Ministerie van Verkeer en \/\laterstaat
Bouwdlenst Rijkswaterstaat
Directoraat-Generaal Rijkswaterst.aat.
Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoordtunnel (SVB-THT)
Ir. Boyke M.H. Djorai Zoetermeer
I
oktober
1998
© Afdeling
Ontwikkeling
Bouwdienst
Technieken
Rijkswaterstaat
en Onderhoudsbeleid Postbus 59 2700 AB ZOETERMEER
E.A .•L·U·ATI.··.E.··IIA.·p···p·O··•••T Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoordtunnel
Document V~t$ie Status Datum
Plaats
PBMS"rll.lrnmer
()pg~teIQdQor
$viaraip"svbtnlv2 2Definitief
12 ••oktotier.··1998
Zoetermeer 57a4·.(A,ê3,S5)
ir;I\II.H.PjQ~i.c.$.
Vastgesteld door: Functionaris
Naam
Opdrachtgever
ing. F.J. Wermer
Bevoegd gezag
ir. K. Tjaden
Projectleider
HandtekeAing·
I ir, M.H. Djorai
Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Heineneordtunnel
/'2.
EVALUATIERAPPORT
EVALAUTIERAPPORT Pilotproject Staalvezelbeton
in de Tweede Heinenoordtunnel
INHOUDSOPGAVE
Blz.
Voorwoord
1.
Inleiding
4
2.
Imptementatiefase 2.1 Inleiding 2.2 Fase-I: vóór het inbouwen 2.3 Fsse-lt; tijdens het inbouwen 2.4 Fase-ll]: ná het inbouwen 2.5 Monitoringplan
5
3.
5 5
6 6 6
Waarnemingen 3.1 Scheurvorming 3.2 Vochtplekken / Lekkages 3.3 Betonschaden
7 7 10
Evaluatie 4.1 Implementatiefase 4.2 Beheersaspecten
12
5.
Gebruiksfase
15
6.
Conclusies en aanbevelingen 6.1 Conclusies 6.2 AanbeveHngen
16 16 16
7.
Relevante documenten/notities
4.
11
12 13
behorend bij dit pilotproject
17
Pilotproject Staalvezelbetonin de TweedeHeinenoordtnnnel EVALUATIERAPPORT
2
Voorwoord Voor uJigt het evaluatierapport van het pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Heinenqordtunnel. Het rapport beschrijft in het bijzonder de ervaringen opgedaan in de implemerltatiefase van dit pilotproject Daarnaast wordt ook aandacht besteed aan het verloop van dit· project vanaf de start (juni 1996) tot en met het formele einde van dit projectijuli 1998) met name op ·de (interne Bouwdienst RWS) beheersaspecten. Tenslottèwordt de monitoringsmogelijkheid van het pilotgebied in de gebruiksfase van de tunnèlkort besproken Bij dit prpjectzijn diverse partijen zowel binnen de Bouwdienst RWS alsmede buiten de BouwdienstRWS betrokken· geweest Vooral de TU Delft, de Tunnel Combinatie HeinenQord(TCH) en het Centrum Ondergronds Bouwen (COB) moeten hierbij vermeld •• worden. Hierbij wU ik dan ook een ieder bedanken voor hun bijdrage aan dit project alsmede de totstandkoming van dit rapport. In hetbjjzonder gaat mijn dank uit naar de leden van de projectgroep SVB- THT voor de prettige samenwerking gedurende de proiectpericde,
Zoetermeer, 12 oktober 1998 ir. M.H. Djorai
Pilotproject Staalvezelbetonin de TweedeHeineaoerdtunuel EVALUATIERAPPORT
3
