Catalogus van de Onderzoeksbibliotheek Groene Hart Tunnel

Ministerie van Verkeer en Waterstaat

Rijkswaterstaat

Catalogus van de Onderzoeksbibliotheek Groene Hart Tunnel Onderzoeksprogramma GHT 1998 t/m 2005 Rijkswaterstaat HSL-Zuid

PBON/643514

Catalogus van het onderzoeksprogramma Groene Hart Tunnel 1998-2005

PBON/653514

2 (2

11-7-2005)


INHOUDSOPGAVE 1

Inleiding 1.1 Achtergrond 1.2 Inhoud onderzoeksprogramma 1.3 Afronding van het onderzoeksprogramma 1.4 De bibliotheek 1.5 Lijst van thema’s t.b.v. kruisverwijzingen

7 7 7 10 12 14

2

Onderzoeksgebied Geotechniek 2.1 Analyse kwaliteit uitkomende grond (COB-K200) 2.2 Stortgeschikte werken 2.3 Verzilting 2.4 Invloed op constructie 2.5 Zwel (COB- F200/210) 2.6 Deformaties en boortechnologie bij Sophiaspoortunnel (COB-F200/220) 2.7 Trekpalen (CUR123) 2.8 Geotechniek (COB-F300/330) 2.9 Numerieke analyse boorproces 2.10 Numerieke analyse exploitatiefase 2.11 Cyclische triaxiaalproeven 2.12 Inventarisatie detectiesystemen 2.13 Ontwikkeling detectiesystemen 2.14 Beproeving detectiesystemen 2.15 Adviezen startschacht 2.16 Terugwinnen combiwanden 2.17 Probabilistisch rekenen (Delft Cluster 2) 2.18 Eigenschappen van zand met weinig bentoniet

17 17 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21 21 22 22 22 23 23 24

3

Onderzoeksgebied Tunnelconstructie 3.1 Krachtswerking in de lining van een DOT-tunnel 3.2 Onderzoeksvragen brandbelasting 3.3 Duurzaamheidsonderzoek TNO 3.4 Beoordeling duurzaamheid van tunnelontwerp door COWI 3.5 Dwarsverbindingen in geboorde tunnels 3.6 Haalbaarheid uitvoering dwarsverbindingen 3.7 Literatuurstudie dwarsverbindingen I 3.8 Literatuurstudie dwarsverbindingen II (COB- F300/340) 3.9 Uitvoeringsaspecten grondbevriezing 3.10 Bevriezen van grond, state of the art 3.11 Experimentele analyse van het vervormingsgedrag van bevroren grond 3.12 Experimenteel vries-onderzoek Westerscheldetunnel (COB-F100) 3.13 Vriesadvies van Geo Research Institute 3.14 Literatuurstudie montagespanningen (COB- F300/340) 3.15 Montagespanningen (COB- F300/340) 3.16 Tunnelconstructie bij Sophiaspoortunnel (COB-F200/230) 3.17 Laboratoriumproef tunnelringen 3.18 Kennisuitwisseling omtrent montagespanningen tussen NL en Japan

25 25 25 26 26 26 27 28 28 29 29 30 30 31 31 32 33 33 34

PBON/653514

3 (3

11-7-2005)


3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 3.32 3.33 3.34 3.35 3.36 3.37 3.38 3.39

Parameterstudie laboratoriumproef deel 2 Additionele analyse kritische doorsneden Boortunnel Groene Hart Ontwikkeling Ansys 3D-EEM programma ‘BorTAS’ Vervolg laboratoriumproef (TU promotieonderzoek en DelftCluster onderzoek) Schade aan tunnellining Analyse 2D modellen, vergelijking lab.proef en 3D modellen Luchtschachten op de HSL tunnel onder het Groene Hart Duurzaamheid van beton met polypropeenvezels Brandwerendheid van segmenten met polypropeenvezels 3D analyse door GeoDelft als ondersteuning van 3D rekenmodellen HSL-Zuid Tunnelconstructie (COB F510/512) Delft Cluster 1 Duurzaamheid betonnen ondergrondse infrastructuur Schade aan tunnellining; nadere analyse bouwfase Schade aan tunnellining; invloed plaatsingsonnauwkeurigheden Groutbelasting op een tunnellining Vertaling Japanse ontwerpvoorschriften Vergelijking van rekenmodellen met praktijkmetingen Parameterstudie duurzaamheid boortunnel Groene Hart Analytische modellering vervormingsgedrag en krachtswerking Invloed van boorgaten voor brandwerende bekleding op levensduur GHT Analyse van scheuren en schade aan lining GHT

34 34 35 35 36 36 37 37 38 38 39 39 40 41 41 42 43 43 44 44 45

4

Onderzoeksgebied Boortechnologie 4.1 Boorfrontstabiliteit DOT 4.2 Stromingsgedrag grout in staartspleet 4.3 Groutbehaviour 4.4 Groutproces 4.5 Advisering over boorproces en TBM door Geo Research Institute 4.6 TBM bij Botlekspoortunnel (COB- F300/310) 4.7 Boorfrontstabiliteit 4.8 Groutonderzoek (Delft Cluster 2) 4.9 Deformaties en boortechnologie bij Sophiaspoortunnel (COB-F200/220) 4.10 Evaluatie groutdrukmetingen Botlekspoortunnel 4.11 Plasticiteit in de grond door groutinjectie 4.12 Constructieve veiligheid van lining bij extreme groutdrukken

47 47 47 47 48 48 49 49 50 50 51 52 52

5

Onderzoeksgebied Dynamica 5.1 Trillingsimmissie nabij GHT 5.2 Dynamische aspecten van aanleg en exploitatie Groene Harttunnel HSL 5.3 Aanscherping prognose trillingen tijdens aanleg en exploitatie Groene Harttunnel 5.4 Dynamische beschouwingen boortunnelmodel 5.5 Trillingsprognose dubbelsporige Groene Harttunnel 5.6 Uitwisseling van kennis van Dynamica tussen NL en Japan 5.7 Benchmark dynamicamodellen m.b.v. Japanse metingen 5.8 Laagfrequent geluid 5.9 Seismische sonderingen 5.10 Dynamische eigenschappen van een geboorde tunnel 5.11 Bepaling tunneldoorsnede en aanvullende maatregelen 5.12 Sonic Boom

55 55 55 56 57 57 58 58 59 59 60 60 61

PBON/653514

4 (4

11-7-2005)


5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 5.20 5.21 5.22

6

Voorontwerpstudie voor inlaatportaaldemper Aanpassing ontwerp inlaatportaaldemper Trillingsmetingen TBM Botlekspoortunnel Dynamica Botlekspoortunnel (COB- F300/320) Trillingshinder (CUR- L400) Trillingshinder ondergrondse logistieke systemen (CUR- L400-OLS) Vibrations GHT Trillingen (COB- F510/511) Betrouwbaarheid trillingspredicties en reducerende maatregelen (Delft Cluster 1) Validatiemetingen HST passages. (Delft Cluster 2)

Onderzoeksgebied risicobeheersing 6.1 Logistiek van Referentieontwerp 6.2 Vergelijking verschillende tunneltypen 6.3 Double –O- Tube 6.4 Dubbelsporige Boortunnel 6.5 Risicoverdeling in Design & Construct contract 6.6 Risicoanalyse ontwerp en uitvoering GHT 6.7 Risicoanalysemodel tunnelveiligheid 6.8 Parameterstudies met risicoanalysemodel tunnelveiligheid 6.9 CFD-berekeningen (tunnelveiligheid) 6.10 Betrouwbaarheid planningen boortunnels 6.11 Logistiek 6.12 Catsby-GIS link 6.13 Monitoringprotocollen 6.14 Data-acquisitiesysteem (DAS) 6.15 Vergelijking korte en lange boortunnelvariant HSL-Zuid onder het Groene Hart 6.16 Datamanagement Ondergronds Bouwen (COB- G105) 6.17 Monitoringsfilosofie HerMes (Delft Cluster 1) 6.18 Risicobeheersing bij een toetsende rol (Delft Cluster 2) 6.19 Monitoring opzet voor aantasting boortunnels (Delft Cluster 2) 6.20 Experimenteel onderzoek aan dummy segmenten 6.21 Luchtkwaliteit in boortunnels tijdens de bouwfase

PBON/653514

5 (5

62 62 63 63 64 64 65 65 66 67

69 69 69 70 70 71 72 72 73 73 74 74 75 75 76 76 76 77 78 79 79 80

11-7-2005)


PBON/653514

6 (6

11-7-2005)


1 Inleiding 1.1

Achtergrond

In 1998 is door het projectbureau Boortunnel van de projectorganisatie HSL-Zuid een onderzoeksprogramma opgesteld. Dit programma was aanvankelijk bedoeld om risicovolle onderwerpen omtrent ontwerp, contractering, uitvoering en exploitatie te onderzoeken. De onderzoeksprojecten zijn door HSL-Zuid zelf uitgevoerd (of uitbesteed) of er is geparticipeerd in externe projecten, o.a. projecten van het Centrum Ondergronds Bouwen (COB). De belangrijkste doelen van het onderzoeksprogramma zijn: x Beheersing van complexe risico’s; x Optimalisatie van aangeboden oplossingen; x Kostenreductie; x Grensverlegging van kennis. Na de contractering van de Groene Hart Tunnel is het onderzoeksprogramma uitgebreid door deelname aan het Gemeenschappelijk Praktijkonderzoek Boortunnels (GPB) en door deelname aan het Delft Cluster onderzoeksprogramma. Het karakter van het onderzoeksprogramma is daardoor wel veranderd. Door samenwerking met het Delft Cluster (DC) was er meer wetenschappelijke inbreng. Bovendien werden de resultaten van de onderzoeksprogramma’s van GPB en DC op langere termijn verwacht. De focus van het onderzoeksprogramma verschoof daarmee van de Groene Hart Tunnel naar kennisontwikkeling t.b.v. toekomstige projecten voor ondergrondse infrastructuur. Dit document geeft een overzicht van het onderzoeksprogramma Groene Hart Tunnel. Het document is de catalogus van de onderzoeksbibliotheek waarin de resultaten (rapporten) van circa 8 jaar onderzoek zijn opgenomen.

1.2

Inhoud onderzoeksprogramma

1.2.1 Onderzoeksgebieden en thema’s Het onderzoeksprogramma beslaat vijf onderzoeksgebieden. Per gebied zijn er een aantal thema’s. De onderstaande tabel geeft hiervan een overzicht. Tabel 1 Onderzoeksgebieden en thema’s Onderzoeksgebied Thema x Diepe Bouwputten Geotechniek x Verzilting x Uitkomende grond x Losgepakt zand x Obstakeldetectie x Rekenmethoden geotechniek x Gronddeformaties rond boortunnels x Krachtswerking lining Tunnelconstructie x Montagespanningen x Dwarsverbindingen (&luchtschachten)

PBON/653514

7 (7

11-7-2005)


Onderzoeksgebied

Boortechnologie

Dynamica

Risicobeheersing

Thema x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

Grondbevriezing Duurzaamheid Brandwerendheid Kennisuitwisseling met Japan Boorfrontstabiliteit Groutinjectie Groutbelasting Deformaties en Zettingen Tunnelboormachine Trillingen in omgeving Laagfrequent geluid Dynamische respons tunnelconstructie Drukgolven Betrouwbaarheid trillingspredicties Tunnelveiligheid Risicoanalyse uitvoering Risicomanagement Monitoring Planning en logistiek Tunnelvarianten

1.2.2 Afbakening Het onderzoeksprogramma is geïnitieerd door het projectbureau Boortunnel. Dit projectbureau is daarna onderdeel geworden van projectbureau Noordelijk Holland, later van projectbureau Noord en anno 2005 van projectbureau Onderbouw. De scope van het onderzoeksprogramma is al die jaren echter niet gewijzigd: onderzoeksprojecten met betrekking tot ontwerp, uitvoering en exploitatie van geboorde tunnels met grote diameters. Binnen HSL-Zuid zijn er geen andere onderzoeksprogramma’s met een dergelijke opzet. Uiteraard is er HSL-breed ook onderzoek verricht. Voorbeelden daarvan zijn: Drukgolven in tunnels, No RECESS; BoBo300 en tunnelveiligheid. Deze onderzoeken dateren van voor de contractering van de onderen bovenbouw. Na de contractering zullen studies door de projectbureaus van de HSL-Zuid meestal vanuit een concrete vraag over ontwerp of uitvoering of exploitatie zijn opgestart. Hiervan bestaat geen overzicht. De criteria voor het wel of niet opnemen van een studie of onderzoek in het onderzoeksprogramma GHT zijn overigens niet helder. Zo zijn er voor de Groene Hart Tunnel studies verricht die niet in het onderzoeksprogramma zijn opgenomen. Als voorbeeld wordt genoemd de recente haalbaarheidstudies naar toepassing van Fendolite en Promatect brandwerende bekleding. Deze studies passen uitstekend in het onderzoeksprogramma en hebben veel kennis gegenereerd voor toekomstige projecten. Met nadruk wordt daarom gesteld dat voor een onderzoeksgebied of thema de beschikbare rapporten geen compleet beeld geven van alle kennis binnen de HSL-Zuid. 1.2.3

Onderzoekspartners

Centrum Ondergronds Bouwen In het jaar 2000 is de overeenkomst Gemeenschappelijk Praktijkonderzoek Boortunnels (GPB) tot stand gekomen. In deze overeenkomst nemen de volgende partijen deel: Managementgroep

PBON/653514

8 (8

11-7-2005)


Betuweroute, Projectorganisatie HSL-Zuid, De gemeente Amsterdam en het Centrum Ondergronds Bouwen. In het Centrum Ondergronds Bouwen zijn ook Delft Cluster en Rijkswaterstaat Bouwdienst vertegenwoordigd Deze overeenkomst betreft het uitvoeren van een gemeenschappelijk onderzoeksprogramma in het kader van kennisontwikkeling op het gebied van geboorde tunnels. Het doel van dit onderzoeksprogramma is: x Het verhogen van het algemeen kennisniveau; x Het realiseren van kostenbesparingen door middel van het uitwisselen van kennis. Aan de overeenkomst is een masterplan gehecht dat dient als raamwerk voor de inhoud, financiering en planning van de uit te voeren praktijkonderzoeken. Rijkswaterstaat HSL-Zuid (toen Projectorganisatie HSL-Zuid) heeft zich aan dit praktijkonderzoek gecommitteerd voor een bedrag van 907.560 Euro (2 Miljoen Gulden). Het totale onderzoeksbudget bedraagt 7,26 Mio Euro (16 Miljoen Gulden; in geld en uren). Er worden vanuit het GPB bij vijf tunnels praktijkonderzoeken verricht: 1. Tunnel Pannerdensch kanaal, 2. Sophiaspoortunnel, 3. Westerschelde tunnel, 4. Groene Hart Tunnel, 5. Noord-Zuidlijn In de projectplannen van deze praktijkonderzoeken zijn veel van de thema’s uit Tabel 1 aanwezig. De meeste (deel)onderzoeken van deze praktijkonderzoeken zijn daarom als projecten in het onderzoeksprogramma GHT opgenomen. Het praktijkonderzoek Groene Hart Tunnel richt zich op de onderzoeksgebieden: 1. Dynamica met als thema trillingen in omgeving 2. Tunnelconstructie met als thema’s krachtswerking in lining en staartspleetinjectie Delft Cluster Delft Cluster is een samenwerkingsverband tussen de Delftse instituten: TU delft, TNO, Geodelft, WL (Delft Hydraulics) en IHE. Delft Cluster krijgt voor haar onderzoeksprojecten 30% financiering van de overheid (ICES, BSIK) onder de voorwaarde dat de projecten voor 30% door marktpartijen worden gefinancierd. HSL-Zuid is één van de marktpartijen. Er zijn twee overeenkomsten gesloten tussen HSL-Zuid en Delft Cluster. De projecten uit het eerste contract ‘Delft Cluster 1’ hebben reeds ICES financiering toegewezen gekregen. De projecten uit het tweede contract zijn de zg. Delft Cluster initiatieprojecten die volledig door HSL-Zuid zijn gefinancierd. Het is de bedoeling dat deze initiatieprojecten deel zullen gaan uitmaken van ‘Delft Cluster 2’. Het onderzoeksprogramma voor ‘Delft Cluster 2’ zal in 2005 definitief worden vastgesteld. HSL-Zuid zal haar betrokkenheid bij Delft Cluster 2 voor enkele thema’s overdragen aan de Bouwdienst. Het totale onderzoeksbudget van HSL-Zuid voor deze DC-projecten bedraagt 898.000 Euro. In Tabel 2 staat een overzicht van deze projecten (incl. een verwijzing naar het nummer van het onderzoeksproject in deze catalogus).

PBON/653514

9 (9

11-7-2005)


Tabel 2 Delft Cluster projecten Delft Cluster 1 Duurzaamheid betonnen ondergrondse infrastructuur (#3.30) Betrouwbaarheid trillingspredicities en reducerende maatregelen (#5.21) Monitoringsfilosofie HERMES (#6.17)

DC initiatieprojecten Probabilistisch rekenen (#2.17) Groutonderzoek (#4.8) Validatiemetingen HST passages (#5.22) Risicobeheersing bij toetsende rol (#6.18) Monitoringopzet voor aantasting boortunnels (#6.19)

HSL budget: 326 kEuro

HSL-budget: 572 kEuro

Universiteiten Het onderzoeksprogramma telt circa 20 afstudeerprojecten. Het merendeel betreft afstudeerprojecten van studenten van de Technische Universiteit Delft, faculteit Civiele Techniek. Er is daarbij ook sprake van series van onderzoeken naar bijvoorbeeld: montagespanningen, risicoanalyses van verschillende tunnelvarianten of groutstroming. Bouygues / Koop Tijdens en na de contractering van de aanleg van de tunnel is er overleg geweest met de aannemer: consortium Bouygues / Koop over de gezamenlijke opzet en uitvoering van een aantal onderzoeksprojecten (met name trillingen, groutstroming en monitoring boorproces). Tot gezamenlijk onderzoek heeft dit echter niet geleid. Wel is het consortium Bouygues / Koop zeer coöperatief geweest bij de voorbereiding en uitvoering van metingen voor diverse 1 onderzoeksprojecten bij de Groene Hart Tunnel .

