren van pompen en drainagesystemen om water uit de tunnel te verwijderen terwijl deze wordt uitgegraven. Het ontwateringssysteem kan worden ontworpen om zowel de instroom van grondwater als oppervlaktewater te beheren.

In sommige gevallen kan grouting ook worden gebruikt om de waterinstroom te verminderen door holtes en breuken in de omringende rotsmassa op te vullen. Bovendien kan er een waterdicht membraan of voering worden geïnstalleerd om te voorkomen dat water überhaupt de tunnel binnendringt.

Andere uitdagingen tijdens de tunnelbouw kunnen het omgaan met moeilijke geologische omstandigheden zijn, zoals fout zones of sterk gebroken gesteente. Deze uitdagingen kunnen worden aangepakt door middel van zorgvuldig locatieonderzoek, geschikte opgravingsmethoden en effectieve ondersteuningssystemen.

Het is belangrijk op te merken dat elk tunnelbouwproject uniek is en zijn eigen uitdagingen met zich mee kan brengen, waarvoor op maat gemaakte oplossingen nodig zijn om deze te overwinnen.

Geologische en geotechnische gevaren

Geologische en geotechnische gevaren zijn veelvoorkomende uitdagingen tijdens de tunnelbouw. Deze gevaren kunnen bestaan ​​uit het barsten van rotsen, het samendrukken van de grond, breukzones, hoge waterstromen, gasemissies en andere ongunstige geologische en geotechnische omstandigheden.

Rotsuitbarstingen treden op wanneer spanningen in de rotsmassa de sterkte van het gesteente overschrijden, waardoor een plotselinge en gewelddadige breuk ontstaat. Het samendrukken van de grond ontstaat wanneer de rotsmassa vervormt onder hoge druk, wat leidt tot convergentie van de tunnelwanden. Breukzones kunnen problematisch zijn omdat ze losse en zwakke materialen kunnen bevatten, waarvoor mogelijk aanvullende ondersteuningsmaatregelen nodig zijn.

Hoge waterinstromen kunnen ook problemen opleveren tijdens de tunnelbouw. Ontwateringsmethoden kunnen nodig zijn om het binnendringen van water in de tunnel te beheersen. Gasemissies, zoals methaan, kunnen ook gevaarlijk zijn en vereisen zorgvuldige monitoring.

Oplossingen voor deze uitdagingen omvatten zorgvuldig locatieonderzoek en planning om potentiële gevaren te identificeren, het gebruik van geschikte tunnelondersteuningssystemen en de implementatie van effectieve ontwaterings- en ventilatiesystemen. Bovendien kan het gebruik van geavanceerde technologieën zoals 3D-modellering en computersimulaties helpen potentiële gevaren te identificeren en het ontwerp van het tunnelondersteuningssysteem te optimaliseren. Regelmatige monitoring tijdens de bouw kan ook helpen potentiële gevaren op te sporen en aan te pakken voordat deze een ernstig probleem worden.

Milieueffecten en verzachtende maatregelen

Tunnelbouw kan een reeks milieueffecten hebben, waaronder:

  1. Vernietiging en fragmentatie van habitats: De aanleg van tunnels kan fragmentatie en verlies van leefgebied voor een verscheidenheid aan flora en fauna veroorzaken.
  2. Bodemerosie en sedimentatie: De graaf- en bouwactiviteiten kunnen leiden tot bodemerosie en sedimentatie, wat schade kan toebrengen aan aquatische ecosystemen.
  3. Watervervuiling: De bouw van tunnels kan leiden tot het vrijkomen van verontreinigende stoffen in nabijgelegen waterbronnen, wat schadelijk kan zijn voor waterorganismen.
  4. Luchtvervuiling: Bij de constructie van tunnels kunnen stof, uitlaatgassen en andere verontreinigende stoffen in de lucht terechtkomen, wat schadelijk kan zijn voor de menselijke gezondheid en het milieu.
  5. Geluidsoverlast: De constructie van tunnels kan veel lawaai veroorzaken, wat omwonenden en dieren in het wild kan storen.

Om deze gevolgen te verzachten, kan een reeks maatregelen worden genomen, waaronder:

  1. Habitatherstel: Er kunnen pogingen worden ondernomen om het leefgebied te herstellen in gebieden die zijn getroffen door tunnelbouw.
  2. Erosie en sedimentbeheersing: Maatregelen zoals slibhekken en sedimentvijvers kunnen worden gebruikt om bodemerosie en sedimentatie te voorkomen.
  3. Waterbehandeling: Water kan worden behandeld voordat het wordt geloosd om verontreinigende stoffen te verwijderen.
  4. Beheersing van luchtverontreiniging: Maatregelen zoals stofbestrijding en het gebruik van voertuigen en apparatuur met een lage uitstoot kunnen worden toegepast om de luchtverontreiniging terug te dringen.
  5. Geluidsschermen en isolatie: Schermen en isolatie kunnen worden gebruikt om de hoeveelheid geluid die omwonenden en dieren in het wild bereikt te verminderen.
  6. Toezicht en naleving: Regelmatig toezicht kan worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat aan de milieunormen wordt voldaan en dat eventuele problemen die zich voordoen onmiddellijk kunnen worden aangepakt.

