In de grote hal van het Stevinlaboratorium II bij Civiele Techniek staat sinds kort een opstelling die zelfs voor civiele begrippen groot is. Op een schaal van één op één is een gedeelte van de betonnen tunnelbuis van de Botlektunnel nagebouwd.
Daarmee worden de krachten gesimuleerd die bij de bouw van een geboorde tunnel kunnen optreden.
,,De opstelling is ongeveer 15 meter in diameter, 5 meter hoog en zo’n 125 ton zwaar”, legt ir. J. den Uijl van de vakgroep betonconstructies uit. ,,Maar dat moet ook, want bij beton kunnen effecten optreden die afhankelijk zijn van de schaal.” Samen met ir. P. van Staalduinen van TNO Bouw is Den Uijl projectleider van de tunnelproeven.
De proeven worden gedaan in opdracht van de HSL-Zuid en de Managementgroep Betuweroute. Bij de aanleg van de Heijnenoordtunnel, die ook geboord is, bleek namelijk dat de krachten op de tunnelbuis groter waren dan verwacht. Daardoor beschadigden de betonnen elementen. ,,Daarbij moet je niet denken aan instortingsgevaar”, meent Den Uijl. ,,In het ongunstigste geval ontstaan er scheuren die met kunsthars geïnjecteerd moeten worden om geen vocht binnen te krijgen. Want water in de tunnel is natuurlijk sowieso niet goed, maar door vocht kan ook de stalen wapening gaan roesten. Dus daar is de opdrachtgever niet zo blij mee.”
Tijdens het boren van een tunnel worden steeds meer betonnen ringen in de buis aangebracht. Elke ring bestaat uit zeven elementen, van elk zes ton, en een wigvormige sluitsteen. Om verder te boren zet de boor zich af op de betonnen ring. Als de boor verder opschuift komen de elementen vrij te liggen, waardoor ook de grond erop drukt.
Beschadigingen
Om de krachten te simuleren zijn drie ringen boven elkaar opgebouwd. De betonnen elementen die daarvoor zijn gebruikt, waren anders in de tunnelbuis van de Botlektunnel terechtgekomen. Dat de tunnelbuis staat in plaats van ligt, heeft volgens Den Uijl geen merkbaar effect. ,,De zwaartekracht is te verwaarlozen ten opzichte van de andere krachten die we erop aanbrengen.”
De boor wordt gesimuleerd door veertien vijzels, die elk met een kracht van 500 ton op de buis kunnen drukken, de gronddruk door 84 vijzels, 28 per ring, die de elementen samendrukken. Met behulp van een lasersysteem wordt de vervorming van de tunnelbuis bepaald en ook de onderlinge verplaatsingen van de elementen worden gemeten.
Welke kracht er op de ringen wordt aangebracht is van te voren nauwkeurig bepaald. ,,Vaak wordt bij dit soort experimenten de kracht net zo lang opgevoerd tot het misgaat en er beschadigingen optreden”, vertelt Den Uijl. ,,Dat doen we hier niet. We hebben berekend hoe groot de krachten maximaal zijn tijdens de bouw van de tunnel en die gebruiken wij ook. We gaan er namelijk vanuit dat er daarna geen grotere krachten zullen optreden.”
De opstelling is inmiddels helemaal af. Deze maand wordt hetmodel getest, zodat de echte metingen in oktober gedaan kunnen worden. Na oktober wil Den Uijl doorgaan met meten aan de tunnelbuis. ,,We willen hem nog vier jaar laten staan”, vertelt hij. ,,Om bijvoorbeeld te testen wat het effect is van andere betonsoorten. Nu wordt er traditioneel gewapend beton gebruikt, maar mischien voldoet een andere betonsoort wel veel beter.”
In de grote hal van het Stevinlaboratorium II bij Civiele Techniek staat sinds kort een opstelling die zelfs voor civiele begrippen groot is. Op een schaal van één op één is een gedeelte van de betonnen tunnelbuis van de Botlektunnel nagebouwd. Daarmee worden de krachten gesimuleerd die bij de bouw van een geboorde tunnel kunnen optreden.
,,De opstelling is ongeveer 15 meter in diameter, 5 meter hoog en zo’n 125 ton zwaar”, legt ir. J. den Uijl van de vakgroep betonconstructies uit. ,,Maar dat moet ook, want bij beton kunnen effecten optreden die afhankelijk zijn van de schaal.” Samen met ir. P. van Staalduinen van TNO Bouw is Den Uijl projectleider van de tunnelproeven.
De proeven worden gedaan in opdracht van de HSL-Zuid en de Managementgroep Betuweroute. Bij de aanleg van de Heijnenoordtunnel, die ook geboord is, bleek namelijk dat de krachten op de tunnelbuis groter waren dan verwacht. Daardoor beschadigden de betonnen elementen. ,,Daarbij moet je niet denken aan instortingsgevaar”, meent Den Uijl. ,,In het ongunstigste geval ontstaan er scheuren die met kunsthars geïnjecteerd moeten worden om geen vocht binnen te krijgen. Want water in de tunnel is natuurlijk sowieso niet goed, maar door vocht kan ook de stalen wapening gaan roesten. Dus daar is de opdrachtgever niet zo blij mee.”
Tijdens het boren van een tunnel worden steeds meer betonnen ringen in de buis aangebracht. Elke ring bestaat uit zeven elementen, van elk zes ton, en een wigvormige sluitsteen. Om verder te boren zet de boor zich af op de betonnen ring. Als de boor verder opschuift komen de elementen vrij te liggen, waardoor ook de grond erop drukt.
Beschadigingen
Om de krachten te simuleren zijn drie ringen boven elkaar opgebouwd. De betonnen elementen die daarvoor zijn gebruikt, waren anders in de tunnelbuis van de Botlektunnel terechtgekomen. Dat de tunnelbuis staat in plaats van ligt, heeft volgens Den Uijl geen merkbaar effect. ,,De zwaartekracht is te verwaarlozen ten opzichte van de andere krachten die we erop aanbrengen.”
De boor wordt gesimuleerd door veertien vijzels, die elk met een kracht van 500 ton op de buis kunnen drukken, de gronddruk door 84 vijzels, 28 per ring, die de elementen samendrukken. Met behulp van een lasersysteem wordt de vervorming van de tunnelbuis bepaald en ook de onderlinge verplaatsingen van de elementen worden gemeten.
Welke kracht er op de ringen wordt aangebracht is van te voren nauwkeurig bepaald. ,,Vaak wordt bij dit soort experimenten de kracht net zo lang opgevoerd tot het misgaat en er beschadigingen optreden”, vertelt Den Uijl. ,,Dat doen we hier niet. We hebben berekend hoe groot de krachten maximaal zijn tijdens de bouw van de tunnel en die gebruiken wij ook. We gaan er namelijk vanuit dat er daarna geen grotere krachten zullen optreden.”
De opstelling is inmiddels helemaal af. Deze maand wordt hetmodel getest, zodat de echte metingen in oktober gedaan kunnen worden. Na oktober wil Den Uijl doorgaan met meten aan de tunnelbuis. ,,We willen hem nog vier jaar laten staan”, vertelt hij. ,,Om bijvoorbeeld te testen wat het effect is van andere betonsoorten. Nu wordt er traditioneel gewapend beton gebruikt, maar mischien voldoet een andere betonsoort wel veel beter.”
Comments are closed.