1.3

Afronding van het onderzoeksprogramma

Resultaat Het onderzoeksprogramma omvat circa 100 projecten. Vrijwel alle projecten zijn afgerond. De bibliotheek bestaat uit meer dan 200 onderzoeksrapporten. De rapportages van deze projecten kunnen worden opgesplitst in vier grofweg gelijke porties te weten: 1. onderzoek geïnitieerd door HSL-Zuid; 2. onderzoek door studenten van universiteiten; 3. onderzoek door COB; 4. onderzoek door Delft Cluster. Bijzondere projecten of bijzondere resultaten Enkele bijzonderheden uit het onderzoeksprogramma zijn: x De grote tunnelproef in het Stevin Laboratorium van de TU-Delft. HSL-Zuid was een van de initiatiefnemers van dit project. In het laboratorium is een beproevingsopstelling gebouwd waarin drie tunnelringen mechanische kunnen worden belast. De uitgevoerde proeven waren een belangrijke schakel in het onderzoek naar montagespanningen in geboorde tunnels. In 2005 wordt met deze opstelling een laatste proevenserie uitgevoerd met als thema bezwijkveiligheid van boortunnels. Na deze proeven zal de opstelling worden ontmanteld. 1

Bijvoorbeeld bij trillingsmetingen in en om het patrimoniumpark voor COB F511; bij vervormingsmetingen voor COB F512; en bij de

instrumentatie van segmenten voor levensduurmetingen voor Delft Cluster

PBON/653514

10 (10

11-7-2005)


x

De kennisuitwisseling met Japan. Dankzij de contacten van GeoDelft met het Geo Research Institute in Japan is kennis uit Japan over boortechnologie, montagespanningen en trillingen in Nederland terecht gekomen. Het GRI is aanvankelijk geraadpleegd tijdens de voorbereiding van de contractering en beoordeling van de aanbiedingsontwerpen. Later is via GRI ook een contact ontstaan met het Railway Technical Research Institute (RTRI) dat haar kennis over drukgolven en trillingen met de HSL-Zuid heeft gedeeld. x Het onderzoek naar Sonic Boom. HSL-breed is er onderzoek verricht naar drukgolven. Bijzonder voor de Groene Hart Tunnel is het verschijnsel sonic boom. De sonic boom is een geluids-aspect van drukgolven bij tunnelingangen. Het is waargenomen in Japan. Het houdt verband met de steiler worden van de gradient van het front van een drukgolf. Het steiler worden is relevant in lange tunnels met een gladde wand. In samenwerking met het waterloopkundig laboratorium is een inlaatportaaldemper ontworpen om deze bron van geluidshinder voor de GHT te beperken. x Er zijn veel projecten geweest rond de thema’s Krachtswerking lining en Montagespanningen. De aanleiding daarvoor waren de geconstateerde schades aan de lining bij de Tweede Heinenoordtunnel en de COB-K100-conclusie dat de bouwfase en niet de gebruiksfase maatgevend was voor het liningontwerp. De oorzaken van de montagespanningen en de schadebeelden zijn de afgelopen jaren goed in kaart gebracht. De aandacht lijkt zich nu te verschuiven naar de rol van het groutproces op de montagespanningen. In diverse projecten zijn groutbelastingen gemeten maar een sluitende verklaring voor de ontwikkeling van deze belasting ontbreekt nog. De aandacht voor grout is er ook vanuit de geotechniek i.v.m. de predicties van zettingen. Op diverse fronten wordt gekozen voor een integrale rekenkundige benadering van het systeem TBM, grout, grond en lining. x Het thema trillingen in de omgeving vindt zijn oorsprong in de vraag om prognoses van schade en hinder door trillingen voor de huizen nabij de Groene Hart Tunel in de fase voor de contractering. Het thema trillingen -soms gecombineerd met het thema contactgeluid- heeft in dit programma veel aandacht gekregen. De onderzoeksprojecten betreffen niet alleen de trillingshinder in de gebruiksfase (HST-passage), maar ook in de bouwfase van tunnels (bewegingen van TBM en werktreinen). Opvallend is het Delft Cluster project (#5.21) dat ingaat op de betrouwbaarheid van prognoses. Is een expert opinion betrouwbaarder dan een geavanceerde 3D-analyse? Lopende projecten uit het Gemeenschappelijk Praktijkonderzoek Boortunnels De praktijkonderzoeken bij de Sophiaspoortunnel en bij de Groene Hart Tunnel uit het Gemeenschappelijk Praktijkonderzoek Boortunnels zijn nog in volle gang. Deze projecten verkeren in de evaluatiefase en zullen in 2005/2006 worden afgerond. De bibliotheek is voor deze projecten dus nog onvolledig. De eindresultaten zullen echter op termijn via het COB beschikbaar komen; bovendien zijn medewerkers van Rijkswaterstaat Bouwdienst lid van de uitvoerings/ of deelcommissies. Het praktijkonderzoek bij de Noord-Zuidlijn, tenslotte, is nog niet gestart. Momenteel is het GPB in overleg met de projectorganisaties van twee nieuwe boortunnelprojecten: Hubertustunnel (Den Haag) en Statentunnel (Randstadrail, Rotterdam) over toetreding tot GPB en het opzetten van een praktijkonderzoek. Vervolgonderzoek Delft Cluster Zoals eerder vermeld zullen de door HSL-Zuid gefinancierde DC initiatieprojecten, waar mogelijk, een vervolg krijgen in het onderzoeksprogramma Delft Cluster 2. Dit programma kent verschillende thema’s met eigen projectplannen en work packages. Twee kernthema’s zijn relevant voor het onderzoeksprogramma GHT. Dat zijn kernthema 1: Beheerst benutten van de ondergrond en

PBON/653514

11 (11

11-7-2005)


kernthema 2: Blijvend vlakke wegen. In Tabel 3 zijn de initiatieprojecten gekoppeld aan hun geplande vervolgonderzoeken. Tabel 3 Vervolgonderzoek Delft Cluster DC-Initiatieproject Krijgt vervolg in: Probabilistisch rekenen DC Project Beheerst boren in (#2.17) stedelijk gebied WP 5 Bezwijkveiligheid boortunnels Groutonderzoek (#4.8) DC Project Beheerst boren in stedelijk gebied WP 1 Beheerste zakkingen bij boortunnels Validatiemetingen HST DC Project Beheerst boren in passages (#5.22) stedelijk gebied In werkpakket: WP 3 Betrouwbare trillingsmaatregel Risicobeheersing bij DC Project Beheerst boren in toetsende rol (#6.18) stedelijk gebied WP 1 Beheerste zakkingen bij boortunnels Monitoring opzet voor DC Project 2.30: Smart aantasting boortunnels sustainable management of (#6.19) concrete structures. In Work packages: 2.31 Transport of moisture and harmful species 2.33 Condition assessment and monitoring

1.4

Toelichting

Als onderdeel van kernthema 1: Beheerst benutten van de ondergrond;

Als onderdeel van kernthema 1: Beheerst benutten van de ondergrond

Dit DC-intitiatieproject is een pilotproject van de monitoringsfilosofie HERMES uit DC1 (zie Tabel 2). Als onderdeel van kernthema 2: Blijvend vlakke wegen

De bibliotheek

Op 1 juli 2005 is het onderzoeksprogramma afgesloten. De bibliotheek heeft zijn definitieve vorm gekregen in papieren en in digitaal formaat. Verspreiding en beschikbaarheid x De rapporten uit de onderzoeksbibliotheek zijn in digitaal en in papieren formaat gearchiveerd bij Rijkswaterstaat Bouwdienst. Een digitale versie van de bibliotheek is verstrekt aan de volgende medewerkers van de Bouwdienst: Evert Aukema, Joost Gulikers, Marius Naaktgeboren, Rob Peters en Coen van der Vliet. x Een selectie van de rapporten uit de bibliotheek is opgenomen in het opleverdossier van de boortunnel. Zie docs # 642257 voor een overzicht daarvan. x Aan Prorail, de toekomstig beheerder van de HSL-Zuid, is ook een digitale versie van de bibliotheek overhandigd. Initiatief en coördinatie

PBON/653514

12 (12

11-7-2005)


Het onderzoeksprogramma is rond 1998 geïnitieerd door Wim Leendertse (Ministerie V&W) en Predrag Jovanovic (Holland Railconsult/Movares). Gedurende de looptijd is er door diverse coördinatoren aan de uitvoering van het programma gewerkt. Dat zijn de volgende personen (met huidige betrekking; 2005): Robert Jan Aartsen (Holland Railconsult), Kees Blom (Gemeentewerken Rotterdam & TU Delft /Faculteit CITG), Benno Bruinsma (Gemeente Den Haag/afd. Stedelijke Structuren), Alain Kooman (Rijkswaterstaat HLS-Zuid), Sander Lokhorst (Holland Railconsult). Leeswijzer Alle projecten uit het onderzoeksprogramma zijn in dit document in het kort beschreven. Het document geeft een compleet overzicht dat gebruikt kan worden bij het zoeken van rapporten. Aan ieder onderzoeksgebied is een hoofdstuk gewijd. Projecten zijn aan één onderzoeksgebied gekoppeld en komen dus in slechts één hoofdstuk voor. Een project kan wel aan meerdere thema’s zijn gekoppeld, ook aan thema’s uit verschillende onderzoeksgebieden. Van alle projecten zijn de volgende aspecten omschreven: projectnummer en titel, doel, thema’s, activiteiten, betrokkenen (intern en extern), producten en resultaten. Het projectnummer dient als identificatie in het digitale en papieren archief. Dit projectnummer is het paragraafnummer in deze catalogus (dit document.). De inhoudsopgave van dit document is de shortlist van alle projecten per onderzoeksgebied. Als extra zoekmiddel naar rapporten is een lijst gemaakt van alle thema’s met gerelateerde projectnummers. Deze lijst staat in Tabel 4. Tabel 4 Lijst van thema’s met gerelateerde onderzoeksprojecten Thema In deze projecten (verwijzing naar projectnummers) 2 Geotechniek x Diepe bouwputten 2.5; 2.15; 2.16; x Verzilting 2.3; 2.16; x Uitkomende grond 2.1; 2.2; 2.8; 2.18; x Losgepakt zand 2.9; 2.10; 2.11; x Obstakeldetectie 2.13; 2.14; x Rekenmethode geotechniek 2.7; 2.17; 3 Tunnelconstructie x Krachtswerking lining 2.4; 3.1; 3.7; 3.12; 3.14; 3.15; 3.16; 3.17; 3.19; 3.20; 3.22; 3.25; 3.28; 3.29; 3.33; 3.34; 3.35; 3.37; 4.11, 4.12; x Montagespanningen 3.1; 3.14; 3.15; 3.16; 3.17; 3.18; 3.19; 3.21; 3.22; 3.23; 3.24; 3.31; 3.32; 3.39 x Dwarsverbindingen (&luchtschachten) 3.5; 3.6; 3.7; 3.8; 3.12; 3.15; 3.25; x Grondbevriezing 3.7; 3.8; 3.9; 3.10; 3.11; 3.12; 3.13; x Duurzaamheid 3.3; 3.4; 3.26; 3.30; 3.36; 3.38; 6.19; 6.20; x Brandwerendheid 3.2; 3.26; 3.27; x Kennisuitwisseling met Japan 3.13; 3.18; 3.34; 4.5; 5.6; 5.7; 4 Boortechnologie x Boorfrontstabiliteit 2.9; 4.1; 4.6; 4.7; x Groutinjectie 2.6; 2.8; 4.2; 4.4; 4.8; 4.9; 4.10; x Groutbelasting 3.22; 3.29; 3.33; 4.3; 4.4; 4.8; 4.9; 4.10; 4.11;

PBON/653514

13 (13

11-7-2005)


Thema

In deze projecten (verwijzing naar projectnummers) 4.12; 2.6; 2.8; 4.4; 4.9; 4.11; 4.12; 4.1; 4.5; 4.6;

x Deformaties en zettingen x Tunnelboormachine 5 Dynamica x Trillingen in omgeving

5.1; 5.2; 5.3; 5.4; 5.5; 5.7; 5.15; 5.16; 5.17; 5.18; 5.19; 5.20; 5.21; 5.22; 5.2; 5.3; 5.8; 5.4; 5.9; 5.10; 5.11; 5.12; 5.13; 5.14; 5.16; 5.7; 5.20; 5.21;

x Laagfrequent geluid x Dynamische respons tunnelconstructie x Drukgolven x Betrouwbaarheid predicties 6 Risicobeheersing x Tunnelveiligheid x Risicoanalyse uitvoering x Risicomanagement x Monitoring x Planning en logistiek x Tunnelvarianten

1.5

6.4; 6.7; 6.8; 6.9; 6.21; 6.1; 6.2; 6.3; 6.4; 6.6; 6.16; 6.21 6.5; 6.10; 6.17; 6.18; 6.12; 6.13; 6.14; 6.16; 6.17; 6.18; 6.19; 6.20; 6.1; 6.2; 6.3; 6.4; 6.10; 6.11; 6.21; 5.11; 6.2; 6.3; 6.4; 6.7; 6.15;

Lijst van thema’s t.b.v. kruisverwijzingen

T2 - 1 T2 - 2 T2 - 3 T2 - 4 T2 - 5 T2 - 6 T2 - 7

Diepe bouwputten Verzilting Uitkomende grond Obstakeldetectie Losgepakt zand Rekenmethodieken voor geotechniek Deformaties rondom boortunnels

T3 - 1 T3 - 2 T3 - 3 T3 - 4 T3 - 5 T3 - 6 T3 - 7

Krachtswerking lining Montagespanningen Dwarsverbindingen Grondbevriezing Duurzaamheid Brandwerendheid Kennisuitwisseling met Japan

T4 - 1 T4 - 2 T4 - 3 T4 - 4 T4 - 5

Boorfrontstabiliteit Groutinjectie Groutbelasting Deformaties en zettingen Tunnelboormachine

T5 - 1 Trillingen in omgeving T5 - 2 Laagfrequent geluid T5 - 3 Dynamische respons tunnelconstructie

PBON/653514

14 (14

11-7-2005)


T5 - 4 Drukgolven T5 - 5 Betrouwbaarheid trillingspredicties T6 - 1 T6 - 2 T6 - 3 T6 - 4 T6 - 5 T6 - 6

Tunnelveiligheid Risicoanalyse ontwerp en uitvoering Risicomanagement Monitoring Planning en logistiek Tunnelvarianten

PBON/653514

15 (15

11-7-2005)


PBON/653514

16 (16

11-7-2005)


2 Onderzoeksgebied Geotechniek 2.1

Analyse kwaliteit uitkomende grond (COB-K200)

Doel van het onderzoek Inschatting maken van de kwaliteit van de uitkomen grond en de hoeveelheid naar aanleiding van de Tweede Heinenoordtunnel en de Botlekspoortunnel. Het onderzoek is onderdeel van de commissie COB K200. Thema’s Uitkomende grond Betrokken personen Intern Hans Brinkman (Geodelft) Producten x Eindrapportage en aanbevelingen COB K200, Hergebruik van grond uit boortunnels , 633/DA99/1399/50265, 31 mei 1999 en rapport bij Referentieontwerp boortunnel Groene Hart; x Hergebruik vrijkomende grond, RES/R/985550/3.10.14, 26 november 1998.

2.2

Stortgeschikte werken

Doel van onderzoek Inventarisering van mogelijk geschikte locaties voor het storten van uitkomende grond in de buurt van de projectlocatie. Thema’s Uitkomende grond Betrokken personen Intern H. Brinkman (Geodelft) Producten x K. Kaptein; Inpassingsvisie vrijkomende grond, GR03-04, februari 1997.

2.3

Verzilting

Doel van onderzoek Inventarisering van gevolgen van bouwactiviteiten en aanwezigheid van tunnel op de verzilting. Thema’s Verzilting Betrokken personen Intern H. Brinkman (Geodelft) Extern TNO-NITG en GeoDelft

PBON/653514

17 (17

11-7-2005)


Producten x Zoet/zoutsituatie HSL-Zuid een verkennende studie, GeoDelft , CO-380580/9, april 1998; x Verzilting tracé Hogesnelheidslijn-Zuid, Tracé tussen Rotterdam en Schiphol, TNO NITG 98172-B, november 1998; x Effecten van boortunnel HSL-Zuid op de verziltingssituatie, HSL/RST/R/991084/1.7.1, 12 mei 1999; x Effecten van aanleg HSL-Zuid Tracé Noordelijk Holland op de verziltingssituatie, N160037A, 7 februari 2000.

2.4

Invloed op constructie

Doel van onderzoek Analyseren van het effect van tijdsafhankelijke vervormingen op de krachtswerking en vervormingen van de tunnellining. Thema’s Deformaties en zettingen, Krachtswerking lining Hoofdactiviteiten x Uitvoeren van diverse berekeningen Betrokken personen Intern H. Brinkman (Geodelft) Producten x Geen producten. De onderzoeksresultaten zijn direct verwerkt in het referentieontwerp. Er is geen separate rapportage.

2.5

Zwel (COB- F200/210)

Doel van onderzoek Inzicht verkrijgen in de grootte van de zwel en zwelbelasting van de laag van Kedichem bij diepe ontgravingen. Het onderzoek wordt uitgevoerd in de COB commissie F200 ‘Praktijkonderzoek Sophiaspoortunnel’. Thema’s Diepe bouwputten Hoofdactiviteiten x Uitvoeren veldmetingen bij de Sophiaspoortunnel x Evaluatie en rapportage Betrokken personen Intern H. Brinkman (Geodelft) Producten x Meten en interpreteren van zwel in een bouwput; Startschacht oost Sophiaspoortunnel; Eindrapport COB Commissie F210, F210-E-02-083. COB.

PBON/653514

18 (18

11-7-2005)


x

2.6

Evaluatie metingen en napredicties; Evaluatierapport. Praktijkonderzoek Sophiaspoortunnel, COB Commissie F210, D5078/U/RAP/48. COB

Deformaties en boortechnologie bij Sophiaspoortunnel (COB-F200/220)

Doel van het onderzoek Het verkrijgen van inzicht in de spanningsveranderingen en deformaties die in de grond ontstaan t.g.v. het boorproces. Kennisvergroting over de manier waarop grondvervormingen doorwerken naar bebouwing. Onderzoek naar het groutproces in relatie tot de stroming in de staartspleet en de maaiveldzakkingen. Het onderzoek wordt uitgevoerd in de COB commissie F200 ‘Praktijkonderzoek Sophiaspoortunnel’. Dit onderzoek is in het onderzoeksprogramma ook geregistreerd onder het onderzoeksgebied boortechnologie (hoofdstuk 4.10). Thema’s Groutinjectie, Deformaties en zettingen Hoofdactiviteiten x Meten van grondvervormingen x Meten van vervormingen en schade bij bestaande bebouwing naast het boortracé x Continue metingen van de groutdrukken in de staartspleet x Valideren groutmodellen Betrokken personen Intern B. Bruinsma, RJ. Aartsen Stand van zaken 1 juni 2005 Het project verkeert in de evaluatiefase. Middels het 4D-Groutmodel worden berekeningen gemaakt en vergeleken met de meetresultaten. De deelcommissies F220 en F230 hebben de krachten gebundeld en trekken samen op. Producten Er zijn definitieve rapporten opgeleverd, maar zijn nog niet vrijgegeven buiten de commissie. Verwezen wordt naar het COB in Gouda (www.cob.nl)

2.7

Trekpalen (CUR123)

Doel van het onderzoek Aanpassen van de bestaande rekenregels voor trekpalen m.b.t. paalgroepen. Thema’s Rekenmethodieken voor geotechniek Hoofdactiviteiten x Verwerken van praktijkervaring in bestaande regels x Uitvoeren van onderzoek naar paalgroepen Betrokken personen

PBON/653514

19 (19

11-7-2005)


Intern: H. Brinkman Producten x Ontwerpregels voor trekpalen, CUR 123, 2001-4, juni 2001.

2.8

Geotechniek (COB-F300/330)

Doel van onderzoek Inzicht verkrijgen in spanningen en vervormingen in de bodem ten gevolge van het boorproces. Beheersen van zettingen middels een integraal boor beheerssysteem (IBBS). Onderdeel van het project is tevens het onderzoek naar het hergebruik van de ontgraven grond. Het project wordt uitgevoerd in de COB commissie F300 ‘Praktijkonderzoek Botlekspoortunnel’. Thema’s Uitkomende grond, Groutinjectie, Deformaties en zettingen Hoofdactiviteiten x Metingen uitvoeren bij de Botlekspoortunnel (meetkruizen) x Integraal boor beheerssysteem (IBBS) x Hergebruik ontgraven grond x Evaluatie en rapportage Betrokken personen Intern B. Bruinsma, P. Jovanovic, K. Blom Extern B. Berkhout (COB-F300) Producten x Monitoring aanleg Botlekspoortunnel; door middel van Earth Pressure Balance (EPB); COB F300 eindrapport F300-E-03-090; Centrum Ondergronds Bouwen, Gouda, 2003 In de onderzoeksbibliotheek GHT is alleen het overkoepelende eindrapport van COB commissie F300 opgenomen. Voor de rapportages van deelcommissie F330 wordt verwezen naar het COB in Gouda (www.cob.nl)

2.9

Numerieke analyse boorproces

Doel van onderzoek Modellering van de effecten van losgepakt zand op de steundruk en het groutproces. Thema’s Losgepakt zand, Boorfrontstabiliteit Betrokken personen Intern H. Brinkman Producten x Referentie Ontwerp Boortunnel Groene Hart; Boren in verwekingsgevoelige zanden, 9b20031a, 11 november 1998.

PBON/653514

20 (20

11-7-2005)


2.10 Numerieke analyse exploitatiefase Doel van onderzoek Modellering van effecten van de treinbelasting en het dynamische gedrag op de omringende (losgepakte) grond. Thema’s Losgepakt zand, Dynamische respons tunnelconstructie Betrokken personen Intern H. Brinkman Producten x Gebruiksfase, los zand, naverdichting en verweking ondergrond, B\HBR\M\985467\3.1, 21 oktober 1998.