1. Inleiding De Tweede Heinenoordtunnel onder de Oude Maas is de eerste geboorde verkeerStunnel van Nederland. Door de minister van Verkeer en waterstaat is deze tunnel ($amen met de Botlektunnel) als proef(boor}project aangewezen. Enkele gege'IJtlnSVan de tunnel: boorgedeelte950 m (2 buizen naast elkaar); buiten en binnen diametèrboorgedeelte 8,317,6 m;lengte tunnel ring 1,5 m: per tunnelring 7 tunnelsEtgmentenplus een sluitstuk; lengte start- en ontvangstschachtca. 200 m; de segmenten worden geprefabriceerd in traditioneel gewapend beton en heeft een sterktaklasse845. De huidiQe traditioneel gewapend beton segmenten zijn voorzien van een wapeniggskorf van circa 100 kg/m3. Uit onderzoek is gebleken dat het vervangen van de wapeningskorfdoorstaalvezels .in bepaalde gevallen duidelijk 'IJoordelen kunnen bieden. Het .pilotproject "Staalvezelbetonin de Tweede Heinenoordtunnel" had dan ook als doel het ontwerpen, produceren en implementeren (iees:inbouwen) van 16 staaNez.elbetonnen ringen in de tweede buis van de Tweede HeinenoordtunneL Op basisv~neen uitgebreid onderzoek (gestart.in Juni 1996) zijn inweek 47 van 1997 bij de Schpkjndustrie Strukton Segmenten v: o.1. (SSS) 16 dngen in staalvezelbeton vervaardigd, waarbij de wapeningskorven van de traditioneel gewapend beton segmenten volledig zijn vervangen door staalvezels. In totaal zijn dit 112 segmenten en 16 sll..litstukken. Gegevt;tns van de toegepaste staalvezels: Merk : Dramix (met haakeinden) Lengte.-.Dikte verhouding (UD) : 80 (60/0.75) Treksterkte : ca. 2700 MPa. (High Carbon) Hoeveelheid : 60 kg/m3 in het onderstaand tabelis de betonsamenstelling van zowel de traditioneel gewapend beton segmenten als van de staalvezelbetonnen segmenten weergegeven. Hieruit bfijkt datde mengselsamenstelling nauweliJks is aangepast.
350k9
25%CEM i 52,5R 75% CEM IU/A 52,5 0,42
water-eement factor Toeslasmaterialen: 39% zandO-4 mm gebroken grind 4 -16 mm 161% 16mm maximale· korreldiameter Hulpstof: 0,9% TILMAN M6 superplastificeerder Vezeltoevoeging: wapeningskorf ca. 100 kg/m3 DRAMIX Re 80/60 SP Tsbel t: Betonsamensteltingen
350 kg 25% CEM 152,5 R 75% eEM III1A 52,5 0,42 40% 60%
16mm 1,0% TILMAN M6
60 kg/m3 (He)
van tradWoneef resp. staalvezeJbetonmengsels
Pilotproject Sta:alvl~zelbetl:min de Tweede Hetaeneordteane!
EVALUATIERAPPORT
4
2. IlIIplementatiefase 2.1 111leiding Voordat met de implementatie kon worden begonnen zijn diverse aanvullende bespre!
2112 Fase-I: vóór het inbouwen In deze fase zouden de segmenten beschadigd kunnen raken tijdens ontklsten, transporten opslag (vanuit SSS tot en met stapeling op het tasveld) en tijdens transport vanaf bOuwplaats naar boorfront. Oe logi~tieke stappen waarbij schaden kunnen ontstaan zijn: 1. Inladènop vrachtwagens; 2. Uitladen op bouwplaats; 3. Transport met segmentkraan in schachten stapeling op treinwagons; 4. Transport met treintje naar tunnelboormachine (TBM), keren en neerleggen van de segmenten op stutten van de 1e volgwagon ; 5. Transport van de segmenten met de T8M vacuüm kraan en neerleggen segmenthouder.
Pilotproject Staalvezelbetonin de TweedeHeinenoordtunnel EVALUATIERAPPORT
5
2..3 Fase-II: tijdens het inbouwen In deze fase kunnen de segmenten beschadigd raken tijdens het inbouwen. 6. Tran.port met segmenthouder onder de ereeter en aanbrengen van in ring; 7. Vast~ouden van segment aan aanliggende segmentstenen; 8. Zett~n van vijzeldrukken op segment; 9. Inschuiven sluitsteen; 10. Aanbrengen vijzelkrachten op segmenten tijdens voortgang van de tunnelboormachine (TBM) en uitdrukken van de segmenten in grond.