Onderhoud en renovatie van tunnels

Onderhoud en renovatie van tunnels zijn belangrijke aspecten van tunnelbeheer om de veilige en efficiënte werking ervan gedurende hun ontwerplevensduur te garanderen. Enkele van de belangrijkste activiteiten die betrokken zijn bij tunnelonderhoud en -rehabilitatie zijn:

  1. Routinematige inspectie en monitoring: Regelmatige inspectie en monitoring van tunnelconstructies, bekledingen en ondersteuningssystemen zijn noodzakelijk om tekenen van achteruitgang of schade op te sporen.
  2. Reiniging en verwijdering van vuil: Het regelmatig reinigen van de tunnel en het verwijderen van vuil, sediment en andere obstakels uit afvoersystemen, toegangstunnels en ventilatiesystemen is belangrijk om een ​​soepele en veilige werking te garanderen.
  3. Reparaties en onderhoud: Reparaties en onderhoudsactiviteiten zoals voegen, het opvullen van scheuren en het vervangen van beschadigde of gecorrodeerde componenten zijn essentieel om de integriteit van de tunnelconstructie te behouden.
  4. Upgrades en modernisering: Upgrades en modernisering van tunnelsystemen zoals verlichting, ventilatie en communicatiesystemen kunnen nodig zijn om de veiligheid en efficiëntie te verbeteren.
  5. Rehabilitatie en versterking: Rehabilitatie en versterking van tunnelconstructies kan nodig zijn als gevolg van achteruitgang of veranderingen in het gebruik van de tunnel.
  6. Risicobeheer en voorbereiding op noodsituaties: Plannen voor risicobeheer en voorbereiding op noodsituaties zijn belangrijk om de veiligheid van tunnelgebruikers te garanderen en de impact van eventuele incidenten of ongevallen te minimaliseren.

Over het geheel genomen vereisen tunnelonderhouds- en rehabilitatieactiviteiten een zorgvuldige planning en uitvoering om de effectiviteit ervan te garanderen en de verstoring voor tunnelgebruikers tot een minimum te beperken.

Bewaking en onderhoud van tunnels

Monitoring en onderhoud van tunnels zijn van cruciaal belang om de veiligheid en levensduur van de tunnelconstructie te garanderen. Regelmatige monitoring kan helpen tekenen van achteruitgang of schade te identificeren, die kunnen worden aangepakt voordat ze grote problemen worden. Enkele veelgebruikte methoden voor het monitoren van tunnels zijn visuele inspecties, instrumentatie en niet-destructief onderzoek.

Visuele inspecties omvatten het fysiek inspecteren van de tunnel op tekenen van slijtage, zoals scheuren, lekken en schade aan de bekleding of ondersteuningssystemen. Instrumentatie omvat het installeren van sensoren om verschillende parameters te meten, zoals temperatuur, vochtigheid, waterdruk en grondbeweging. Niet-destructieve testtechnieken zoals grondradar, ultrasoon testen en magnetische deeltjesinspectie kunnen ook worden gebruikt om de integriteit van de tunnelstructuur te beoordelen.

Onderhoudswerkzaamheden kunnen bestaan ​​uit het schoonmaken van de tunnel, het repareren van schade of lekkages en het vervangen van versleten of beschadigde onderdelen zoals verlichting, ventilatiesystemen en ondersteuningssystemen. Rehabilitatie kan nodig zijn om grotere schade of achteruitgang aan te pakken, en kan technieken omvatten zoals voegen, spuitbeton of het aanbrengen van een nieuwe bekleding.

Over het algemeen zijn regelmatige monitoring en onderhoud van cruciaal belang om de veiligheid en functionaliteit van tunnels op de lange termijn te garanderen, en kunnen ze dure reparaties of zelfs catastrofale storingen helpen voorkomen.