2.11 Cyclische triaxiaalproeven Doel van onderzoek Experimenteel onderzoek om stabiliteit van losgepakt zand te bepalen. Thema’s Losgepakt zand Hoofdactiviteiten x Uitvoeren van cyclische sonderingen. Betrokken personen Intern H. Brinkman Extern GeoDelft Producten Experimenten zijn uitgevoerd. Het onderzoek maakt deel uit van het uitgevoerde grondonderzoek ten behoeve van de aanleg van de boortunnel onder het Groene Hart.. Er zijn geen afzonderlijke producten.

2.12 Inventarisatie detectiesystemen Doel van onderzoek Bestaande detectiesystemen analyseren op hun geschiktheid voor de Groene Hart tunnel. Thema’s Obstakeldetectie Betrokken personen Intern H. Brinkman Producten x Technieken obstakel analyse HSL-Tunnel ‘Groene Hart’, CO – 373550\701\81, november 1998.

PBON/653514

21 (21

11-7-2005)


2.13 Ontwikkeling detectiesystemen Doel van onderzoek Ontwikkelen van een obstakel detectiesysteem door integreren van HSL onderzoeksvragen met bestaande onderzoeksprogramma’s op het gebied van obstakeldetectie. Thema’s Obstakeldetectie Betrokken personen Intern H. Brinkman Stand van zaken 1 mei 2001 Voor dit project zijn geen activiteiten uitgevoerd. Het onderzoek is gestaakt.

2.14 Beproeving detectiesystemen Doel van onderzoek Uitvoeren van proeven met detectiesystemen tijdens de uitvoering van de Groen Hart boortunnel. Thema’s Obstakeldetectie Betrokken personen Intern H. Brinkman Extern W. Broere Stand van zaken 1 mei 2001 Bouygues heeft de ‘Prikneus’ van GeoDelft in de TBM opgenomen. Er worden in opdracht van de HSL-Zuid geen proeven uitgevoerd. Er is bij HSL-Zuid niets bekend over gebruik en resultaten van de prikneus.

2.15 Adviezen startschacht Doel van onderzoek Advisering over de bouwmethode van de diepe schachten voor de toeritten. Thema’s Diepe bouwputten Betrokken personen Extern Volk en IFCO Producten x Toeritten en grondverbetering Hoge Snelheidslijn –Zuid, IFCO, B98716.2458, 12 mei 1998; x Aanvullende vragen toeritten, vluchtschachten en maatregelen bij verder doorboren, IFCO B98716.3524, 15 juli 1998; x Überlegungen zur Ausführung der Spezialtiefbauarbeiten fur den Start- und Zielschacht der TBM, im Rahmen des Boortunnels “Groene Hart” ,Volk. PBON/653514

22 (22

11-7-2005)


2.16 Terugwinnen combiwanden Doel van onderzoek Onderzoek of het mogelijk is om combiwanden terug te winnen. Thema’s Diepe bouwputten, Verzilting Hoofdactiviteiten x Experiment op bouwterrein van Sophiaspoortunnel x Verschillende technieken x Evaluatie ten aanzien van hinder voor omgeving, verstoring grondwatersituatie (zoet/zout), economie Betrokken personen Intern H. Brinkman Extern HSL-Zuid, Managementgroep Betuweroute, Bouwdienst Rijkswaterstaat Producten x Combiwandenproef, CO – 379590\75, versie 3, januari 2000.

2.17 Probabilistisch rekenen (Delft Cluster 2) Doel van onderzoek Ontwikkelen van een probabilistische component voor software zoals DIANA en de M-serie van GeoDElft teneinde beter om te kunnen gaan met onzekere factoren. Het onderzoek is onderdeel van het tweede contract tussen Delft Cluster en het projectbureau Noordelijk Holland. Thema’s Rekenmethodieken voor geotechniek Hoofdactiviteiten x Ontwikkelen van een probabilistische softwarecomponent x Proef implementatie Betrokken personen Intern R.J. Aartsen, B. Bruinsma Extern G.J. van Oosterhout (TNO-Bouw) Producten x ProjectPlan; TNO rapport 2001-NM-R015 x Specifications; TNO rapport 2002-NM-R001 x CoreDesign; TNO rapport 2002-NM-R002 x EndStage1; TNO rapport 2002-NM-R005 x Communication; TNO rapport 2002-NM-R006 x Storage; TNO rapport 2002-NM-R007 x GUIDesign; TNO rapport 2002-NM-R008 x EndStage; TNO rapport 22002-NM-R016 x CoreDesignDARS; TNO rapport 2002.NM-R017 x OutputDesign; TNO rapport 2002-NM-R018

PBON/653514

23 (23

11-7-2005)


x EndStage3andProject; TNO rapport 2002-NM-R022 Al deze documenten zijn door HSL-Zuid gebundeld tot één rapport. x Daarnaast is een probabilistische module in het EEM pakket Diana opgeleverd.

2.18 Eigenschappen van zand met weinig bentoniet Doel van onderzoek In the Netherlands sand is a very important construction material for road construction. As result of the execution of numerous sand consuming civil projects in the last decades, the amount of available sand has reduced drastically and has become scarce. One of the possible sources is sand from the GHT project. This sand, however is contaminated with bentonite. The objective of this study is to explore and asses the engineering properties of sand with small amount of bentonite. Thema’s Uitkomende grond Hoofdactiviteiten x Laboratory experiments on samples taken from GHT project with varying bentonite content x Interpretation of results; x Determination of threshold values for bentonite content in relation to workability requirements for embankments; x Define quality of sand with bentonite for use in embankements. Betrokken personen Intern C.B.M. Blom Extern E.E. Hassen (student UNESCO-IHE) en H. Brinkman (Geodelft) Producten Engineering Properties of Sand Containing a Small Amount of Bentonite; Re-use of Sand from the Green Heart Tunnel in Civil Engineering; Esmael E. Hassen, M.SC. Thesis HE 166 UNESCO IHE; Delft, april 2004. Resultaten Conclusions with respect to: 1. workability, drainage and suction 2. mechanical properties 3. identification test 4. site situation (GHT)

PBON/653514

24 (24

11-7-2005)


3 Onderzoeksgebied Tunnelconstructie 3.1

Krachtswerking in de lining van een DOT-tunnel

Doel van onderzoek Bepaling van krachtswerking in de lining van DOT tunnels in bouwen gebruiksfase met behulp van 1D- en 2D-modellen. Thema’s Krachtswerking lining, Montagespanningen Hoofdactiviteiten x Literatuurstudie DOT x Opstellen van model voor Liggerwerking x Analyse van ringwerking op basis van Delftse beddingsmodel Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern J.C. Walraven, C. van der Veen (TU Delft) A. van Eck (student TU delft) Producten x Afstudeerverslag van A. van Eck (TU Delft); Krachtswerking in de lining van een DOT-tunnel (3 delen), 20 november 1998. Conclusies met betrekking tot: x Liggerwerking x Overeenkomsten en verschillen in ringwerking tussen cirkelvormige lining en DOT lining x Delftse beddingsmodel niet geschikt als basis voor berekening ringwerking DOT

3.2

Onderzoeksvragen brandbelasting

Doel van onderzoek Het in beeld brengen van de state of the art en het formuleren van essentiële onderzoeksvraagstukken. Thema’s Brandwerendheid Hoofdactiviteiten x Inventarisatie huidige kennis (o.a. onderzoek Westerschelde) x Formuleren onderzoeksvraagstukken Betrokken personen Intern J. Ruitenberg Extern G. Wolsink, J. Hoeksma (Bouwdienst RWS) Producten x Projectsheet brandonderzoek. Resultaat: Tien onderzoeksvraagstukken met prioritering.

PBON/653514

25 (25

11-7-2005)


3.3

Duurzaamheidsonderzoek TNO

Doel van onderzoek Het formuleren van een set van eisen ten aanzien van de levensduur voor het Programma van Eisen en tot aanbevelingen tot het bereiken van die levensduur. Thema’s Duurzaamheid Hoofdactiviteiten x Formuleren van betrouwbaarheidsfilosofie x Maken van failure mode and effect analysis (FMEA) x Opstellen duurzaamheidseisen (conventioneel en aanvullend) Betrokken personen Extern A.J.M. Siemes (TNO- Bouw) Producten x Levensduureisen boortunnel HSL-Zuid, TNO, 98-BT-R1535/01, 1-12-1998. Resultaat: voorstel voor duurzaamheidseisen t.b.v. het Programma van Eisen (contractdocument)

3.4

Beoordeling duurzaamheid van tunnelontwerp door COWI

Doel van onderzoek Beoordeling van het ontwerp van de aannemer ten aanzien van de inputparameters gerelateerd aan duurzaamheid en beoordeling van de door de aannemer voorgestelde afdichtingen en voegen. Thema’s Duurzaamheid Hoofdactiviteiten x Beoordeling van inputparameters voor het gehele ontwerp x Beoordeling van afdichtingen en voegen Betrokken personen Intern J. Ruitenberg Extern T. Moelgaard (COWI) Producten x Green Heart Tunnel- Check of durability design, februari 2000, COWI. x Green Heart Tunnel- Check of durability design, april 2000, COWI. Answers to additional questions

3.5

Dwarsverbindingen in geboorde tunnels

Doel van onderzoek Het geven van een overzicht van de mogelijkheden tot het bouwen van dwarsverbindingen tussen geboorde tunnels en het maken van een keuze voor een voor Nederlandse bodem geschikte methode.

PBON/653514

26 (26

11-7-2005)


Thema’s Dwarsverbindingen Hoofdactiviteiten x Overzicht van projecten met dwarsverbindingen x Technieken voor grondverbetering x Beschrijving van bestaande en nieuwe methoden x Beoordeling x Nadere uitwerking van ringmethode x Evaluatie ringmethode Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern F. de Boer, H. de Kruijff (Holland Railconsult), E. Slijkhuis (student TU-Delft) Producten x Afstudeerverslag van E. Slijkhuis (TU Delft); Dwarsverbindingen in geboorde tunnels; deel I Inventarisatie, deel II Validatie ringmethode, mei 1998. Conclusie: x Vriezen is veilige en goede maar dure oplossing. Jetgrouten is goedkoper maar minder bedrijfszeker door gebrek aan ervaring. Onderzoek naar meer-fasesysteem kan inzetbaarheid en veiligheid vergroten x Toepassing ringmethode voor Groene Hart is realistisch. De methode is snel, heeft een beperkt ruimtebeslag. Er blijven nog wel onderzoeksvragen vanwege nieuwheid

3.6

Haalbaarheid uitvoering dwarsverbindingen

Doel van onderzoek Onderzoek naar de haalbaarheid van het maken van dwarsverbindingen tussen twee geboorde tunnels in het algemeen en specifiek voor de tunnel onder het Groene Hart. Thema’s Dwarsverbindingen Hoofdactiviteiten x Literatuurstudie x Beoordelingscriteria voor grondverbeteringstechnieken en bouwmethoden x Uitwerking en beoordeling van bouwmethoden (o.a. bouwkosten en risico’s) x Verkenning pipejacken van dwarsverbindingen Betrokken personen Intern A. van der Put Extern Ph. Vreeken (Afstudeerder TU Delft) Producten x Afstudeerverslag van Philip Vreeken (TU Delft); Haalbaarheidsstudie dwarsverbindingen boortunnel HSL-Zuid, 1 september 1999, x literatuurstudie dwarsverbindingen, 15 februari 1999, BOT/TUD;

PBON/653514

27 (27

11-7-2005)


x

Beoordelingscriteria voor grondverbeteringstechnieken en constructiemethoden, BOT/TUD, 20 april 1999. Conclusie: x Als bouwmethode vanaf maaiveld is maken van een ongewapend dichtblok tussen diepwanden de meest optimale methode x Als bouwmethode vanuit de tunnel is het inzetten van een kleine boormachine de meest optimale methode x Uitvoering met dichtblok geeft minste verstoring op boorproces van de tunnel maar grootste verstoring in omgeving x De pipe-jack techniek is geschikt als bouwmethode vanuit de tunnel; De techniek dient daarvoor wel sterk te worden aangepast (deelbare ringen, afzetconstructie, afwerking van voegen, boorkop); Voor de tunnel onder het groene Hart wordt voorgesteld gebruik te maken van een vloeistofschild en twee boormachines

3.7

Literatuurstudie dwarsverbindingen I

Doel van onderzoek Het nader analyseren van de wijze waarop dwarsverbindingen bij een boortunnel worden gerealiseerd. Thema’s Dwarsverbindingen, Grondbevriezing, Krachtswerking lining Hoofdactiviteiten x Analyse van het bouwmethoden van dwarsverbindingen x Analyse van bevriezingstechniek x Eigenschappen van bevroren grond x Gevolgen van het uitzetten van bevriezende grond en verweking tijdens ontdooien x Inschatting van risico’s x Aangeven van leemten in kennis Betrokken personen Extern N.M. Naaktgeboren (Bouwdienst Rijkswaterstaat) Producten x Bouwdienst rapport; Dwarsverbindingen met behulp van de vriestechniek, MNA-98-002, versie 3.1, 29-10-1998. Conclusie: x Weinig bekend over effect van zoutgehalte van grondwater op bevriezing x Niets bekend over gevolgen van mate van verhindering van opgelegde vervorming x Onderzoek nodig naar krachtswerking in tunnel t.p.v. een dwarsverbinding x Aandacht nodig voor maken en detailleren van voegovergang x Gevolgen van ontdooien van grond op draagwerking en verplaatsingen van dwarsverbinding

3.8

Literatuurstudie dwarsverbindingen II (COB- F300/340)

Doel van onderzoek Verkrijgen van inzicht in de verschillende uitvoeringsmethoden en constructies van reeds uitgevoerde projecten en van experimentele methoden.

PBON/653514

28 (28

11-7-2005)


Thema’s Dwarsverbindingen, Grondbevriezing Hoofdactiviteiten x Overzicht van projecten in uitvoering met dwarsverbindingen x Bouwmethoden (bestaande en nieuwe technieken) x Grondverbeteringstechnieken Betrokken personen Intern E. van der Horst, B. Bruinsma Extern COB F300; deelcommissie F340 Montagespanningen en dwarsverbindingen Producten x CUR/COB rapport; Literatuurstudie dwarsverbindingen tussen buizen van geboorde tunnels, VC/MVD/95168, versie 4.0, 17-11-99.

3.9

Uitvoeringsaspecten grondbevriezing

Doel van onderzoek Inventariseren van buitenlandse ervaring met bevriezingstechnieken. Thema’s Grondbevriezing Hoofdactiviteiten x Literatuurstudie x Koelsystemen x Vriesbuizen x Meetapparatuur Planning Onderzoek afgerond op. Betrokken personen Intern H. van Meerten Producten x Literatuurstudie uitvoeringsaspecten grondbevriezing, MHO/R/991841, 30 augustus 1999. Aanbeveling: Literatuurstudie geeft beperkt beeld daarom is het verstandig om vriesprojecten bezoeken en te praten met betrokkenen.

3.10 Bevriezen van grond, state of the art Doel van onderzoek Aangeven welke gegevens nodig zijn om berekeningen te maken, de vriesbelasting te bepalen, welke gegevens beschikbaar zijn, welke gegevens nog ontbreken en op welke wijze deze bepaald kunnen worden. Thema’s Grondbevriezing

PBON/653514

29 (29

11-7-2005)


Hoofdactiviteiten x Temperatuurontwikkeling en warmtetransport x Vervorming tijdens bevriezen en door vriezen x Sterkte van de bevroren grond x Stijfheid van de bevroren grond x Sterkte na ontdooien Betrokken personen Intern N.M. Naaktgeboren Extern H. van Meerten, P. Meijers (GeoDelft) Producten x Bevriezen van grond, state of the art, inventarisatie van kennisleemte, HSL-Zuid rapport B/HME/985777/3.1, 11 maart 1999.

3.11 Experimentele analyse van het vervormingsgedrag van bevroren grond Doel van onderzoek Het analyseren van het vervormingsgedrag van bevroren grond op basis van experimenten en op basis van bestaand literatuuronderzoek. Thema’s Grondbevriezing Hoofdactiviteiten x Inschatting vriesbelasting op basis van literatuuronderzoek (A) x Triaxiale experimenten bij bevriezing (B) x Numerieke Analyse (C) x Rapportage (D) Betrokken personen Intern M. Naaktgeboren Extern R. Rijkers (TNO NITG) Producten x Het vervormingsgedrag van bevroren grond; resultaten van vriesexperimenten en numerieke simulatie, NITG 99-232-B, juni 2000.

3.12 Experimenteel vries-onderzoek Westerscheldetunnel (COB-F100) Doel van onderzoek Vaststellen welke krachten en vervormingen ontstaan bij bevriezen van grond. Het onderzoek wordt uitgevoerd in de COB commissie F100. Thema’s Dwarsverbindingen, Grondbevriezing, Krachtswerking lining Hoofdactiviteiten x Meten spanningen op hoofdbuis

PBON/653514

30 (30

11-7-2005)


x x x

Meten vervormingen dwarsverbindingen en hoofdbuis Meten ontwikkeling ijslichaam Ontwikkelen testmethoden voor groei ijslichaam en sterkte bevroren grond

Betrokken personen Intern B. Bruinsma, P. Jovanovic. Extern N.M. Naaktgeboren (Bouwdienst Rijkswaterstaat) Producten x Bevriezing van grond, inventarisatie van beschikbare kennis, geotechnische aspecten, CO383320/31, mei 1999, Rapport COB Commissie F100. x Bevriezen van grond: kruip- en sterkteproeven, CO-383320/42, juni 1999. Rapport COB Commissie F100. x Dwarsverbindingen met grondbevriezing;…. Eindrapport Deel 1; van COB Commissie F100; F100-E-….-079. x Dwarsverbindingen met grondbevriezing; Frostheave onderzoek in Nederlandse grond; Eindrapport deel 2 van COB Commissie F100; F100-E-03-092.

3.13 Vriesadvies van Geo Research Institute Doel van onderzoek Kennisvergaring middels expertise van Geo Research Institute op het gebied van bevriezing. Thema’s Grondbevriezing, Kennisuitwisseling met Japan Betrokken personen Intern H. van Meerten, H. Brinkman Extern D. Luger (GeoDelft) Producten x Calculation to estimate size of soil improvement for bit inspection. NB dit document is een bijlage in het rapport: Draft version of technical report on shield tunneling of HSL- project, 1998; uit project #4.5.

3.14 Literatuurstudie montagespanningen (COB- F300/340) Doel van onderzoek Inzicht verkrijgen in de beschikbare kennis en ervaring op het gebied van montagespanningen zodat wenselijkheid van verder onderzoek en richting van dit onderzoek kan worden aangegeven. Thema’s Montagespanningen, Krachtswerking lining Hoofdactiviteiten x literatuurstudie x internetzoektocht x definitie van montagespanningen x overzicht ontwerpmethoden en modellen x overzicht van uitgevoerde studies

PBON/653514

31 (31

11-7-2005)


Betrokken personen Intern: E. van der Horst, B. Bruinsma Extern: COB F300 deelcommissie montagespanningen en dwarsverbindingen Producten x CUR/COB F300 rapport; Montagespanningen bij de bouw van geboorde tunnels; literatuurstudie, VC/MVD/95167, versie 3.0, 17-11-99. Conclusie: Er bestaan nog geen rekenmodellen waarin rekening wordt gehouden met specifieke bouwfasensituaties. Rapport geeft overzicht van kennislacunes.