2.4 Fase-IU:nàhetinbouwen Na het inbouwen kunnen de ringen beschadigen ten gevolge van grond~, grout-en waterdrukken. Oe meest kritische situatie ontstaat wanneer de ring uit het schild wordt gedrukt.Als ring x de laatst ingebouwde ring is voor de eerstvolgende boorgang, dan is ring x-2 de meest kritische ring. Dit is namelijk de eerste ring die volledig wordt belast doorgrond-, grout- en waterdmkken.
2.5 .Monitoringplan Voor de implementatiefase van de pilot is een uitgebreid monitoringplan opgesteld met als tweeledig doel. Het primaire doel van het monitoringplan is het inbouwproces van staalvezelbetonnen segmenten in de tweede buis van de Tweede Heinenoordtunnel beheerst te laten geschieden. Hiertoe is een plaatsingsscenario gedefinieerd en zijn de ringen in een stabiele grondlaag (zo homogeen mogelijke zandlaag) gesitueerd. Op basis van een risiccmatrix, die vanuit een theoretische benadering is opgesteld, maar ook op een praktische casu quo realistische wijze is beschouwd, zijn er kwantitatieve criteria opgesteld aan de hand waarvan getoetst kan worden of het inbouwproces beheerst wordt uitgevoerd en of het verantwoord is om door te gaan met het inbouwen van de staalvezelbetonnen ringen. Kortom, in het monitoringplan zijn er antwoorden geformuleerd op de volgende vragen. • • •• ••
welke ongewenste gebeurtenissen kunnen zich voordoen? wat zijn de kansen van het optreden van een ongewenste gebeurtenis? wat zijn de gevolgen wanneer een ongewenste gebeurtenis optreedt? hoe kunnen de ongewenste gebeurtenissen, kansen en gevolgen worden geminimaliseerd en beheerst?
Tenslotte zijn in het monitoringplan interventieniveau's geformuleerd, op grond waarvan men in had kunnen grijpen tijdens de implementatiefase, met als extreem geval het stopzetten van het inbouwproces van staalvezelbetonnen ringen.
Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede HeinenoordtunnelEVALUATIERAPPORT
6
Het secundaire doel van het monitoringplan was een objectieve vergelijking te kunnen makeotussen de staalvezelbetonnenen de traditioneel gewapende betonnen segmenten door middel van een duidelijk omschreven meetprogramma. HierdQorkan een evaluatie van de praktische ervaringen en een terugkoppeling met de theql"ie worden bewerkstelligd om uiteindelijk uitspraken te kunnen doen met betrekkîngtot de geschiktheid van het materiaal voor toepassing in bcortunnets. VooraU$duidelijkheid: de staalvezelbetonnen segmenten waren niet geïnstrumenteerd. Metingen zijn vb)ueel en mei de hand uitgevoerd. Een sPElciaal voor dit pilotproject geformeerde team bestaande uit medewerkers van de BoUWdienst RWS, TU Dem en de aannemerscombinatie TCH (Tunnelcombinatie Heinenoord) was .belast met het uitvoeren van metingen en het begeleiden van het inbouwproces van de staalvezelbetonnen ringen.
3. Waarnemingen Zowelv66r, tijdens als nà het inbouwen van de staalvezelbetonnen volgenge aspecten gemonitoord: Scheurvorming; 8 Vochtplekken I Lekkages; f) Betof'lschaden.