Casestudies van tunnelbouwprojecten

Er zijn veel voorbeelden van belangrijke tunnelbouwprojecten over de hele wereld. Hier zijn een paar opmerkelijke:

  1. Kanaaltunnel: Deze tunnel, ook bekend als de ‘Chunnel’, verbindt het Verenigd Koninkrijk en Frankrijk onder het Engelse Kanaal. De tunnel is 31.4 kilometer lang en is daarmee de langste onderwatertunnel ter wereld. De tunnel bestaat uit twee parallelle spoortunnels en een diensttunnel.
  2. Gotthard-basistunnel: Deze tunnel, gelegen in Zwitserland, is momenteel de langste spoortunnel ter wereld en is 35.5 ​​kilometer lang. Het is een belangrijk onderdeel van de nieuwe spoorverbinding door de Alpen, die Zürich en Milaan met elkaar verbindt.
  3. Alaskan Way Viaduct Replacement Tunnel: Deze tunnel, gelegen in Seattle, Washington, verving een verouderde verhoogde snelweg die kwetsbaar was voor aardbevingen. De tunnel is drie kilometer lang en voert State Route 99 onder het centrum van Seattle door.
  4. Crossrail: Dit is een grote nieuwe spoorlijn die momenteel in Londen, Engeland wordt aangelegd. Het omvat een 13 mijl lange tunnel met dubbele boring die onder de stad doorloopt en 40 stations met elkaar verbindt.
  5. Hong Kong-Zhuhai-Macau-brug: Dit brugtunnelproject verbindt de steden Hong Kong, Zhuhai en Macau in China. Het omvat een tunnelgedeelte van 4.2 km lang dat onder de Zuid-Chinese Zee loopt.

Deze projecten brachten allemaal unieke uitdagingen met zich mee op het gebied van geologie, locatieomstandigheden en constructiemethoden. Het zijn goede voorbeelden van het belang van zorgvuldige planning, locatieonderzoek en ontwerp bij de succesvolle bouw van tunnels.

Lessen getrokken uit mislukte tunnelbouwprojecten

De lessen die zijn geleerd uit mislukte tunnelbouwprojecten kunnen ingenieurs en bouwprofessionals helpen soortgelijke fouten in de toekomst te voorkomen. Enkele veel voorkomende redenen voor het mislukken van de tunnelbouw zijn onder meer slecht onderzoek van de locatie, ontoereikend ontwerp en planning, onvoldoende ondersteuningssystemen en onvoorziene geologische of geotechnische omstandigheden.

De ineenstorting van de tunnel die in 2006 werd gebouwd voor het Big Dig-snelwegproject in Boston, Massachusetts, was bijvoorbeeld te wijten aan een combinatie van factoren, waaronder onvoldoende onderzoek ter plaatse, een gebrekkig ontwerp en slechte bouwpraktijken. Als gevolg hiervan moest het bouwteam uitgebreide herstelwerkzaamheden uitvoeren om de problemen aan te pakken, wat leidde tot aanzienlijke vertragingen en kostenoverschrijdingen.

Ook de bouw van het Crossrail-project in Londen liep vertraging op en kreeg te maken met kostenoverschrijdingen als gevolg van onverwachte geologische en geotechnische omstandigheden. Het project kreeg te maken met uitdagende bodemomstandigheden, waaronder zand-, grind- en kleilagen, die aanvullende steun- en versterkingsmaatregelen vereisten.

Lessen die uit dergelijke incidenten kunnen worden getrokken, zijn onder meer de noodzaak van rigoureus onderzoek en testen op de locatie, betere communicatie tussen ontwerpers en bouwteams, de implementatie van robuustere veiligheidsprotocollen en het gebruik van geavanceerde technologieën en apparatuur om bouwactiviteiten te monitoren en te beheren.

Referenties

  1. Bel, FG (2007). Technische geologie en constructie. Spon-pers.
  2. Hoek, E., en Bray, J. (2014). Rotshellingtechniek: civiel en mijnbouw. CRC-pers.
  3. Krampe, J., Müller, J., en Neumann, F. (2017). Ondergrondse techniek: planning, ontwerp, constructie en exploitatie van de ondergrondse ruimte. Springer.
  4. Nationale grondwatervereniging. (2019). Grondwater en putten. CRC-pers.
  5. Novakowski, KS, en Wilkin, RT (2011). Grondwater- en bodemsanering: procesontwerp en kostenraming van bewezen technologieën. John Wiley & Zonen.
  6. Robery, PC (2013). Inleiding tot tunnelen. CRC-pers.
  7. Rojek, J. (2015). Tunneling en tunnelmechanica: een rationele benadering van tunneling. CRC-pers.
  8. Terzaghi, K., Peck, RB, en Mesri, G. (1996). Bodemmechanica in de ingenieurspraktijk. John Wiley & Zonen.
  9. Willems, DJ (2013). Geotechnische engineering van dammen. CRC-pers.
  10. Yilmaz, I. (2010). Seismische gegevensanalyse: verwerking, inversie en interpretatie van seismische gegevens. Society of Exploration Geofysici.