3.15 Montagespanningen (COB- F300/340) Doel van onderzoek Doel van het onderzoek is het verkrijgen van meer inzicht in het ontstaan van montagespanningen en de effecten van verschillende bouwfases op de spanningsontwikkeling in de segmenten. Thema’s Montagespanningen, Krachtswerking lining, Dwarsverbindingen Hoofdactiviteiten x Literatuurstudie naar dwarsverbindingen (#3.8) en naar montagespanningen (#3.14); x Evaluatie van ontwerp en uitvoering van dwarsverbindingen bij de Botlekspoortunnel; x Predictie van montagespanningen middels analytische berekeningen en EEM model x Ontwerp en implementatie van een geïnstrumenteerde meetring; x Evaluatie van de meetresultaten van de statische meetring x Validatie van toe te passen EEM model voor postdictie (#3.21) x Postdicties van montagespanningen, ringwerking en liggerwerking in de bouwfase x Eindrapportage Betrokken personen Intern B. Bruinsma, P. Jovanovic, Extern M. Naaktgeboren, J. Gijsbers, S. Lokhorst Het project wordt uitgevoerd in de COB commissie F300 ‘Praktijkonderzoek Botlekspoortunnel’. Producten In de bibliotheek zijn de volgende rapporten van COB F340 opgenomen: x Eindrapportage Montagespanningen en dwarsverbindingen; COB rapport F300-w-046 x Specificatie van instrumentatie ten behoeve van statische meetring in de Botlekspoortunnel; TNO rapport 99-CON-DYN-R-0093; 1999 x Instrumentatie Statische meetring Botlekspoortunnel; Leverings- en inbouwrapport; TNO rapport 2000-CON-DYN-R-2106; 2000 x Referentieberekeningen t.b.v. montagespanningen GMV-JSM-000049325\004 versie 1.0, 9-82000. x Calibratie montagespanningen; Analytische berekeningen; 2001; x Montagespanningen Botlekspoortunnel; Interpretatie en evaluatie resultaten statische meetring; COB rapport F300-w-042 x Montagespanningen Botlekspoortunnel; vergelijking van resultaten BorTAS Berekeningen met resultaten statische meetring; F300-w-043 x Totaaloverzicht liggerberekeningen; COB rapport F300-w-053

PBON/653514

32 (32

11-7-2005)


Voor alle rapporten van het onderzoek F340 wordt verwezen naar het COB in Gouda (www.cob.nl).

3.16 Tunnelconstructie bij Sophiaspoortunnel (COB-F200/230) Doel van het onderzoek Inzicht verkrijgen in de belangrijkste parameters en processen die de kwaliteit van de tunnellining bepalen. Vaststellen van de maatgevende belastingssituaties. Thema’s Krachtswerking lining, Montagespanningen Hoofdactiviteiten x Inmeten van vervorming van de lining m.b.v. een laser x Meten van radiale (grout) belasting op de lining achter de TBM x Bepaling spanningsontwikkeling in lining Betrokken personen HSL-Zuid Intern RJ. Aartsen extern C. Blom (Holland Railconsult), G.J.van Oosterhout (TNO-Bouw) Stand van zaken per 1 Juni 2005 Het project verkeert in de evaluatiefase. Middels het 4D-Groutmodel worden berekeningen gemaakt en vergeleken met de meetresultaten. De deelcommissies F220 en F230 hebben de krachten gebundeld en trekken samen op. Producten Er zijn definitieve rapporten opgeleverd, maar deze zijn nog niet beschikbaar buiten de commissie.

3.17 Laboratoriumproef tunnelringen Doel van onderzoek Inzicht verkrijgen in de effecten van verschillende bouwfasen op de spanningsontwikkeling in de lining van een boortunnel. Thema’s Krachtswerking lining, Montagespanningen Hoofdactiviteiten x Metingen uitvoeren op tunnelringen in een laboratorium x Valideren van 3D modellen Betrokken personen Intern P. Jovanovic, M. Oude Essink, W. Leendertse Extern C. Blom (Holland Railconsult), G.J. van Oosterhout (TNO-Bouw) Producten x Eerste Evaluatie – Resultaten Grote Boortunnelproef- geometrie Botlekspoortunnel, juni 2000; x Lasermetingen in de Tunnelproefopstelling, 2000-CON-DYN-R2018, 22 juni 2000; x Modelbeschrijving, Beschrijving EEM modellen voor postdictieberekening grote boortunnelproef, NOH\77504, 30 juni 2000;

PBON/653514

33 (33

11-7-2005)


x

Postdictierapport, Analyse van de 3-D rekenresultaten en vergelijking met de meetresultaten, NOH\77506, 30 juni 2000. x Full-scale laboratory tests on a segmented lining; summary report; march 2001; The Netherlands;

3.18 Kennisuitwisseling omtrent montagespanningen tussen NL en Japan Doel van onderzoek Calibreren van 3D gefaseerde liningberekeningen m.b.v. metingen uit Japan en Nederland. Thema’s Montagespanningen, Kennisuitwisseling met Japan Hoofdactiviteiten x Uitvoeren en analyseren van gefaseerde 3D berekeningen. x Vergelijking berekeningen met meetresultaten . Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern J. Schillings (Ansysspecialist), C. Blom (Holland Railconsult), T. Konda (Geo- Research Institute, Japan), afstudeerder TU Producten De informatie uit Japan is aangeleverd. De berekeningen zijn echter niet gemaakt. Er is geen eindproduct

3.19 Parameterstudie laboratoriumproef deel 2 Doel van het onderzoek Testen van de gevoeligheid en robuustheid van het Ansys eindige elementenmodel m.b.v. meetresultaten van de laboratoriumproef in Delft. Thema’s Krachtswerking lining, Montagespanningen Hoofdactiviteiten x Uitvoeren en analyseren van liningberekeningen x Uitvoeren van een benchmarkstudie; vergelijking van het Ansys-model met een DIANA model. Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern C. Blom (Holland Railconsult), P. Ros (Mecal), C. van der Vliet (Bouwdienst Rijkswaterstaat) Producten x Benchmarkrapport; het gedrag van langs- en ringvoeg in twee eindige elementen-modellen, CVL/R/20000195/3.13, 10-2-2000.

3.20 Additionele analyse kritische doorsneden Boortunnel Groene Hart Doel van het onderzoek

PBON/653514

34 (34

11-7-2005)


Risco’s analyseren die zich voordoen bij kritische doorsneden van de Boortunnel Groene Hart zoals start-, eind-, vlucht-, en luchtschacht, t.p.v. waterkeringen en kleine gronddekking. Thema’s Krachtswerking lining Hoofdactiviteiten x Uitvoeren en analyseren van Ansysberekeningen Betrokken personen Intern P. Jovanovic, B. Bruinsma, J. Ruitenberg Extern J. Schillings (Ansysspecialist), C.Blom (Holland Railconsult), afstudeerders TU Producten x 3D FEM analysis of the Groene Hart tunnel, considering lining thickness of large diameter tunnel, EHO/R/20000150/3.10.15, versie 3.0, 8 februari 2000. De resultaten zijn gebruikt voor de beoordeling van de diverse ontwerppakketten van de aannemer. In project 3.21 zijn met het programma BorTAS de berekeningen uit het product nogmaals uitgevoerd.

3.21 Ontwikkeling Ansys 3D-EEM programma ‘BorTAS’ Doel van het onderzoek Ontwikkelen van een gebruikersvriendelijk eindige elementenprogramma waarmee constructeurs gefaseerde, 3D liningberekeningen kunnen uitvoeren. Thema’s Montagespanningen Hoofdactiviteiten x Verbeteren en aanpassen van bestaande computermodellen x Ondersteunen medewerkers HSL bij gebruik ‘BorTAS’ x Valideren model x Maken berekeningen mbt GHT Betrokken personen Intern P. Jovanovic, B. Bruinsma Extern J. Schillings (Ansysspecialist), C. Blom (Holland Railconsult), afstudeerders TU Producten x Validatieberekeningen BorTAS; SJ Lokhorst & MP Koningen, GP-SJL-010056460-versie 2.0, Holland Railconsult, 2002 x Lining thickness of the Green Heart Tunnel; a parameter study with BorTAS; SJ Lokhorst, JJM Schillings, L Span; GP-SJL-020045213-versie 1.0, Holland Railconsult, 2002 x Performance of the GHT lining in the first instrumented plot; BorTAS Calculations; SJ Lokhorst, JJM Schillings, L Span; GP-SJL-020068270-versie 1.0, Holland Railconsult, 2002

3.22 Vervolg laboratoriumproef (TU promotieonderzoek en DelftCluster onderzoek) Doel van het onderzoek PBON/653514

35 (35

11-7-2005)


Dit vervolgonderzoek bestaat uit een aantal extra belastingproeven drie segmentringen van de Botlekspoortunnel. Het doel is om Inzicht te verkrijgen in de effecten van verschillende bouwfasen op de spanningsontwikkeling in de lining van een boortunnel. De resultaten worden gebruikt voor het promotieonderzoek van C. Blom. Thema’s Krachtswerking lining, Montagespanningen, Groutbelasting Hoofdactiviteiten x Belastingproeven uitvoeren op drie gesegmenteerde ringen in het Stevin Laboratorium in Delft x Uitvoeren en evalueren van eindige elementen berekeningen Betrokken personen extern: C. Blom (Holland Railconsult), vertegenwoordigers Delft Cluster Product x Design Philosophy of Concrete Linings for Tunnels in Soft Soils; C.B.M. Blom, PhD thesis, Delft University of Technology, 2002

3.23 Schade aan tunnellining Doel van het onderzoek Onderzoeken van de mechanismen die een rol spelen bij het ontstaan van schade aan de tunnellining tijdens de bouw. Thema’s Montagespanningen Hoofdactiviteiten x Analyseren van liningschade bij bestaande tunnelprojecten x Uitvoeren en analyseren van eindige elementenberekeningen Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern K. Bloemhof (Afstudeerder TU Delft), C. Blom (Holland Railconsult) Producten Afstudeerverslag van Keimpe Bloemhof (TU-Delft) x Voorstudie; schade aan tunnellining van gesegmenteerde boortunnels, mei 2001; x Geometrisch tunnelmodel, Schade aan tunnelllining van gesegmenteerde boortunnels, mei 2001.

3.24 Analyse 2D modellen, vergelijking lab.proef en 3D modellen Doel van het onderzoek Inzicht verkrijgen in de kwaliteit en toepassingsmogelijkheden van 2D modellen (zoals gebruikt door Bouygues) voor het berekenen van (3D) spanningsontwikkelingen in de lining. Thema’s Montagespanningen

PBON/653514

36 (36

11-7-2005)


Hoofdactiviteiten x Analyse van 2D lining berekeningen (o.a. Bouygues) x Analyse van 3D lining berekeningen x Vergelijking methodes, conclusies en aanbevelingen Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern J. Schillings (Ansysspecialist), C. Blom (Holland Railconsult), B. Slenders (afstudeerder TU Delft) Producten x Modellering van boortunnels; modellering montagefase, B.M.A. Slenders, TU Delft, 2002

3.25 Luchtschachten op de HSL tunnel onder het Groene Hart Doel van het onderzoek Onderzoeken van de krachtswerking in lining en hulpconstructies in verschillende bouwfasen van de aanleg van de luchtschachten bij de Boortunnel Groene Hart. Analyseren van de toepasbaarheid van het programma ESA Prima Win voor liningberekeningen. Thema’s Dwarsverbindingen, Krachtswerking lining Hoofdactiviteiten Analyseren van de uitvoeringsmethode van de vluchtschachten bij de Boortunnel Groene Hart Uitvoeren en analyseren van berekeningen met ESA Prima Win Betrokken personen Intern J. Ruitenberg Extern E. Geusebroek (afstudeerder TU Delft), J. Schillings (CST), A.Zeilmaker (Bouwdienst Rijkswaterstaat) Producten Afstudeerverslag van E. Geusebroek (TU-Delft) x Luchtschachten op de Boortunnel Groen Hart, voorstudie, mei 2001; x Luchtschachten op de Boortunnel Groen Hart, eindrapport, mei 2001; x Luchtschachten op de Boortunnel Groen Hart, bijlagen bij eindrapport, mei 2001.

3.26 Duurzaamheid van beton met polypropeenvezels Doel van het onderzoek Bepaling van de duurzaamheid van beton met polypropeenvezels. Thema’s Duurzaamheid, Brandwerendheid Hoofdactiviteiten x Meting van chloride indringing en carbonatie

PBON/653514

37 (37

11-7-2005)


Betrokken personen Intern M. Regelink, H. Burger Producten x Duurzaamheidsaspecten van beton met polypropeenvezels, TNO-rapport, 2000-BT-MKR0062/01, 21-3-2001.

3.27 Brandwerendheid van segmenten met polypropeenvezels Probleemstelling Om het effect van spatten van beton bij brand te beperken dan wel te voorkomen, kan gebruik worden gemaakt van polypropyleenvezels. Een mogelijk nadelig effect van het toepassen van dergelijke vezels is het verhogen van de diffusiecoëfficiënt van het beton en daardoor een vermindering van de duurzaamheid. Een voordeel van toepassing van PP-vezels is een grote besparing op de kosten vanwege achterwege blijven van het aanbrengen van een brandwerende bekleding en een reductie van de tunneldiameter. Doel van het onderzoek Experimenteel bepalen van de invloed van verschillende doseringen polypropeenvezels op het afspatgedrag van beton bij brand. Thema’s Brandwerendheid Hoofdactiviteiten Doel van het onderzoek is tweeledig: 1. Experimentele bepaling van de invloed van verschillende doseringen polypropeenvezels (PP) op het afspatgedrag bij blootstelling aan de RABT koolwaterstofbrand. 2. Bepaling van duurzaamheid van beton met PP-vezels (chlorideindringing en carbonatatie). Betrokken personen Intern P. Jovanovic, M. Regelink, H. Burger Extern K. Both (TNO) Producten x Oriënterende experimentele bepaling van het constructieve gedrag van belaste betonnen tunnelsegmenten met Monofilament polypropyleenvezels t.b.v. de HSL boortunnel onder het Groene Hart uitgaande van de RABT kromme TNO-rapport ,2000-CVB-R00702, 27-4-2000; x Petrografisch onderzoek aan vier cilinders uit polypropeenvezelbetonnen tunnelsegmenten na brandproef TNO-rapport 2000-BT-MK-R0325, 30-3-2001.

3.28 3D analyse door GeoDelft als ondersteuning van 3D rekenmodellen HSL-Zuid Doel van het onderzoek Betrouwbaarheidsanalyse van Ansys berekeningen d.m.v. Pluto berekeningen op het gebied van spanningsontwikkeling in de lining en omliggende grond bij de Boortunnel Groene Hart. Thema’s Krachtswerking lining, Deformaties en zettingen

PBON/653514

38 (38

11-7-2005)


Hoofdactiviteiten x Uitvoeren en analyseren van Pluto berekeningen x Analyseren verschillen en overeenkomsten Ansys en Pluto berekeningen Betrokken personen Intern P. Jovanovic, H. Brinkman Producten x 3D-simulatie grond & tunnel met het Pluto convectiemodel Boortunnel Groene Hart (presentatie, 19-12-00. x HSL tunnel; 3D FEM Simulation km 29020; Rapport GeoDelft, 373555/703; 2002

3.29 Tunnelconstructie (COB F510/512) Doel van onderzoek Het onderzoek richt zich op de liggerwerking in de tunnelconstructie van de GHT achter de TBM. Thema’s Krachtswerking lining, Groutbelasting Hoofdactiviteiten x Opstellen van meetplannen; x Metingen van vervormingen en verplaatsingen van lining, van waterspanningen, maaiveldzettingen en groutdrukken; x Evaluatie van meetresultaten middel berekeningen; x Nevenonderzoek naar effect van verticale verplaatsingen van de vluchtschachten door bouwfaseringen (wijzigingen in gewicht) op de tunnelconstructie (liggerwerking). Betrokken personen Intern T. Tolboom, B. Bruinsma, S. Lokhorst Extern J. Gijsbers (TNO-Bouw) Stand van zaken per 1 juni 2005 Het project verkeert in de evaluatiefase. Deze fase verloopt in twee stappen. In de eerste fase worden middels een eenvoudig liggermodel berekeningen gemaakt en vervolgens vergeleken met de meetresultaten. Dit eenvoudige model is vergelijkbaar met het liggermodel gebruikt in COB F300/340. de eerste fase moet aanbevelingen opleveren voor de tweede fase waarin mogelijk complexere modellen zullen worden toegepast. Voor de 2e fase wordt ook gebruik gemaakt van resultaten met het 4D-Groutmodel van het F200 project. Het Groutonderzoek van Delft Cluster heeft zich bij COB F512 aangesloten. Producten Er zijn definitieve rapporten opgeleverd, maar deze zijn nog niet beschikbaar buiten de commissie. Voor informatie over deze rapporten wordt verwezen naar de secretaris van F512 (T.Tolboom, DHV)

3.30 Delft Cluster 1 Duurzaamheid betonnen ondergrondse infrastructuur Doel van onderzoek

PBON/653514

39 (39

11-7-2005)


Het oplossen van problemen bij het ontwerpen op levensduur van gewapend betonnen boortunnels. Uiteindelijk moet dit leiden tot het ontwikkelen van nieuwe ontwerpmethoden voor boortunnels met het oog op duurzaamheid. Het onderzoek maakt deel uit van het eerste contract tussen het Delft Cluster en het projectbureau Noordelijk Holland. Thema’s Duurzaamheid Hoofdactiviteiten x Uitvoeren van experimenten bij de Groene Hart Tunnel x Ontwikkelen van een ontwerpmethode voor ondergrondse constructies op basis van een gedefinieerde levensduur. x Aanleg databank met levensduureigenschappen van verschillende betonmengsels. x Beoordeling duurzaamheid bestaande ondergrondse constructies met als doel het optimaliseren van onderhoud. Betrokken personen Intern R.J. Aartsen, B. Bruinsma Extern T. Siemes (TNO-Bouw) Producten x Duurzaamheid betonnen ondergrondse infrastructuur, Startnotitie; Delft Cluster 01.02.06,TNO Bouw, 2001-MK-R0135/01; 2001 x Database for durability properties of Concrete; design & manual; Delft Cluster 01.02.06, TNO Bouw, 2002-CI-R2012, 2002 x Durability of underground concrete structures in the Netherlands; Investigations of the 1st Benelux Tunnel; Delft Cluster 01.02.06, TNO Bouw, 2002-CI-R2080-03, 2002; x Durability of underground concrete structures in the Netherlands; Investigations of the Velsertunnel; Delft Cluster 01.02.06, TNO Bouw, 2002-CI-R2081, 2002; x Durability of underground concrete structures; Basic degradation mechanisms for underground reinforced concrete structures; Delft Cluster 01.02.06, TNO Bouw, 2003-CI-R0081, 2003; Het laatstgenoemde rapport is een verzameling van internationale publicaties mbt degradatie van beton

3.31 Schade aan tunnellining; nadere analyse bouwfase Doel van het onderzoek Door middel van een 3D berekening van de bouwen gebruiksfase de diverse effecten die een rol spelen in de bouwfase analyseren. Tijdens de analyse moet een factor worden bepaald tussen de spanningen bij een 3D bouwfaseberekening en een 3D gebruiksfaseberekening. Thema’s Montagespanningen Hoofdactiviteiten x In een voorstudie worden de belastingen en mogelijke effecten tijdens de bouwen gebruiksfase besproken. x Het maken van een 3D gebruiksfase berekening van de Botlekspoortunnel met het programma BorTAS.

PBON/653514

40 (40

11-7-2005)


x x x

Het maken van een 3D bouwfase berekening van de Botlekspoortunnel met het programma BorTAS. Analyse van de optredende effecten tijdens de bouwfase. Hierbij wordt gebruik gemaakt van bestaande meetresultaten bij de Botlekspoortunnel. Het afleiden van de vermenigvuldigingsfactoren om de spanningen in de gebruiksfase om te kunnen rekenen naar de spanningen in de bouwfase.

Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern F. Haring (Afstudeerder TU Delft), C. Blom (Holland Railconsult). Ir. J.C. Walraven (TU delft) Producten x Afstudeerverslag van Frank Haring (TU-Delft); Spanningen in de bouwfase en de gebruiksfase van boortunnels; 3 delen: Voorstudie, Eindverslag, Bijlagen. Juni 2002.

3.32 Schade aan tunnellining; invloed plaatsingsonnauwkeurigheden Doel van het onderzoek Het vinden van een verband tussen de toegevoegde optredende spanningen als functie van de plaatsingsonnauwkeurigheid. Thema’s Montagespanningen Hoofdactiviteiten x Literatuurstudie naar het uitvoeringsproces van boortunnels. De nadruk wordt gelegd op de belastingen die op de segmenten werken vanaf het moment van plaatsing tot het moment van het verharden van het grout. x Opstellen van een 3D-rekenmodel van de tweede boortunnelproef. In dit model worden plaatsingsonnauwkeurigheden verwerkt. x Vergelijken van de resultaten van de praktijkproef in het Stevin laboratorium met de uitkomsten van het rekenmodel. x Het komen tot een rekenmethode die de toegevoegde spanningen eenvoudig in rekening kan brengen door middel van een belastingfactor. Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern R. Roggeveld (Afstudeerder TU Delft), C. Blom (Holland Railconsult), Prof. Dr. Ir. J.C. Walraven (TU delft) Producten x Afstudeerverslag R. Roggeveld (TU-Delft); Schade aan Boortunnels; Invloed plaatsingsonnauwkeurigheden (2 delen); juni 2002.