ringen zijn de
o
3.1 Scheurvorming In het proefproject van 15 staalvezelbetonnen ringen en in 10 traditioneel gewapende ringenqaarvooren daarachter is tijdens het inbouwen van de segmenten en tijdens de verschillende boorgangen een aantal malen scheurvorming waargenomen. Deze scheurvorming werd geconstateerd bij segmenten die aan de onderzijde van de tunnelboormachine (TBM) werden geplaatst, d.W.Z. achter vijzelparen 6, 7, 8 enlof 9. Vanwege de grotere water- en korreldrukken aan de voet van de TBM, die onder een stijgende helling moest boren, waren de vijzeldrukken hier dan ook groter dan bovenin de ring. Bepaalde scheuren waren volgens onderzoek ook verwacht. In het afstude:eronderzoek van de heer B. Kückelkom (TU Delft, december 1997) wordt aangetoond dat met name de kopsplijtspanningen tussen de vijzelschoenen in (zie figuur 1) tot scheurvorming kunnen leiden. Doordat er echter sprake is van een opgelegde vervorming werd verwacht dat na scheurvorming een herverdeling van spanningen zou optreden, waardoor de scheurwijdten beperkt zouden blijven. Dit bleek ook te gebeuren in de praktijk. Nadat de ringen echter buiten de TBM waren gedrukt, werden ••. de scheuren dichtgedrukt te zijn door de normaaldrukkracht in de ring als gevolg van de grond- , grout- en waterdrukken. De scheuren waren hierdoor nauwelijks meer zichtbaar. De volgende waargenomen scheurvorminçsprocessen zijn te onderscheiden: langsscheuren t.q.v, kopsplijtspanningen; o langsscheuren t.g.v. primaire splijtspanningen onder de middelste vijzelschoen. o
Pilotproject Staalvezelbetonin de TweedeHeiäenecrdtuanel EVALUATIERAPPORT
7
:1:3600 450
-.I
boulpockets
primaire splijlspanningen
j
!
11501 1---: 350 Figuur 1: Splijtspanningen
in segment
t.g, v, vijzeldrukken
tijdens inbouwen
en
tijdens boorgang
Ten gevolge van de kopsplijtspanningen ontstonden er in de onderste segmenten doorga~nde scheuren in ongeveer de helft van de staalvezelbetonnen ringen (zie figuur 2). Ook bij de traditioneel gewapend beton ringen werd deze scheurvorming waargenomen. Scheurwijdten bij de staalvezelbeton segmenten bleven echter beperkt tot O,3111m, terwijl bij traditioneel gewapende segmenten scheurwijdten totO,S mm gemeten zijn. In één staalvezelbetonnen segment en in een aantal traditioneel gewapepde segmenten groeide •een dergelijke scheur echter door (zie figuur 3). Dit is mogelijRhet gevolg van een relatief groot verschil in voegopenstand over de langsvoeg en een ongelijkmatige ondersteuning van het segment door de laatst ingebouwde ring. Uit deverrichtle metingen is ook duidelijk gebleken dat voegopenstanden aan de boorfrontzijde. dus aan de zijde waar de vijzels zich afzetten. groter zijn dan aan de zijde van de·voorgaande ring (het tulpeffect). Wanneer het segment vervolgens niet gelijkmatig. ondersteund wordt door de vorige ring zal een buigend moment ontstaan in het'vlal{ van het segment. Omdat in de langsvoeg aan boortrontzijde vaak nog voldoende ruimte aanwezig is om te kunnen vervormen. is geen verdere scheurgroei mogelijk.
.....1.