3.33 Groutbelasting op een tunnellining Doel van onderzoek Analyseren en kwantificeren van de drukken op en de wrijving langs de tunnellining ten gevolge van het grout in de vloeibare fase. Onderzocht zal worden wat de invloed is van het in de staartspleet geinjecteerde grout op de snedekrachten (dwarskracht en moment) in de lengterichting van een PBON/653514

41 (41

11-7-2005)


tunnelbuis. Tevens zullen de groutdrukken, berekend met een op te stellen groutdrukmodel, vergeleken worden met de metingen gedaan bij verschillende boortunnelprojecten. Thema’s Krachtswerking lining, Groutbelasting Hoofdactiviteiten x Maken rekenmodel voor radiale groutdrukken en schuifspanningen op de lining en verticale verplaatsing van de lining in de groutschil x Maken liggermodel voor tunnelbuis gebruikmakend van analytische oplossingen van ligger op verende bedding x De fasering van boorproces is uitgewerkt middels de superpositie van de resultaten van verend ondersteunde liggers van verschillende lengte. x Evaluatie modellen met behulp van resultaten praktijkmetingen Betrokken personen Intern R.J. Aartsen Extern R. Debrauwer (student TU delft), K. Bakker (Plaxis BV), C. van der Veen (TUD) Producten x Afstudeerverslag van R. Debrauwer (TU-Delft); Groutbelasting op een tunnellining; eindrapport. April 2002.

3.34 Vertaling Japanse ontwerpvoorschriften Doel van onderzoek Het vertalen van de Japanse ontwerpvoorschriften voor boortunnels. Thema’s Kennisuitwisseling met Japan, Krachtswerking lining Hoofdactiviteiten x Vertalen van inhoudsopgave x Relevante hoofdstukken selecteren en vertalen Betrokken personen Intern: P. Jovanovic, B. Bruinsma, S. Lokhorst Extern: J. Bongenaar (beëdigd vertaler Japans, Eindhoven) Producten Voor dit project zijn de onderstaande vertaalde teksten teruggevonden: x Vertaling van hoofdstuk 9 “Ontwerpdetails segmenten” x Vertaling van 14 bijlagen. De vertaalde tekst is platte tekst inclusief vertalingen van tabellen, figuren etc. De oorspronkelijke tekst met figuren ontbreekt echter. Voor een kenner van de boortunneltechniek zijn de teksten voldoende toegankelijk. De onderwerpen betreffen o.a.: segmentontwerp, segmentkoppelingen, berekening van koppelkrachten, groutinjectie, schildtypen, assemblage van segmenten.

PBON/653514

42 (42

11-7-2005)


3.35 Vergelijking van rekenmodellen met praktijkmetingen Doel van onderzoek Bepalen van de validiteit van “oude” en aangepaste 2D-rekenmodellen voor krachtswerking in boortunnels. Thema’s Krachtswerking lining Hoofdactiviteiten x Onderzoek naar de invloed van parameters in rekenmodellen x Toetsen van de validiteit van “oude” en aangepaste 2D-rekenmodellen met praktijkmetingen x Onderzoek naar invloed van bouwfase op krachtenverloop in de tunnel x Aanpassen 2D modellen op basis van nieuwe inzichten uit deze studie Betrokken personen Intern: K. Blom Extern: M. Beekmans (student TU-Delft) Producten x Afstudeerverslag M. Beekmans, student TU-Delft. Rekenmodellen voor betonnen tunnelconstructies vergelijken met praktijkmetingen. 2004

3.36 Parameterstudie duurzaamheid boortunnel Groene Hart Doel van onderzoek Nadere analyse van de gekozen parameters van de verouderingsmodellen die zijn gebruikt voor het – door de aannemer gemaakte - levensduurontwerp van de Groene Hart Tunnel. Thema’s Duurzaamheid Hoofdactiviteiten x Inventarisatie en evaluatie van de waarden van belangrijkste parameters van de gebruikte Duracrete modellen; x Parameterstudie gericht op belangrijkste parameters voor chloride-indringing en carbonatatie; x Bepaling invloed van variatie in parameters op betrouwbaarheidsindex en faalkans. Betrokken personen Intern: K. Blom Extern: G. Gaal (TU-Delft) Producten Parameterstudie duurzaamheid Boortunnel Groene Hart; Stevinrapport 25.5-02-51. TU-Delft 2003 Resultaten Onderstaande punten geven enkele conclusies uit het rapport n.a.v. de berekeningsresultaten weer. De auteur noemt het beeld van de conditie van de tunnel dat daaruit spreekt, te somber. x Volgens rapport is de door aannemer aangehouden weerstand tegen de indringing van kooldioxide (carbonatie) te hoog is. Daardoor wordt het optreden van schade door carbonatatie onderschat.;

PBON/653514

43 (43

11-7-2005)


x

De aantasting van de buitenzijde van de tunnelconstructie door chloride-indringing (zout water) is door ontbreken van zuurstof niet erg waarschijnlijk tenzij macro-celcorrosie kan plaatsvinden door medewerking van zuurstof via de binnenkant van de tunnel. [NB in de tunnel zijn monitoringsystemen ingebouwd om macrocelcorrosie te kunnen detecteren; #6.19] x In de voegvlakken van de segmenten zou schade kunnen ontstaan door wick-action (versterkte chloride-indringing door zout water onder verhoogde waterdruk aan de buitenzijde en verdamping van water aan de binnenzijde van de tunnel;

3.37 Analytische modellering vervormingsgedrag en krachtswerking Doel van onderzoek Het ontwikkelen van een analytisch rekenmodel voor een willekeurige dwarsdoorsnede van de GHT waarmee inzicht kan worden verkregen in de radiale vervormingen en de krachtsverdeling (snedekrachten) rekening houdend met de invloeden van langs- en ringvoegen. Tevens wordt onderzocht in hoeverre de lining gemodelleerd kan worden met een enkele ring en onder welke omstandigheden de lining gemodelleerd moet worden met twee of meerdere ringen. Thema’s Krachtswerking lining Hoofdactiviteiten x Opstellen model voor homogene ring onder uniforme en ovaliserende belasting en een combinatie daarvan. x Uitbreiden van het model met langsvoegen x Uitbreiden van model tot twee ringen met ringvoegkoppelingen x Parameterstudie Betrokken personen Intern: K. Blom, A. Kooiman Extern: C.W. Tang (student TU-Delft), C. van der Veen (TU-Delft) Producten Afstudeerverslag C.W. Tang; Analytische modellering vervormingsgedrag en krachtswerking tunnellining van Groene Hart tunnel. November 2002.

3.38 Invloed van boorgaten voor brandwerende bekleding op levensduur GHT Doel van het onderzoek In de Groene Hart Tunnel is een brandwerende bekleding aangebracht van het type Fendolite. Deze bekleding bestaat uit een gespoten materiaal dat in principe goed hecht aan de betonnen lining. Om doorgroeien van lokale onthechte zones te voorkomen is tevens een aan de tunnelwand verankerd wapeningsnetje aangebracht. De verankering van dit netje is uitgevoerd middels achteraf in te boren ankers. De ankergaten reiken tot 30 mm in de dekking van de lining (35 mm). Door TNO is onderzocht welke invloed deze boorgaten hebben op de levensduur van de tunnel. De studie is gebaseerd op het levensduurontwerp van de tunnel, aantasting door carbonatatie en aanvullende inzichten zijn m.b.t. betonkwaliteit en dekking. Thema’s Duurzaamheid

PBON/653514

44 (44

11-7-2005)


Hoofdactiviteiten x Onderzoek of en hoe de aanwezigheid van boorgaten binnen 100 jaar tot corrosie van de wapening kan leiden x Onderzoek op welke termijn corrosie daadwerkelijk schade kan veroorzaken x Nagaan of door deze schade de integriteit van de constructie wordt aangetast Betrokken personen Intern: Marinus Regelink Extern: Rob Polder, Jan Gijsbers (TNO Bouw), Hans de Vries (Bouwdienst) Producten x Levensduur Groene Harttunnel in verband met de verankering van de brandwerende bekleding; TNO rapport 2005-CI-R0046. Resultaat “Samenvattend is de conclusie uit het onderzoek dat de aanwezigheid van boorgaten in de betondekking geen schadelijke gevolgen zal hebben voor de duurzaamheid van de boortunnel”

3.39 Analyse van scheuren en schade aan lining GHT Doel van onderzoek x Verklaren van het waargenomen schadebeeld van de lining van de GHT tijdens de bouwfase; x Analyse van de vervormingen van de tunnellining tijdens de bouwfase Thema’s Montagespanningen Hoofdactiviteiten x Vastleggen scheuren en schadegevallen van deel van tunnel x Analyse van scheuren en schade uit database x Analyse van oorzaken Betrokken personen Intern: A. Kooiman Extern: K. Blom, C. van der Veen Producten x Evaluatie tunnellining boortunnel Groene Hart; Analyse van waargenomen scheuren en schadegevallen aan de tunnellining tijdens de bouwfase; Afstudeerverslag P. Warmerdam, TUDelft, 2003. x Evaluatie tunnellining boortunnel Groene Hart; Vergelijking met de Botlekspoortunnel en de Tweede Heinenoordtunnel; Voorstudie van Afstudeerverslag P. Warmerdam, TU-Delft, 2003.

PBON/653514

45 (45

11-7-2005)


PBON/653514

46 (46

11-7-2005)


4 Onderzoeksgebied Boortechnologie 4.1

Boorfrontstabiliteit DOT

Doel van onderzoek Verkrijgen van inzicht in de specifieke onderdelen die een rol spelen bij de stabiliteit van het boorfront. Thema’s Boorfrontstabiliteit, Tunnelboormachine Hoofdactiviteiten x Uitvoeren van diverse studies naar boorfrontstabiliteit Betrokken personen Intern H. Brinkman, P. Jovanovic Extern R. Peters (student TU Delft) Producten x Boorfrontstabiliteit DOT tunnel in slappe grond, BOT/RPE, 2 april 1999; x Inventarisatie van boorfront modellen voor een DOT tunnel, BOT/RPE, 1 april 1999.

4.2

Stromingsgedrag grout in staartspleet

Doel van het onderzoek Inzicht verkrijgen in het gedrag van grout in de vloeibare fase in de staartspleet. Bepaling van de resulterende groutbelasting op de lining. Thema’s Groutinjectie Hoofdactiviteiten x Laboratorium onderzoek naar verschillende typen grout x Valideren model Betrokken personen Intern B. Bruinsma Extern Delft Cluster Producten x Stromingsgedrag Groutinjectie Delft Cluster, J1546/J1747.01, juli 2001.

4.3

Groutbehaviour

Doel van het onderzoek Inzicht verkrijgen in het gedrag van grout in de vloeibare fase in de staartspleet. Bepaling van de resulterende groutbelasting op de lining bij de Boortunnel Groene Hart.

PBON/653514

47 (47

11-7-2005)


Het onderzoek wordt uitgevoerd door Bouygues/Koop in samenwerking met het projectbureau Noordelijk Holland. Thema’s Groutbelasting Hoofdactiviteiten x Modelontwikkeling x Voorbereiden metingen Betrokken personen Intern B. Bruinsma Extern P. Aristaghes (Bouygues/Koop) Stand van zaken 1 mei 2001 B/K heeft afgezien van financiële deelname aan het onderzoek. Daarmee is er geen duidelijkheid over de doorgang van het onderzoek.

4.4

Groutproces

Doel van het onderzoek Inzicht verkrijgen in de aspecten van het groutproces die een risico vormen t.a.v. de voortgang, maaiveldzakkingen en schade aan de lining. Thema’s Groutinjectie, Groutbelasting, Deformaties en zettingen Hoofdactiviteiten x Interviews houden bij diverse boorprojecten x Bepaling specifieke risico’s die zich voordoen bij de GHT t.a.v. het groutproces Betrokken personen Intern B. Bruinsma Extern R. Ummenthun (student TU Delft) Producten x De leegte grouten, het groutproces bij geboorde tunnels met bijlagen, Afstudeerverslag, 2001.

4.5

Advisering over boorproces en TBM door Geo Research Institute

Doel van onderzoek Kennisvergaring middels expertise van Geo Research Institute op het gebied boortunnels. Thema’s Tunnelboormachine, Kennisuitwisseling met Japan Hoofdactiviteiten Adviezen over: x Schildkeuze x Cutterbits

PBON/653514

48 (48

11-7-2005)


x x x x x

DOT/MF Boren in losgepakt zand High Quality Slurry Logistiek Grondbevriezing

Betrokken personen Intern H. Brinkman Extern Hashimoto (GRI) Producten x Draft version of technical report on shield tunneling of HSL- project, 1998; x Technical advisory report on the machinery design and tunneling design of HSL, March 2000; x Additional report of some questions for HSL, May 2000; x The status of the advice on the GCO standard ring, May 2000, x Advisory report on high speed railway project. De resultaten van het onderzoek zijn gebruikt voor de bestudering en de beoordeling van het GCO voor de TBM. De resultaten zijn gerapporteerd in een aantal memo’s.

4.6

TBM bij Botlekspoortunnel (COB- F300/310)

Doel van onderzoek Inzicht verkrijgen in de verschillende aspecten van het boorproces zoals boorfrontstabiliteit, slijtage, vermenging en krachtenbalans. Thema’s Boorfrontstabiliteit, Tunnelboormachine Hoofdactiviteiten x Uitvoeren en evalueren van metingen bij de Botlekspoortunnel x Modelvorming Betrokken personen Intern P. Jovanovic, B. Bruinsma Extern Het project wordt uitgevoerd in de COB commissie F300 ‘Praktijkonderzoek Botlekspoortunnel’. Producten x Eindrapport F310 TBM, F300-W-051; COB, 2003 In de onderzoeksbibliotheek GHT is alleen het eindrapport van COB deelcommissie F310 opgenomen. Voor de overige rapportages van deelcommissie F310 wordt verwezen naar het COB in Gouda (www.cob.nl).

4.7

Boorfrontstabiliteit

Doel van het onderzoek Analyseren van risico’s m.b.t. boorfrontstabiliteit bij de Boortunnel Groene Hart. Thema’s

PBON/653514

49 (49

11-7-2005)


Boorfrontstabiliteit Hoofdactiviteiten x Vergelijking van verschillende modellen t.a.v. boorfrontstabiliteit bij de Boortunnel Groene Hart x Analyse van aanbestedingsdocumenten Bouygues/Koop t.a.v. boorfrontstabiliteit Betrokken personen Intern B. Bruinsma Extern R. Peters (RWS Bouwdienst) Producten x Boorfrontstabiliteit slurry-schild Boortunnel Groene Hart HSL-Zuid, BSRAP-R-00015, 26 juli 2000.

4.8

Groutonderzoek (Delft Cluster 2)

Doel van onderzoek Analyseren van het effect van het vullen van de staartspleet op de tunnelconstructie bij de Groene Hart Tunnel. Het onderzoek maakt deel uit van het tweede contract tussen het Delft Cluster en het projectbureau Noordelijk Holland. Thema’s Groutinjectie, Groutbelasting Hoofdactiviteiten x Uitvoeren van kleinschalige laboratoriumproeven op groutmengsel. x Uitvoeren predicties voor de verwachte groutdrukken. x Analyse metingen groutdruk. Betrokken personen Intern B. Bruinsma Extern A. Talmon (Delft Hydraulics) Producten x Groutinjectie GHT Instrumented plot no.1; A. Talmon; 2002; x Consolidation of grout, element tests; A. Bezuijen, 2003; x Consolidation of grout, theory; A. Bezuijen, 2003; x Vinproeven op grout GHT; A. Bezuijen, 2003; x Diverse memo’s (in een document gecombineerd) Het DC groutonderzoek heeft in 20054 aansluiting gezocht bij het COB project F510/512. In de toekomst krijgt het project krijgt ook een vervolg in het onderzoeksprogramma Beheerst Boren in stedelijk gebied van Delft Cluster en COB (werkpakket 1). Van DC zijde is dit onderdeel van het kernthema Beheerst benutten van de ondergrond.

4.9

Deformaties en boortechnologie bij Sophiaspoortunnel (COB-F200/220)

Doel van het onderzoek

PBON/653514

50 (50

11-7-2005)


Het verkrijgen van inzicht in de spanningsveranderingen en deformaties die in de grond ontstaan t.g.v. het boorproces. Kennisvergroting over de manier waarop grondvervormingen doorwerken naar bebouwing. Onderzoek naar het groutproces in relatie tot de stroming in de staartspleet en de maaiveldzakkingen. Het onderzoek wordt uitgevoerd in de COB commissie F200 ‘Praktijkonderzoek Sophiaspoortunnel’. Dit onderzoek is ook geregistreerd onder het onderzoeksgebied geotechniek (hoofdstuk 2.6). Thema’s Groutinjectie, Groutbelasting, Deformaties en zettingen Hoofdactiviteiten x Meten van grondvervormingen x Meten van vervormingen en schade bij bestaande bebouwing naast het boortracé x Continue metingen van de groutdrukken in de staartspleet x Valideren groutmodellen Betrokken personen Intern B. Bruinsma Stand van zaken per 1 Juni 2005 Het project verkeert in de evaluatiefase. Middels het 4D-Groutmodel worden berekeningen gemaakt en vergeleken met de meetresultaten. De deelcommissies F220 en F230 hebben de krachten gebundeld en trekken samen op. Producten Er zijn definitieve rapporten opgeleverd, maar deze zijn nog niet beschikbaar buiten de commissie.

4.10 Evaluatie groutdrukmetingen Botlekspoortunnel Doel van onderzoek 1 Bepalen van de relatie tussen injectieparameters, injectiemethode en de drukverdeling in de staartspleet 2 Validatie van het ontwikkelde stromingsmodel van Delft Cluster (#4.2) Thema’s Groutinjectie, Groutbelasting Hoofdactiviteiten x Analyse van meetresultaten van groutdrukmetingen in noord- en zuidbuis van Botlekspoortunnel. Er zijn resultaten van twee typen grout: groutmortel en ETAC-mortel (= twee componenten mortel); x Evaluatie van groutinjectie en groutstroming; x Interactie tussen grout en lining en grout en grond; x Koppeling van resultaten van evaluaties van verschillende F300 deelcommissies. Betrokken personen Intern: B. Bruinsma Extern: A. Talmon

PBON/653514

51 (51

11-7-2005)


Producten Evaluatie grouting staartspleet Botlekspoortunnel; COB rapport, COB F300, kenmerk F300-w-050; 2003

4.11 Plasticiteit in de grond door groutinjectie Doel van onderzoek Onderzoek naar de effecten van groutinjectie rondom de lining op de bedding van de tunnel en op de constructieve veiligheid van de tunnelconstructie gebruikmakend van het SPARTA-Grout model. In dit 2D EEM model zijn de drie componenten grond, grout en lining en hun interacties expliciet gemodelleerd. Het principe van de berekeningsmethode berust in het vinden van een evenwicht tussen de drie componenten door verplaatsing van de lining (uplift), stromen van het grout en vervomring van grond en lining. Thema’s Groutinjectie, Groutbelasting, Deformaties en zettingen Hoofdactiviteiten x Analyseren van resultaten van groutdrukmetingen uitgevoerd in twee meetvelden bij de GHT x Maken van SPARTA grout berekeningen voor deze twee locaties x Analyseren van berekende en gemeten groutdrukken x Analyseren en evalueren overige berekeningsresultaten x Beoordelen van plasticiteit in de grond rondom de tunnel x Beoordelen van de constructieve veiligheid van de lining (Normaalkracht - Moment combinaties) Betrokken personen Intern: K. Blom Extern: B. Slenders, S. Lokhorst (Holland Railconsult) Producten x Weakening of soil and structural safety of the Green Heart Tunnel; risk evaluation; Holland Railconsult; kenmerk KC-BS-040011317; 2004 Resultaat x Goede overeenstemming tussen berekende en gemeten groutdrukken; daardoor ook vertrouwen in resultaten van spanningen en deformaties in grond en lining; x SPARTA Grout voorspelt plasticiteit in de grond rondom de lining x Hoge factoren voor constructieve veiligheid van lining; x Het risico m.b.t. de gevolgen van plasticiteit in de grond op de constructieve veiligheid van de tunnel is gewaardeerd als laag.

4.12 Constructieve veiligheid van lining bij extreme groutdrukken Doel van onderzoek Een geboorde tunnel wordt gebouwd met behulp van een tunnelboormachine (TBM). Binnen het stalen schild van de TBM wordt de lining opgebouwd uit betonnen tunnelsegmenten. Tijdens het voortschrijden van de TBM wordt de ruimte die overblijft tussen de grond en de lining geïnjecteerd met grout. De aannemer blijkt vaak groutdrukken toe te passen die ver afwijken van de ontwerpgroutdrukken. Soms zijn de gehanteerde drukken te laag, maar vaak ook zijn de drukken te hoog. Aan de hand van een groot aantal berekeningen wordt in dit afstudeerwerk de invloed van

PBON/653514

52 (52

11-7-2005)


extreme groutdrukken op het gedrag van de grond en tunnel bepaald. Ook de veiligheid van de lining bij extreme groutdrukken wordt bepaald. Plastische zones in de grond spelen hierbij een belangrijke rol. Thema’s Groutbelasting, Deformaties en zettingen, Krachtswerking lining

Hoofdactiviteiten Aan de hand van analytische oplossingen is de invloed van plasticiteit in de grond rondom een boortunnel onderzocht. Vervolgens is met het eindige elementen programma PLAXIS de invloed van hoge groutdrukken op de grond onderzocht. Daarna is de grond-grout-lining interactie gemodelleerd. Deze manier van modelleren is toegepast voor een aantal cases. Betrokken personen Intern: K. Blom, Extern: D. Nakken (student TU Delft), K. Bakker (Plaxis B.V) S. Lokhorst (HR) Producten x Plastische zones in de grond rondom boortunnels t.g.v. groutdrukken; Voorstudie; Afstudeerverslag D. Nakken; TU-Delft, 2003 x Veiligheid van de lining van boortunnels bij extreme groutdrukken; Plastische zones in de grond rondom boortunnels t.g.v. groutdrukken; Hoofdonderzoek; Afstudeerverslag D. Nakken; TU-Delft, 2003 Resultaten Uit de berekeningen blijkt dat plasticiteit in de grond rondom de boortunnel ten gevolge van groutdrukken niet te verwaarlozen is. Deze plastische zones hebben grote gevolgen voor zowel het gedrag van de lining als van de omringende grond (maaiveldzettingen). Lining Binnen de in de praktijk toegepaste waarden voor de hoogte van de groutdrukken kan een liggende ovalisering overgaan in een staande ovalisering. De constructieve veiligheid van de lining van de tunnel blijkt afhankelijk van de hoogte van de groutdrukken. Er bestaat een optimum voor de veiligheid van de lining bij variatie van de groutdrukken. Maaiveld Een toename van de groutdruk leidt in eerste instantie tot een toename van de zettingen van het maaiveld op de as van de tunnel. Tevens leiden hogere groutdrukken tot een steilere zettingstrog. De modellen laten zien dat het geen zin heeft om extra te grouten om maaiveldzettingen te beperken, of om maaiveldzettingen die zijn ontstaan in een eerdere fase te compenseren. Uit het narekenen van de reeds gebouwde tunnels blijkt dat de berekende groutdrukken redelijk te fitten zijn aan de gemeten groutdrukken. Bij deze fit zijn de berekende vervormingen van de lining en de vervormingen van het maaiveld in dezelfde orde van grootte als de gemeten vervormingen.

PBON/653514

53 (53

11-7-2005)


PBON/653514

54 (54

11-7-2005)


5 Onderzoeksgebied Dynamica 5.1

Trillingsimmissie nabij GHT

Doel van onderzoek Inventariseren of trillingsimmissie in omgeving van GHT aanleiding geeft tot schade en of hinder. Thema’s Trillingen in omgeving Hoofdactiviteiten x Voorstudie trillingsimmissie x Predictie trillingsimmissie aanleg en exploitatie Betrokken personen Intern E. Klaver Extern P. van Staalduinen, G.J. van Oosterhout (TNO- Bouw) Producten x Trillingsimmissie nabij de Groene Hart Tunnel , TNO, 98-CON-R0483, 20 april 1998. Conclusies: x Het optreden van schade door trillingen als gevolg van de exploitatie van de tunnel aan gebouwen in de directe nabijheid van de tunnel is onwaarschijnlijk x Het optreden van trillingshinder als gevolg van de exploitatie van de tunnel aan gebouwen in de directe nabijheid van de tunnel is mogelijk. De berekende trillingssterkten (afhankelijk van de wijze van fundatie) liggen boven de streefwaarden van SBR richtlijn 2

5.2

Dynamische aspecten van aanleg en exploitatie Groene Harttunnel HSL

Doel van onderzoek Het inventariseren en evalueren van de trillingen, inclusief contactgeluid, die tijdens bouw en exploitatie van de Groene Harttunnel kunnen optreden. Thema’s Trillingen in omgeving, Laagfrequent geluid Hoofdactiviteiten x Inventariseren van trillingsbronnen x Overdracht van trillingen van tunnel naar omgeving x Evaluatie van schade en hinder x Evaluatie van contactgeluid Betrokken personen Intern E. Klaver, K. Guldie Extern P. van Staalduinen, G.J. van Oosterhout (TNO-Bouw) Producten

PBON/653514

55 (55

11-7-2005)


x

Dynamische aspecten van het ontwerp Groene Hart Tunnel, TNO, 98-CON-R1561-01, 3 december 1998.

Conclusies (verkort): x Het optreden van schade door trillingen als gevolg van de bouw en exploitatie van de tunnel aan gebouwen is onwaarschijnlijk x Het optreden van trillingshinder tijdens exploitatie wordt alleen verwacht voor woningen (tot meer dan 50 m uit hart van de tunnel) die zijn gefundeerd op staal x Het optreden van trillingshinder door toepassing van werktreinen is waarschijnlijk voor woningen buiten de HSL zone x Het passeren van de TBM kan kortstondig trillingshinder veroorzaken voor woningen buiten de HSL zone x Hinder door contactgeluid mag worden verwacht in de exploitatiefase en in de bouwfase (werktreinen en passage TBM)

5.3

Aanscherping prognose trillingen tijdens aanleg en exploitatie Groene Harttunnel

Doel van onderzoek Het doen van een aangescherpte prognose van de trillingen, inclusief contactgeluid, die tijdens de bouw en exploitatie van de Groene harttunnel kunnen optreden op basis van vier aanvullende onderzoeken. Thema’s Trillingen in omgeving, Laagfrequent geluid Hoofdactiviteiten x Experimenteel bepalen van een bronspectrum voor een EPB TBM x Prognotiseren van de effectiviteit van trillingsreducerende maatregelen bij de werktrein in de Groene Harttunnel x Uitvoeren van een valproef op diepte bij het Patrimoniumpark in de gemeente Leiderdorp x Verfijnd modelleren van de overdracht van bodem naar vloeren van woningen Betrokken personen Intern E. Klaver Extern G.J van Oosterhout Producten x Inventarisatie objecten die hinder kunnen ondervinden van trillingen, B/KGU/R/991677/3.10.19, dec. 1998; x Trillingsproef Boortunnel Groene Hart t.p.v. het Patrimoniumpark, BOT/991555, 9 juli 1999; x Experimentele bepaling trillingsoverdracht door bodem nabij Groene Hart Tunnel, TNO 99CON-DYN-R0086, 18 oktober 1999. x Trillingen tijdens de bouw boortunnel en de exploitatie van de HSL; rapport HSL-Zuid; kenmerk B/KGU/985332/3.10.19. 1998 Conclusies uit rapportage experimentele bepaling trillingsoverdracht door bodem nabij Groene Hart Tunnel: (verkort) x De experimenteel bepaalde overdracht wijkt af van de numeriek bepaalde overdracht

PBON/653514

56 (56

11-7-2005)


x x x

x

x

5.4

Passage van ICE leidt tot grotere trillingsterkte dan Thalys Voor woningen op staal mag voor laagfrequent geluid uitgegaan worden van een filterende werking van de fundering; ook voor trillingshinder treedt een filterende werking op Bij Thalys passage treedt trillingshinder op in op staal gefundeerde woningen binnen 5 m uit hart van tunnel en hinder door laagfrequent geluid op in op staal gefundeerde woningen binnen 10 m Bij werktreinpassage treedt trillingshinder op in op staal gefundeerde woningen binnen 25 m uit hart van tunnel en hinder door laagfrequent geluid op in op staal gefundeerde woningen binnen 15 m Passage van een TBM zal in woningen buiten de HSL-zone niet tot trillingshinder leiden

Dynamische beschouwingen boortunnelmodel

Doel van onderzoek Het maken van een model dat relatief snel is door te rekenen om globaal de varianten van gegadigden te toetsen op dynamisch gedrag en trillingshinder in de omgeving. Thema’s Trillingen in omgeving, Dynamische respons tunnelconstructie Hoofdactiviteiten x Statisch model x Dynamisch model x Voortplantingsmodel Betrokken personen Intern K. Guldie Extern H. Stuit, A. Snethlage (Holland Railconsult) Producten x Dynamische beschouwingen boortunnelmodel , Holland Railconsult, VC/MVD/95080, 18 mei 1999;.

5.5

Trillingsprognose dubbelsporige Groene Harttunnel

Doel van onderzoek Het voorspellen en beoordelen van de trillingsimmissie tijdens de bouw en exploitatie van de Groene Hart tunnel als dubbelsporige geboorde tunnel. Thema’s Trillingen in omgeving Hoofdactiviteiten x Modellering van bronspectrum van TBM met diameter van 15 m Modellering van bronspectrum van TBM met diameter van 15 m m.b.v. meetresultaten Botlekspoortunnel en Tweede Heinenoordtunnel. Betrokken personen Intern S. Lokhorst, E. Klaver Extern G. Esposito, W. Courage en G.J. van Oosterhout (TNO- Bouw)

PBON/653514

57 (57

11-7-2005)


Producten x Trillingsprognose dubbelsporige variant Groene Hart Tunnel, TNO, 2000-con-DYN-R2055, oktober 2000; x Estimation of the TBM Force spectrum, TNO, 2000-CON-DYN-R2096, 27 maart 2001

5.6

Uitwisseling van kennis van Dynamica tussen NL en Japan

Doel van onderzoek Verkrijgen van meetresultaten van trillingsproeven in Japanse boortunnels in ruil voor rapportage over validatie van Nederlandse dynamicamodellen met behulp van deze metingen. Thema’s Kennisuitwisseling met Japan Hoofdactiviteiten x opstellen van vragenlijst t.b.v. selectie van geschikte Japanse metingen x discussie met dynamica experts van RTRI x bijwonen van metingen en verkrijgen van meetresultaten Betrokken personen Intern S. Lokhorst Extern P. Hölscher (GeoDelft), G.J. van Oosterhout (TNO- Bouw), H. Stuit (Holland Railconsult), de heren Maeda en Konishi (RTRI, Japan). Producten Data van praktijkmetingen uit Japan t.b.v. project #5.7 benchmark.

5.7

Benchmark dynamicamodellen m.b.v. Japanse metingen

Doel van het onderzoek Validatie van dynamicamodellen van TNO-Bouw en Holland Railconsult door simulatie van praktijkmetingen uit Japan (Tokyo subway, #5.6). Resultaten moeten duidelijk maken welk model het meest geschikt is voor toekomstige prognoses van trillingshinder m.b.t. Boortunnel Groene Hart. Thema’s Trillingen in omgeving, Betrouwbaarheid trillingspredicties, Kennisuitwisseling met Japan Hoofdactiviteiten 1. opstellen uitgangspunten door TNO en HR afzonderlijk 2. vaststellen van gezamenlijke uitgangspunten 3. uitvoeren van 2D- en 3D-prognose door beide partijen 4. uitwerken meetresultaten uit Japan 5. vergelijken resultaten onderling en met meetresultaten uit Japan in workshop Betrokken personen HSL-Zuid Intern E. Klaver, R.J. Aartsen Extern H. Stuit, W. Gardien (Holland Railconsult), G.J. van Oosterhout, W. Courage, A. Koopman (TNO-Bouw) Producten

PBON/653514

58 (58

11-7-2005)


x

TNO-modellering trillingsemissie van Japanse boortunnel ten behoeve van benchmarkstudie, TNO, 2001-CON-DYN-R8016, 30 maart 2001; x Modellering trillingsemissie van Japanse boortunnel ten behoeve van benchmarkstudie, Holland Railconsult, GMV\MVD\010025057\004, versie 1.0, 25 april 2001; x Verwerking trillingsmetingen Shinjuku-lijn definitief, GeoDelft, CO373554/26, 28 augustus 2001; x Verslag workshop Benchmarkstudie, Holland Railconsult, GMV\MVD\010019812\004, versie 1.0, 15 mei 2001. Resultaten De berekeningsresultaten van HR en TNO zijn in een workshop onderling en met de Japanse meetdata vergeleken. De onderlinge verschillen bleken groot te zijn. HR en TNO hebben na de workshop een aantal tussenstappen met elkaar vergeleken teneinde de verschillen te kunnen verklaren. Een duidelijke oorzaak voor de verschillen is niet gevonden.

5.8

Laagfrequent geluid

Doel van het onderzoek Voor het beoordelen van contactgeluid veroorzaakt door treinverkeer bestaat geen norm of richtlijn. Het is wenselijk om hiervoor een richtlijn op te stellen. Uitvoering van project in kader van CUR COB D100 Laagfrequent geluid vanwege infrastructuur, fase 1: Praktijk-/ literatuurstudie. Thema’s Laagfrequent geluid Hoofdactiviteiten x Literatuurstudie door diverse instanties (TNO-Bouw, TNO-PG, TNO-TM, NSTO, Dorsser) x Opstellen eindrapport (voorzet voor richtlijn) Betrokken personen Intern E. Klaver Extern W. Soede Producten x Laagfrequent geluid, praktijk literatuurstudie concept 0.4, CUR D100, juni 2001. 2 delen: hoofdrapport en bijlagen x Conceptvoorstel D100, fase 2; Memo van CUR/COB, dd 13 september 2001.

5.9

Seismische sonderingen

Doel van het onderzoek Bepalen van geotechnische parameters die van belang zijn voor dynamische analyse van tunnel en omgeving Thema’s Dynamische respons tunnelconstructie Hoofdactiviteiten x uitvoeren van 3 seismische sonderingen in tracé van tunnel Groene Hart

PBON/653514

59 (59

11-7-2005)


x

berekenen van beddingsconstanten voor boortunnel (update) ten behoeve van het project “Dynamicaberekeningen Boortunnel Groene Hart”

Betrokken personen Intern S. Lokhorst, H. Brinkman Extern P. Meijers (GeoDelft) Producten x Grondonderzoek HSL Groene Harttunnel; seismische sonderingen, CO-380840/671, juli 2000.

5.10 Dynamische eigenschappen van een geboorde tunnel Doel van onderzoek Inventariseren of de tunnel bestand is tegen de dynamische belastingen. Dit geldt voor zowel de tunnellining als de constructie tussen bovenbouw en lining. Thema’s Dynamische respons tunnelconstructie Hoofdactiviteiten Inventariseren van dynamisch gedrag van: x De tunnel in het vrije veld x Overgang van tunnel naar toerit, vluchtschacht en dwarsverbinding x Inwendige constructie (tussen lining en bovenbouw) x Geotechnische aspecten Betrokken personen Intern S. Lokhorst, M. Regelink, J. Ruitenberg Extern C. Kamp, H. Stuit (Holland Railconsult), B. Safari (Bouwdienst Rijkswaterstaat), P. Meijers (GeoDelft). Producten x Dynamica berekeningen boortunnel Groene Hart, Holland Railconsult, 17 oktober 2000, versie 1.0. Bestaande uit de volgende deelrapporten: 1. Dynamicaberekeningen boortunnel Groene Hart, overzicht en samenvatting van de constructieve berekeningen. 2. Dynamicaberekeningen boortunnel Groene Hart, liggergedrag van de tunnel bij treinpassages; modellering als Timoshenko ligger 3. Rapportage berekening liggerparameters 4. Rapportage dynamische grondparameters 5. Dynamica berekeningen boortunnel Groene Hart, Ligger en buis in lineair elastische halfruimte. 6. Dynamica berekeningen boortunnel Groene Hart, buis in lineair elastische halfruimte, extra berekeningen 7. Dynamica berekeningen boortunnel Groene Hart, Dynamisch gedrag van de tunnel bij passages van overgangen 8. Dynamica berekeningen Boortunnel Groen Hart, Geotechniek, cyclisch belasten.

5.11 Bepaling tunneldoorsnede en aanvullende maatregelen Doel van onderzoek

PBON/653514

60 (60

11-7-2005)


Definitie van minimale tunneldoorsnede en aanvullende maatregelen ten behoeve van het Referentieontwerp en het Programma van Eisen. Daarbij worden verschillende tunnelvarianten onderscheiden. Thema’s Drukgolven, Tunnelvarianten Hoofdactiviteiten x Berekeningen met programma Thermotun en Druk/2 Betrokken personen Intern E. Klaver, M. Mos, S. Lokhorst Stand van zaken per 1 mei 2001 Onderzoek is afgerond. Resultaten zijn vertaald in een aantal oplossingsruimten die in het programma van Eisen zijn opgenomen.

5.12 Sonic Boom Doelstelling Het NLR wordt gevraagd een beschouwing te maken van het verschijnsel Micro pressure Waves in tunnels en in te schatten of het verschijnsel bij de GHT zal optreden. Thema’s Drukgolven Hoofdactiviteiten Aan NLR is gevraagd op basis van de geometrie van de Boortunnel Groene Hart, en de treinsoorten: x Het verschijnsel micro pressure waves nader te beschouwen x De kans af te schatten dat het verschijnsel werkelijk optreedt x Een verwachting uit te spreken over de intensiteit van de drukpuls aan het uiteinde van de boortunnel op 50, 100, 150 en 200 m afstand x Aan te geven welke intensiteit toelaatbaar wordt geacht om hinder te voorkomen x Aan te geven welke maatregelen in de vormgeving van de tunnel kunnen worden genomen die de intensiteit van de drukpuls kunnen reduceren Betrokken personen Intern E.C. Klaver, K. Guldie, M. Mos Extern E.M. Demmenie, W. de Wolf (NLR) Producten x Micro pressure waves bij tunnels voor hogesnelheidstreinen; beschouwingen ten behoeve van de Groene Hart tunnel, NLR, NLR-CR-99069, 15 februari 1999;. Conclusies (selectie): x Uit Japans onderzoek blijkt dat de micro pressure wave een serieus probleem kan zijn bij een gladde tunnel x Berekeningen geven aan dat drukgradiënt-verlagende maatregelen aan het begin van de tunnel het meest effectief zijn

PBON/653514

61 (61

11-7-2005)


x

Uitgaande van de conservatieve eis m.b.t. de drukgradiënt moet een demper bij de tunnelingang de drukgradiënt met een factor drie verlagen. Hiervoor is dan een demper noodzakelijk, met een lengte van ongeveer 50 m met dezelfde doorsnede als de tunnelbuis en voorzien van gaten in de wand naar buiten met een porositeit van 5 a 10% (betrokken op het totale wandoppervlak)

5.13 Voorontwerpstudie voor inlaatportaaldemper Doelstelling Uit een eerder verrichte studie door het NLR is gebleken dat er een grote kans is dat het Sonic Boom effect optreedt. Uit deze studie bleek tevens dat een inlaatdemper de meest voor de hand liggende oplossing is. Het NLR is gevraagd een voorontwerpstudie voor een inlaatportaaldemper voor de Boortunnel Groene Hart te maken, gebaseerd op de eis dat de overdruk van een microdrukgolf op 50 meter van de tunneluitgang een waarde van 25 Pascal niet mag overschrijden. Thema’s Drukgolven Hoofdactiviteiten De resultaten zullen worden vastgelegd in de vorm van een rapport waarin op duidelijke wijze de uitgangspunten voor het ontwerp worden aangegeven, in combinatie met enige achtergrondinformatie. Daarna zullen concrete afmetingen worden gegeven van de inlaatdemper zelf, waarmee zeker aan de gestelde eisen kan worden voldaan. Aangegeven wordt tevens hoe deze afmetingen kunnen worden verkleind door extra schachten bij de tunnelingang te plaatsen. Bij deze trade-off worden de openingen in de demperwand voorlopig gemodelleerd als schachten met lengte nul. Betrokken personen Intern E.C. Klaver, K. Guldie, M. Mos Extern W. de Wolf (NLR) Producten x Voorontwerp voor een inlaatdemper van de Groene Hart tunnel , NLR, NLR-CR-99034, 2 februari 1999. Conclusie: Resulterende ontwerpgegevens: x De demper heeft dezelfde doorsnede als de tunnel zelf x Het dak dient over een lengte van minimaal 50 m en maximaal 100 m van kleine afblaasopeningen te worden voorzien x Deze afblaasopeningen hebben een gezamenlijk effectief oppervlak van ca. 10 m2 x Voorlopige richtlijn: 220 openingen met een geometrische diameter van 0,25 m en afgeronde instroomranden aan de binnenzijde x De gaten worden aangebracht op 55 axiale posities met variabele tussenafstand

5.14 Aanpassing ontwerp inlaatportaaldemper Doel van het onderzoek Het maken van een aanvullende berekening van de inlaatdemper in verband met de reductie van de tunneldoorsnede van Bouygues/Koop (50 m2) ten opzichte van het Referentieontwerp (60 m2)

PBON/653514

62 (62

11-7-2005)


Thema’s Drukgolven Hoofdactiviteiten Berekening van een inlaatdemper voor een tunneldoorsnede van 50 m2 volgens de in NLR-99-34 beschreven methode. Betrokken personen Intern E. Klaver, M. Mos Extern E. Demmenie (NLR) Producten x Aanvullende berekeningen voor een inlaatdemper ten behoeve van de Groene Hart Tunnel, NLR, NLR-CR-2001-096, 2 maart 2001.

5.15 Trillingsmetingen TBM Botlekspoortunnel Doel van het onderzoek x experimentele bepaling van een spectrum van grondresponsie op de as van de tunnel veroorzaakt door TBM x experimentele bepaling van de effectieve snelheid op maaiveld en op bestaande fundering ten gevolge van TBM activiteit. Thema’s Trillingen in omgeving Hoofdactiviteiten x metingen bij Botlekspoortunnel x analyse en rapportage Betrokken personen Intern S. Lokhorst Extern G.J. van Oosterhout (TNO-Bouw) Producten x Metingen van de maximale trillingssnelheden op maaiveld ten gevolge van het boren van de Botlek tunnel’ TNO, 2000-CON-DYN-R2011, 17-01-2000.

5.16 Dynamica Botlekspoortunnel (COB- F300/320) Doel van onderzoek Uitvoeren van een validatie van verschillende trillingsprognosemodellen, zowel integrale modellen als onderdelen hiervan. Vanuit de beschikbare modellen wordt gebruik gemaakt van een modulair opgebouwd model (COB commissie L400), een integraal model (EEM) en analytische modellen. Thema’s Trillingen in omgeving, Betrouwbaarheid trillingspredicties Hoofdactiviteiten

PBON/653514

63 (63

11-7-2005)


x x x

Instrumentatie bodem, lining en heipalen Experimenten tijdens exploitatie Validatie

Stand van zaken 1 juni 2005 Het project is nog niet volledig afgerond. Er zullen nog metingen plaatsvinden tijdens proefbedrijf of tijdens exploitatie. Betrokken personen Extern: C. Blom (Holland Railconsult), G.J. van Oosterhout (TNO-Bouw) Producten Monitoring aanleg Botlekspoortunnel; door middel van Earth Pressure Balance (EPB); COB F300 eindrapport F300-E-03-090; Centrum Ondergronds Bouwen, Gouda, 2003 In de onderzoeksbibliotheek GHT is alleen het overkoepelende eindrapport van COB commissie F300 opgenomen (zie #2.8). Voor de rapportages van deelcommissie F320 wordt verwezen naar COB in Gouda (www.cob.nl)

5.17 Trillingshinder (CUR- L400) Doel van onderzoek Opstellen van prognosemodel voor trillingen. Thema’s Trillingen in omgeving Hoofdactiviteiten Het maken van een eenvoudig model voor de prognose van trillingen. Betrokken personen Intern E. Klaver Producten Geen Conclusie Model is niet helemaal naar tevredenheid ontwikkeld en niet gebruiksvriendelijk. Vervolgonderzoek in #5.18.

5.18 Trillingshinder ondergrondse logistieke systemen (CUR- L400-OLS) Doel van onderzoek Uitbreiden van bestaand model voor trillingspredicties voor ondergrondse logistieke systemen. Thema’s Trillingen in omgeving Hoofdactiviteiten x Opstellen database met resultaten van dynamische experimenten x Verzamelen en interpreteren van metingen x Analyseren van trillingsbeperkende maatregelen

PBON/653514

64 (64

11-7-2005)


x x

Ontwikkelen van een module ter toetsing aan richtlijnen en normen Aanvullen en verbeteren van het prognosemodel

Betrokken personen Intern K. Guldie , E. Klaver Producten x Eindrapport L400; Trillingshinder Conclusie: Het COB prognosemodel is uitgebreid en geschikt gemaakt voor trillingspredicties voor ondergrondse logistieke systemen.

5.19 Vibrations GHT Doel van het onderzoek Verrichten van metingen tijdens uitvoering Boortunnel Groene Hart om prognoses van TNO-Bouw te verifiëren. Bouygues/Koop wil dit in samenwerking met het projectbureau Noordelijk Holland onderzoeken. Thema’s Trillingen in omgeving Hoofdactiviteiten x trillingsmetingen op maaiveld en aan woningen x pulsexcitaties in tunnel x analyse van metingen Betrokken personen HSL-Zuid Intern R.J. Aartsen Extern P. Aristaghes (Bouygues/Koop), G.J. van Oosterhout (TNO-Bouw) Planning 2001-2003 Stand van zaken per 1 mei 2001 Onderzoek wordt waarschijnlijk opgenomen in COB verband en moet nog worden opgestart.

5.20 Trillingen (COB- F510/511) Doel van onderzoek Onderzoek naar trillingen tijdens de bouw van de boortunnel onder het Groene Hart. Het onderzoek is onderdeel van de COB commissie F510, Praktijkonderzoek Boortunnel Groene Hart. Thema’s Trillingen in omgeving, Betrouwbaarheid trillingspredicties Hoofdactiviteiten x Samenvatten eerder onderzoek (van o.a. HSL-Zuid) x Uitvoeren van trillingsmetingen tijdens de bouwfase. x Uitvoeren van predicties.

PBON/653514

65 (65

11-7-2005)


x x x

Evaluatie Postdicties. Eindrapportage.

Betrokken personen Intern R.J. Aartsen, E. Klaver Extern H.G. Stuit (Holland Railconsult) Stand van zaken per 1 juni 2005 De evaluatie is vrijwel gereed. Mogelijk worden nog postdicties uitgevoerd. Daarna volgt de eindrapportage. Afronding van dit deelproject wordt eind 2005 verwacht. Voor resultaten wordt verwezen naar het COB (www.cob.nl) Producten Er zijn definitieve rapporten opgeleverd, maar deze zijn nog niet beschikbaar buiten de commissie. Voor informatie over het praktijkproject en deze rapporten wordt verwezen naar de secretaris van F511 (RJ. Aartsen, HSL-Zuid & Holland Railconsult)

5.21 Betrouwbaarheid trillingspredicties en reducerende maatregelen (Delft Cluster 1) Doel van onderzoek Het onderzoek is afgestemd met het COB onderzoek F510 Dynamica en richt zich op de validatie en betrouwbaarheid van gemaakte trillingsprognoses. Het onderzoek is onderdeel van het eerste contract tussen Delft Cluster en het projectbureau Noordelijk Holland. Thema’s Trillingen in omgeving, Betrouwbaarheid trillingspredicties Hoofdactiviteiten x Onderzoek naar de betrouwbaarheid van trillingsprognoses. x Onderzoek naar gedetailleerde metingen. x Optimalisatie van reducerende maatregelen. x Systematische aanpak van verbeteringen. Ontwikkeling van strategieën om de betrouwbaarheid van prognoses te verbeteren. x Uitgangspunt is dat de predicties worden gekoppeld aan metingen. In het kader van dit project worden trillingsmetingen uitgevoerd bij het ING gebouw te Rotterdam. Betrokken personen Intern R.J. Aartsen, E. Klaver Extern P.H. Waarts (TNO-Bouw) Producten Het project Betrouwbaarheid trillingspredicties en reducerende maatregelen beslaat 22 DC rapporten onder projectnummer 01.05.02: 1. Betrouwbaarheid trillingspredicities, basisfilosofie, M.S. de Wit, 2003; 2. Expertmeningen onderzoek trillingpredicties. M.S. de Wit, D. Molenaar, 2002; 3. Reducerende maatregelen, verslag EBR sessie, F. van Duin, 2001; 4. Maatregelen aan bouwwerken ten aanzien van trillingen afkomstig van railverkeer, C. Carito, A. Koopman, 2001;

PBON/653514

66 (66

11-7-2005)


5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.

Beschrijving van reducerende maatregelen voor trillingen afkomstig van railverkeer, C. Russelli, A. Koopman, 2001; Predictie van trillingen met behulp van het D11 model, G. Esposito, 2001; Results of expert session interpreted with Fuzzy Logic, P. Hölscher, 2003; testcase demping, H. Stuit, P. Waarts, J. Pruiksma, 2003; Metingen bij de proefbouwkuip van de Tunnel Rotterdam Noordrand, A. Koopman, 2002; Damping in soil, P. Hölscher, J. Pruiksma, 2003; The reliability of global estimation of dynamic properties, P. Hölscher, 2003; Description of model Rochussenstraat, H. Stuit, 2003; Reliability of vibration predictions; synthesis of preditions and measurements, M.S. de Wit, F. Galanti, 2003; CUR/COB Models for analysis ING Rotterdam North building pit, A. Kok, 2003; Reliability of vibration prognosis by FEM for extensive measurements at test site Rotterdam North: input parameters phase 1; J. Pruiksma, W. Gardien, F. van Duin, 2003; Reliability of vibration prognosis by FEM for extensive measurements at test site Rotterdam North: input parameters phase 2; P. Hölscher e.a., 2003; Wordt een dynamisch prognosemodel beter door trillingsmetingen uit te voeren?; P. Hölscher, J. Pruiksma, 2002; Studie naar parametergevoeligheid bij trillingsberekeningen in grondlagen; M.P. Koningen, 2003; Post-processing tijdsignalen proefbouwkuip Tunnel Rotterdam Noordrand, M.S. de Wit, 2003; Final report; P. Hölscher, P. Waarts, 2003; Hernieuwde analyse van trillingsmetingen tweede Heinenoordtunnel; A. Kok, 2003; Soil: A theoretical manual; A. Kok et.al, 2003;

5.22 Validatiemetingen HST passages. (Delft Cluster 2) Doel van onderzoek Het onderzoek is afgestemd met het COB onderzoek F510 Dynamica en met eerdere Delft Clusterprojecten en richt zich op de validatie en betrouwbaarheid van gemaakte trillingsprognoses. Het onderzoek is onderdeel van het tweede contract tussen Delft Cluster en het projectbureau Noordelijk Holland. Thema’s Trillingen in omgeving, Betrouwbaarheid trillingspredicties Hoofdactiviteiten x Onderzoek naar de betrouwbaarheid van trillingsprognoses met EEM modellen. Dit betekent het uitvoeren van predicties en analyses door verschillende participanten. x Participatie in trillingsmetingen die de KU Leuven in 2001 gaat uitvoeren in het kader van de homologatie ritten voor de hogesnelheidslijn Brussel Lille. Betrokken personen Intern R.J. Aartsen, E. Klaver Extern P.H. Waarts, G. Esposito (TNO-Bouw) Producten Er zijn drie rapporten x Experimental determination of Vibrations Induced by IC and HS train passages (2004-CIR0072), G. Esposito, TNO Bouw, 2004

PBON/653514

67 (67

11-7-2005)


x

Experimental determination of the impedance of a RC Railway construction in Waremme (BE), High Speed Line Brussels - Cologne (2003-CI-R0066), G. Esposito, TNO Bouw, 2003 x Measurement of HST Vibrations (2003-CI-R0010), G. Esposito, TNO Bouw, 2003 Er is door TNO bouw (Galanti, Koopman, Esposito) een paper geschreven voor het congres Dynacom 2005 Parijs: x Parameter calibration in the modelling of railway traffic induced vibrations by use of Barkan.

Vervolg Na toekenning van ICES subsidie worden trillingsmetingen aan een hogesnelheidstrein in Nederland uitgevoerd inclusief predicties en analyse door meerdere participanten. Een verdere uitbreiding van het onderzoek naar de betrouwbaarheid van trillingsprognoses is de uitvoering van trillingsmetingen aan de Groene Hart Tunnel in de gebruiksfase.

PBON/653514

68 (68

11-7-2005)


6 Onderzoeksgebied risicobeheersing 6.1

Logistiek van Referentieontwerp

Doel van onderzoek Uitvoeren van een review van het referentieontwerp ten aanzien van planning, logistiek, onderhoud en daaraan gerelateerde risico’s. Thema’s Risicoanalyse ontwerp en uitvoering, Planning en logistiek Hoofdactiviteiten x Risicobeschouwing x Risicobeperkende maatregelen x Planning en Logistiek van bouwproces x Aanbevelingen Betrokken personen Intern H. Möller Extern Mott Macdonald Producten x Review of construction logistics and risks. Associated with cross passage construction, 49988/rprev2, 11 september 1998, x Logistiek plan van het referentieontwerp, logistiek en uitvoering van de verschillende bouwlocaties B/HMö/985656/3.10.26, 29 december 1998, x Paris to Amsterdam High-Speed Line South- Green Heart Bored Tunnel, maintenance Plan Report, 49988/C/005/2, juni 1999.

6.2

Vergelijking verschillende tunneltypen

Doel van onderzoek Vergelijken van drie typen boortunnel voor tunnel onder het Groene Hart (RO, DOT en DST). Thema’s Risicoanalyse ontwerp en uitvoering, Planning en logistiek, Tunnelvarianten Hoofdactiviteiten x Beschouwing ontwerp x Beschouwing bouwmethode x Effect op planning x Vergelijking van alternatieven Betrokken personen Intern H. Möller Extern Mott Macdonald Producten

PBON/653514

69 (69

11-7-2005)


x

Study of alternative bored tunneling options, Mott MacDonald, 49988/C/001/2, 13 november 1998. Conclusies: x Keuze voor toepassen van slechts een TBM per buis is groot risico gezien de grote lengte en diameter. x RO heeft kortere bouwtijd en heeft ook grotere kans om tunnel te realiseren vanwege aanwezigheid twee TBM’s. Bij falen van een TBM is er een back-up om tunnel af te maken. x Maken van dwarsverbindingen veroorzaken bij goede voorbereiding geen onacceptabele risico’s x DST heeft oneconomisch gebruik van ruimte, de tussenwand resulteert in extra belasting op planning en kosten x DOT is niet realistisch voor tunnel GH

6.3

Double –O- Tube

Doel van onderzoek x Onderzoek naar haalbaarheid van DOT tunnel x Vergelijking van DOT met Referentieontwerp op basis van bouwtijd, kosten en risico’s x Opstellen van eisen t.b.v. Programma van Eisen m.b.t. DOT tunnel Thema’s Risicoanalyse ontwerp en uitvoering, Planning en logistiek, Tunnelvarianten Hoofdactiviteiten x Literatuurstudie DOT x Boorfrontstabiliteit x Diepteligging en vervormingen van grond x Ringbouw en krachtswerking x Risico-afwegingmodel x Haalbaarheidsstudie Betrokken personen Extern M. Veenma (Afstudeerder TU Delft) Producten Afstudeerverslag; DOT tunnel onder het Groene Hart. x DOT Tunnel onder het Groene Hart, Deel I: Analyse van het boor- en bouwproces van een DOT-tunnel, MVE/R/985611/3.10.10, 3-11-1998; x Deel II, Haalbaarheid van een DOT-tunnel voor de HSL-Zuid MVE/R/985611/3.10.10, 3-111998; x Deel III, Bijlagen MVE/R/985611/3.10.10, 3-11-1998. Conclusies: x Realistische voortgangsnelheid bedraagt 8 meter/dag. Groot risico dat opleverdatum wordt overschreden x DOT tunnel is 140 mio goedkoper dan tunnel uit OTB x Door complexiteit van boor- en bouwproces heeft de DOT tunnel meer en grotere risico’s

6.4

Dubbelsporige Boortunnel

Doel van onderzoek

PBON/653514

70 (70

11-7-2005)


Onderzoek naar haalbaarheid van een dubbelsporige boortunnel ten opzichte van het referentieontwerp (een dubbele enkelsporige boortunnel) op basis van risico en bouwtijd. Thema’s Tunnelveiligheid, Risicoanalyse ontwerp en uitvoering, Planning en logistiek, Tunnelvarianten Hoofdactiviteiten x Risicoanalyse gebruiksfase x Risicoanalyse uitvoeringsfase x Liningberekening Betrokken personen Extern K. Knaap (afstudeerder TU Delft) Producten x Afstudeerverslag; Haalbaarheidsstudie dubbelsporige boortunnel (3 delen), KKN/R/990309, oktober 1999. Conclusies: x Voor gebruiksfase is veiligheid het belangrijkste risico x Een dubbelsporige boortunnel met scheidingswand tussen de sporen is veiliger dan het referentieontwerp x Bij een onderlinge afstand van vluchtdeuren van 150 m kunnen alle passagiers bij brand tijdig een veilige ruimte bereiken. x Een dubbelsporige boortunnel wordt een haalbaar alternatief wanneer wordt gekozen voor een zesdaagse werkweek en een segmentbreedte van 2 m; dit leidt tot benodigde productie van 60 m per week. x Het aanpassen van de breedte van de segmenten heeft in alle modellen geen noemenswaardige verandering van moment en vervorming tot gevolg. x Voegopenstand vormt probleem bij bredere segmenten; hierdoor kan waterdichtheid negatief worden beïnvloed. x Conclusies ten aanzien van dikte segmenten.

6.5

Risicoverdeling in Design & Construct contract

Doel van onderzoek Het doen van aanbevelingen voor het tot stand komen van een heldere en optimale risicoverdeling tijdens het Design & Construct –contractvormingsproces van de Boortunnel onder het Groene Hart, waarbij zoveel mogelijk verantwoordelijkheden bij de aanbiedende partij worden ondergebracht. Thema’s Risicomanagement Hoofdactiviteiten x literatuurstudie naar faseringen in bouwproces en bouworganisatievormen x formuleren uitgangspunten voor contract en contractvormingsproces x beoordelingscriteria en visies ten aanzien van risicoverdeling x analyse van U-turn risks Betrokken personen Intern W. Leendertse, P. Jovanovic

PBON/653514

71 (71

11-7-2005)


Extern J. Steenstra (Universiteit Twente) Producten x Afstudeerverslag; Risicoverdeling in het Design en Construct contract van de Boortunnel onder het Groene Hart. Conclusies ten aanzien van aspecten: x contract en contractvorming x beoordelingscriteria risicoverdeling x grondcondities x vergunningen x grondverwerving x hinder en schade

6.6

Risicoanalyse ontwerp en uitvoering GHT

Doel van onderzoek Het maken van een risicoanalysemodel voor beoordeling van ontwerp en uitvoering van boortunnel GHT HSL-Zuid. Thema’s Risicoanalyse ontwerp en uitvoering Hoofdactiviteiten x Algemeen x Kwalitatieve risicoanalyse (studie 1) x Kwantitatieve risiconanalyse (studie 2) x Uitwerking van aantal cases x Eindrapportage Betrokken personen Intern: P. Jovanovic, H. Möller Producten x Risicoanalyse Boortunnel Groene Hart, deel 1 kwalitatief, 9J10015A, 5-3-1998; x Risicoanalyse Boortunnel Groene Hart, deel 2 Kwantitatief, 9J10016A, 30-3-1998.

6.7

Risicoanalysemodel tunnelveiligheid

Doel van onderzoek De specifieke doelstelling is om voor reële brandscenario’s in de Groene Hart Boortunnel de risico’s te berekenen voor reizigers en personeel onder zo reëel mogelijke omstandigheden met inachtneming van de in het referentieontwerp veiligheidsvoorzieningen in de tunnel en in de treinen en in het verkeers- en calamiteitenafhandelingsproces. Thema’s Tunnelveiligheid Hoofdactiviteiten x Bepaling van de kans van optreden van de reële brandscenario’s x Invloed van sprinklers in de trein op de brandscenario’s

PBON/653514

72 (72

11-7-2005)


x x x x x

Bepaling van evacuatietijd Bepaling van het te verwachten aantal slachtoffers (op basis van o.a. CFD berekeningen) Herziene risicoberekeningen Analyse van kritische brandscenario’s Kwalitatieve vertaling van de resultaten voor de boortunnel naar andere tunnels

Betrokken personen Intern H. Burger Extern M. Molag, L. Sluys (TNO-MEP) Producten x HSL-Zuid: Analyse veiligheid tunnel, Kwantitatief risico-analyse model brand in een boortunnel, TNO-MEP-R 98/466, juli 1998;

6.8

Parameterstudies met risicoanalysemodel tunnelveiligheid

Doel van onderzoek Uitvoeren van simulaties met het risicoanalysemodel uit #6.9 om de effectiviteit van veiligheidsvoorzieningen te kwantificeren. Thema’s Tunnelveiligheid, Tunnelvarianten Hoofdactiviteiten x Maken van berekeningen met risicoanalyse van verschillende tunnelconfiguraties x rapportage Betrokken personen Intern H. Burger Extern M. Molag, L. Sluys (TNO-MEP) Producten x Samenvatting veiligheidsanalyse groene hart boortunnel, TNO-MEP-R 98/470, januari 1999; x HSL-Zuid Analyse veiligheid tunnel, Risico-berekening voor varianten van de Groene Hart tunnel: A en B cases, TNO-MEP-R 98/467, juli 1998 x Risicoberekeningen brand voor varianten van de Groene Hart Tunnel: C cases, TNO-MEP-R 98/468, oktober 1998. x HSL-Zuid: Analyse veiligheid tunnel, Risicoberekeningen brand voor varianten van de Groene Hart tunnel: D cases, TNO-MEP-R 98/469, oktober 1998.

6.9

CFD-berekeningen (tunnelveiligheid)

Doel van onderzoek Simulatie van brandontwikkeling en rookverspreiding in tunnel Rotterdam Noord middels CFDmodel. Onderzoek naar effectiviteit van geplande ventilatiesysteem met rookluiken. Thema’s Tunnelveiligheid Hoofdactiviteiten

PBON/653514

73 (73

11-7-2005)


x

maken van computational fluid dynamics simulaties

Betrokken personen Intern H. Burger Extern P. van der Leur (TNO-Bouw) Producten HSL-tunnel Rotterdam-Noord; CFD-Studie; TNO-Rapport 2000-CVB-00664; TNO Bouw, 2000

6.10 Betrouwbaarheid planningen boortunnels Doel van het onderzoek Ontwikkelen van een algemene methodiek voor het toetsen van een boortunnelproject-planning. Thema’s Risicomanagement, Planning en logistiek Hoofdactiviteiten x Ontwikkelen van een algemene opzet voor de toetsing van een boortunnelproject-planning x Analyseren van de projectplanning van de Boortunnel Groene Hart Betrokken personen Intern P. Jovanovic, J. Ruitenberg, B. Stoiber Extern J. de Wit (afstudeerder TU Delft) Producten x Zoals gepland?! Onderzoek naar de betrouwbaarheid van de planning van het boorproces van de Groene Harttunnel, Afstudeerverslag van Johan de Wit, TU-Delft, juli 2001.

6.11 Logistiek Doel van het onderzoek Aanbevelingen opstellen om de veiligheid tijdens het boren van de Boortunnel Groene Hart te verbeteren en de kans op vertraging als gevolg van het falen van logistieke processen te verkleinen. Thema’s Planning en logistiek Hoofdactiviteiten x Analyseren van logistieke processen x Onderzoeken van faalmechanismen t.a.v. logistieke processen Betrokken personen Intern J. Ruitenberg Extern A. van Schie (Afstudeerder TU Delft) Producten x Logistiek bij Boortunnel Groene Hart, eindrapport en bijlagen, februari 2001.

PBON/653514

74 (74

11-7-2005)


6.12 Catsby-GIS link Doel van het onderzoek Het ontwikkelen van een geografische database voor de uitvoering van een boortunnel. Het betreft een uitbreiding van het CATSBY systeem gebaseerd op ervaringen van aannemer en opdrachtgever. Belangrijkste aspecten zijn: x monitoring van boorproces (meten, beoordelen en reageren) x controle van kwaliteit en planning x calibratie van parameters x werkvoorbereiding x vastleggen as-built informatie Thema’s Monitoring Hoofdactiviteiten x TBM parameters koppelen aan ringnummer x koppeling met geotechnische profielen x koppeling met meetpunten uit omgeving Betrokken personen Intern S. Lokhorst, B. Bruinsma Extern P. Aristaghes (Bouygues/Koop) Stand van zaken per 1 mei 2001 Onderzoek is afgerond. Uitvoering van alle hoofdactiviteiten bleek niet realistisch. Verdere ontwikkeling ligt bij B/K.

6.13 Monitoringprotocollen Doel van het onderzoek Het maken van monitoringprotocollen voor Boortunnel Groene Hart. Thema’s Monitoring Hoofdactiviteiten Voor de volgende onderwerpen zal een monitoringprotocol worden opgesteld: 1. Het boorproces 2. Trillingen in bouw en exploitatiefase 3. Tunnelconstructie (uitvoeringsaspecten) Per protocol wordt het volgende uitgewerkt: x belangrijkste monitoringaspecten x monitoringschema (opstellen empirische relaties, validatie en uitvoeren van monitoring) x organisatie x waarschuwingsgrenzen en actiegrenzen Betrokken personen Intern S. Lokhorst, B. Bruinsma

PBON/653514

75 (75

11-7-2005)


Extern G.J. van Oosterhout, G.Esposito (TNO-Bouw) Producten x Engineering Decision Support of Slurry Shield Tunneling Construction , TNO, 2000-CON-DYNR2051, 29 maart 2001.

6.14 Data-acquisitiesysteem (DAS) Doel van het onderzoek Uitvoeren van een specificatiestudie ten behoeve van de monitoring bij de Boortunnel Groene Hart. Thema’s Monitoring Hoofdactiviteiten Voorstel voor een DAS maken. Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern G.J. van Oosterhout (TNO-Bouw) Producten x Memo DAS, TNO, 2000-CON/DYN/M2024/OTG, 7 februari 2000.

6.15 Vergelijking korte en lange boortunnelvariant HSL-Zuid onder het Groene Hart Doel van het onderzoek Het inventariseren van de verschillende soorten hinder voor de korte en de lange boortunnelvariant en het analyseren en uitwerken van de geconstateerde knelpunten in het referentieontwerp. Thema’s Tunnelvarianten Hoofdactiviteiten x Inventarisatie van de milieuaspecten die een mogelijke rol spelen bij de beide boortunnelvarianten. x Vergelijking korte en lange boortunnelvariant op milieu aspecten. x Constructieve uitwerking van één van de knelpunten. Betrokken personen Intern P. Jovanovic Extern K.H.F. Berkers (Afstudeerder TU Delft) Producten x Boortunnel onder het Groene Hart, deel I: Inventarisatie, deel II: vergelijking, deel III: constructieve uitwerking; 9 februari 2000.

6.16 Datamanagement Ondergronds Bouwen (COB- G105) Doel van onderzoek

PBON/653514

76 (76

11-7-2005)


Opslaan van relevante meetdata van ondergrondse projecten in een toegankelijke en gebruiksvriendelijke database teneinde de risico’s bij nieuwe projecten te verkleinen. Het onderzoek is onderdeel van de COB commissie G105. Thema’s Risicoanalyse ontwerp en uitvoering; Monitoring Hoofdactiviteiten x Ontwerpen en bouwen van een database voor de opslag van meetdata. Betrokken personen Intern R.J. Aartsen, B. Bruinsma Extern G. Hannink (GeoDelft) Producten x Datamanagement ondergronds bouwen; Fase 1: ontwerp van de database/ projectvoorstel en basiprojectplan; COB-Commmissie G105; COB, 2002 Het internetproduct van dit project is beschikbaar op www.cob-tunnels.nl.

6.17 Monitoringsfilosofie HerMes (Delft Cluster 1) Doel van onderzoek Het doel van het onderzoek is een methodiek te ontwikkelen om monitoringsgegevens kwantitatief te laten bijdragen aan de betrouwbaarheid bij de bouw en het beheer van geotechnische en civieltechnische constructies. Het onderzoek is onderdeel van het eerste contract tussen Delft Cluster en het projectbureau Noordelijk Holland. HerMes staat voor Het Rationeel Monitor Evaluatie Systeem. Kosterreductie wordt bereikt door het optimaliseren van beheer, door kwantitatieve afweging van maatregelen en het in beschouwing nemen van gevolgkosten. Thema’s Monitoring, Risicomanagement Hoofdactiviteiten x Opstellen protocol: wat, waarom, wanneer en hoe vaak monitoren? x Toepassing protocol bij een aantal pilotprojecten. Betrokken personen Intern R.J. Aartsen, B. Bruinsma Extern A.R. Koelewijn (GeoDelft) Producten 1. Monitoringsfilosofie – toepassing op de macrostabiliteitsproef in het Proefvak Actuele Sterkte; Delft Cluster, oktober 2000 2. Monitoringsfilosofie – toepassing op referentiebaan No-Recess; Delft Cluster, dec 2000 3. Case studie Rationele Monitoring voor ASR op viaducten; Delft Cluster, nov 2002 4. HERMES Case ; risicobeheersing vanuit de toetsende rol; Delft Cluster, 5. Monitoringsfilosofie HerMes; Waarom, Wat, Waar, Wanneer en in Welke mate meten & verwerken; Delft Cluster, dec 2002

PBON/653514

77 (77

11-7-2005)


6. Vergelijking van monitoringstrategieën op basis van HERMES-monitoringsfilosofie; Case studie: gewapend betonnen ligger; Delft Cluster, nov 2001 7. Invloed monitoring op betrouwbaarheid zettingsprognoses / Toepassing isotachen model; Delft Cluster, feb 2003 8. Checklist rationele monitoring; Delft Cluster; Delft Cluster, feb 2003 9. Werkinstructie Checklist HERMES; Delft Cluster, feb 2003 10. Eindrapportage rationele monitoring; Delft Cluster, feb 2003 11. HERMES uitwerking; Rationele monitoring van indirecte indicatoren i.p.v. directe conditieparameters; Delft Cluster, jan 2003

6.18 Risicobeheersing bij een toetsende rol (Delft Cluster 2) Doel van onderzoek Dit project is een pilotproject voor het project monitoringsfilosofie “Hermes” (#6.17, Delft Cluster 1). Het project risicobeheersing bij een toetsende rol is onderdeel van het tweede contract tussen Delft Cluster en het projectbureau Noordelijk Holland. In het project Groene Hart Tunnel ligt de verantwoordelijkheid voor risicobeheersing bij de aannemer en heeft de opdrachtgever een toetsende rol. In dit onderzoek wordt nagegaan hoe de toetsende rol ingevuld moet worden teneinde een zo goed mogelijke bijdrage aan risico-beheersing te leveren, zonder daarbij op de stoel van de aannemer te gaan zitten. Het project richt zich voornamelijk op maaiveldzettingen. Thema’s Risicomanagement, Monitoring Hoofdactiviteiten x Toepassing monitoringsfilosofie Hermes bij Groene Hart Tunnel x Integratie TBM-data met meting maaiveldzettingen. Betrokken personen Intern R.J. Aartsen, B. Bruinsma Extern G.J. van Oosterhout, G.H. Wijnants (TNO-Bouw) Producten Er zijn 12 rapporten inclusief eindrapport: 1. Inventarisatie grijze gebieden (WB-1) 2. Offspec parameters gebruikmakend van Catsby (WB-2) 3. Voorspellingsmarges van model(WB-3) 4. Begroting geotechnische onzekerheden (WB-4) 5. Kwaliteitscriteria voor een betrouwbare zettingsmeting (WB-5) 6. Toetsing van het BK monitoringprotocol (WB-6) 7. Afhandeling toetsingsresultaten (SB-7). 8. Criteria voor aanpassing dichtheid meetpunten (BB-8). 9. Vlekkenkaart / categorie indeling zettingsgedrag (SB-13). 10. Evaluatie stuurproces (SB-14). 11. TBM Monitoring tool (SB-15) 12. Eindrapportage (SB-16) Alle rapporten zijn door HSL gebundeld tot één digitaal document (PDF)

PBON/653514

78 (78

11-7-2005)


6.19 Monitoring opzet voor aantasting boortunnels (Delft Cluster 2) Doel van onderzoek Ontwikkelen van een monitoringsopzet om gedurende de levensduur van een tunnel de toestand van de constructie te kunnen volgen. Dit onderzoek richt zich op de Groene Hart Tunnel en moet leiden tot een doelmatig toekomstig onderhoud. Het onderzoek is onderdeel van het tweede contract tussen Delft Cluster en het projectbureau Noordelijk Holland. Thema’s Monitoring, Duurzaamheid Hoofdactiviteiten x Inbouwen meetinstrumenten in de Groene Hart tunnel. Het onderzoek richt zich op macrocelcorrosie. x Uitvoeren nulmetingen en interpretatie. Betrokken personen Intern: A. Kooiman, K. Blom, S. Lokhorst Extern: W. Peelen, J. Visser, R. Polder, A. Bigaj-van Vliet (TNO Bouw) J. Gulikers, H. de Vries (Bouwdienst Rijkswaterstaat) Producten x Instrumenten voor levensduurmetingen in ringen 2000 en 3141 en meetkasten in de technische galerij x Durability monitoring system Green Heart Tunnel; TNO Rapport 2005-CI-R0018; Juni 2005. W. Peelen e.a. x Levensduurmetingen Groene Hart tunnel; artikel voor DUCON Symposium, Delft , S.J. Lokhorst; maart 2005 Vervolgonderzoek In de tunnelringen 2000 en 3141 zijn meetinstrumenten aanwezig. Deze instrumenten zijn overgedragen aan Bouwdienst Rijkswaterstaat. In de periode 2005 – 2010 zullen de instrumenten 2x per jaar worden uitgelezen. Vergelijkbare metingen vinden ook plaats in andere tunnels. De meetresultaten van alle tunnels zullen jaarlijks worden geëvalueerd.

6.20 Experimenteel onderzoek aan dummy segmenten Doel van onderzoek In de GHT zijn twee ringen geïnstrumenteerd t.b.v levensduurmetingen (zie project 6.19). Ter voorbereiding van de implementatie van deze ringen zijn twee volledig geïnstrumenteerde segmenten als proefstukken vervaardigd. Deze zg. dummy segmenten zijn gebruikt voor twee series experimenten op locatie bij TNO in Delft. Het doel van deze experimenten is: x Ervaring opdoen met de respons van de toegepaste instrumenten (MultiRingElectrode en Anodeladder) onder GHT omstandigheden; x Onderzoeken wat de invloed is van de gedeeltelijke uitdroging van de buitenzijde van de segmenten tijdens de verharding en tijdens opslag op de chloride-indringing na installatie in de tunnel;

PBON/653514

79 (79

11-7-2005)


x

x

Onderzoek naar de invloed van een lager chloride gehalte in het grondwater op de levensduurberekeningen (in de levensduurberekeningen is uitgegaan van blootstelling aan zeewater); Ervaring opdoen met de MultiRingElectrode door weerstandsmetingen in verband te brengen met andere bestaande en veelgebruikte methoden voor weerstandsmetingen.

Thema’s Monitoring, Duurzaamheid Hoofdactiviteiten x Plaatsen van twee dummy segmenten op terrein TNO Bouw en (plaatselijk blootstellen aan bekende chloride belastingen) x Uitvoeren metingen aan ingestorte instrumenten voor levensduurmetingen (MRE en AL); voor Dummy met AL worden gedurende een half jaar wekelijks metingen verricht om gevoeligheid voor klimaat te onderzoeken x Uitvoeren metingen met andere instrumenten x Labproeven met betrekking tot betonsamenstellingen en chloride profielen Betrokken personen Intern: A. Kooiman, K. Blom, S. Lokhorst Extern: W. Peelen, J. Visser, R. Polder, A. Bigaj-van Vliet (TNO Bouw) Producten x Testing of Green heart Tunnel dummy segment with Multi Ring Electrodes; TNO Bouw rapport 2003-CI-R0138; J.H.M. Visser e.a. x Laboratory testing of Green Heart Tunnel segment with embedded Anode Ladder sensors; TNO rapport 2005-CI-R0114; Juni 2005; R. Polder e.a. Resultaat De experimentele resultaten van beide deelonderzoeken laten zien dat de chloride-indringing in het beton aan de buitenzijde van de segmenten bij een expositie van 20 g chloride per liter (=zeewater) verder is gevorderd dan op grond van diffusie werd verwacht. De chloride is in de beproevingsperiode ca. 5 mm verder ingedrongen dan voorspeld. De belangrijkste reden voor de snellere indringing is de “uitdroging” van de dummy segmenten tijdens opslag en de daaropvolgende capillaire adsorptie van chloorhoudend water. De snelheid van indringing van chloride is daardoor aanvankelijk groter, maar het effect van absorptie dempt uit. Daarnaast is de natuurlijke aanwezigheid van chloride in de grondstoffen van het beton een belangrijke bijdrage aan het totale chloride-gehalte. De omstandigheden van de experimenten zijn gebaseerd op het levensduurontwerp van de aannemer. Met de geconstateerde adsorptie is daarin geen rekening gehouden; de “uitdroging” van de segmenten is echter ook voor de tunnelsegmenten realistisch. De uitgangspunten van het levensduurontwerp zijn overigens conservatief: blootstelling aan zeewater, optreden depassivering = einde levensduur). Voor de resultaten m.b.t. de ervaringen met meetinstrumenten wordt verwezen naar de rapporten.

6.21 Luchtkwaliteit in boortunnels tijdens de bouwfase Doel van onderzoek Tijdens de aanleg van tunnels worden werknemers in de tunnel blootgesteld aan schadelijke inhaleerbare stoffen (gassen, dampen of stof) bijvoorbeeld door het gebruik van voertuigen of door

PBON/653514

80 (80

11-7-2005)


aanwezigheid van fijn stof door boorwerkzaamheden. Dit onderzoek heeft als doel praktijkmetingen mbt luchtkwaliteit te evalueren en te toetsen aan grenswaarden. Thema’s Tunnelveiligheid, Planning en logistiek, Risicoanalyse ontwerp en uitvoering Hoofdactiviteiten x Verzamelen van meetgegevens van reeds gerealiseerde tunnels x Toetsing en evaluatie van meetresultaten aan vigerende grenswaarden x Uitwerken van een luchtmodel voor inschatting van luchtkwaliteit en inplannen van werkzaamheden in tunnels x Komen tot praktische oplossingen om luchtkwaliteit te verbeteren en blootstelling aan schadelijke stoffen te minimaliseren Betrokken personen Intern Jan van den Broek Producten x Evaluatie van luchtmeetresultaten; stof en dieselmotorenemissie; J.A.C. van den Broek; 2004; Scriptie in kader van opleiding voor Hogere Veiligheidskunde aan de Hogeschool Utrecht

PBON/653514

81 (81

11-7-2005)

Catalogus van de Onderzoeksbibliotheek Groene Hart Tunnel

Recommend Documents