Figuur
2: Scheurvorming
ter plaatse van
de boutpockets als
gevolg van kopsplijtspanningen
Pilotproject Staalvezelbetonin de Tweede Hetaeaeerdteenel EVALUATIERAPPORT
8
I
11601 ~ Figuur 3: Scheurgroei onderstetJrfing
als gevolg van kopsplijtspanning
en buiging door voegopenstand
en ongelijkmatige
Het tweede scheurvormingsproces werd waargenomen achter de middelste vijzeiscftoen. Hier ontstond meestal één en soms twee splijtscheuren die tot aan de tweedeconusgat (centerpocket) doorgroeide (zie figuur 4). De gemeten scheurwijdten na inbouwen bleven hier eveneens beperkt Wmax < 0,2 mmo
I \
boutpockets
Figuur 4: Scheurgroei
als gevolg van splijtspanningen
achter middelste
vijzelschoen
Staalvezelbetonin de Tweede Heinenoordmnnel EVALUATIERAPPORT
9
3.2 'Vochtplekken I Lekkages Blj de$t@alvezelbetonnensegmenten zijn in tegenstelling tot de traditioneel gewapende.beton •segmenten vooral.vochtplekken waargenomen bij de conusqaten. Bij een tweede inspectie van de geïnventariseerde vochtplekken t.p. v. de conusgaten (na 5dagen}was het merendeel van de vochtplekken nog aanwezig. Ook kwamen vochtpl$l
Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Hetneaoerdtanael EVALUATIERAPPORT
10
3.38etonscbadèn Slechts. bij één staalvezelbetonnen segment uit ringnummer 411 is hoekschade geconstateerd op het tasveld bij de tunnel. Deze schade nabij het afdichtingsprofiel is (naar alle waarschijnlijkheid) ontstaan bij uitladen vanaf de vrachtwagen. Daarnaast is ook in de tunnel één hoekschade geconstateerd dat naar alle waarschijnlijkheid is ontstaan als gevolg van het afzetten van de vijzel op het uiteinde van hef segment (zie figuur 7). Deze schade bevond zich echter niet in de buurt van het afdichtingsprofiel, maar aan de binnenzijde van de lining.
hoekschade
I \
boulpocketa
o
0:
~
boUlpocketa
/ afdichlingsprofiel
Figuur 7: Hoekschade
als gevolg van afzetten van vijzels
Pilotproject Staa!vezelbeton in de Tweede Helaenoordtunael EVALUATIERAPPORT
11
4. Evaluatie 4.1 Implementatiefase Aan hetstortoppervlak van de staalvezelbetonnen segmenten steken enkele vezels uit tot maximaal 1 mmoOm te voorkomen dat deze puntjes de rubberen staartafdichting bescha(jigen zijn de staalvezelbetonnen segmenten voorzien van een epoxy-coating aan de buitenzijde (= het stortoppervtak), De scheuren, die zijn waargenomen in de staalvezelbetonnen segmenten, zijn herkenpaar en treden op dezelfde plaatsen op als bij de traditioneel gewapende segmenten. Optredende scheurwijdten zijn in de meeste gevallen echter kleiner in staalve~elbeton. Zij bleven dan ook beperkt tot een maximaal gemeten waarde van 0,3 mmoN~dat de ring uit de boormachine is gedrukt en de volle belasting van grond en grout dlls op de Uningwerkt, worden de scheuren echter weer dichtgedrukt. Overigens ontstaan bijna alle scheuren op het moment dat de vijzels worden afgezet op de segmenten tijdens inbouw van de ring of tijdens de eerste boorgang naarmate, de vijzeldrUktoeneemt. Na de tweede inspectieronde van het traject van de vijftien staalvezelbetonnen ringen en van het monitoringtraject van traditioneel gewapende beton ringen bleek dat vochtplekken bij de conusgaten niet optreedt in het traject met traditioneel gewapende beton ringen. Daarentegen zijn in het traject met staalvezelbeton wel vochtplekken t.p.v, conusgaten te vinden. Oe spiraalwapening ter plaatse van de conusgaten in de traditioneel gewapende segmenten lijkt geen overbodige luxe te zijn. In het traject van de traditioneel gewapende ringen is driemaal een betonschade ontdekt ineen segment naast de sluitsteen. Hierbij bleken schollen te zijn afgesprongen en/of excessieve scheurvorming te zijn opgetreden. Oe traditionele wapening werd zodoende blootgesteld aan zuurstof en vocht. Om corrosie tegen te gaan is reparatie hier dus noodzakelijk. In de staalvezelbetonnen ringen is dit schadetype niet waargenomen. Dit is mogelijk het gevolg van het feit dat dit detail in geval van staalvezelbeton sterker is dan bij de traditioneel gewapende segmenten. De hoeveelheid vochtplekken, die is geconstateerd ter plaatse van de ringvoegen, is in het geval van staalvezelbeton groter dan voor de traditioneel gewapende ringen. Dit is moeilijk te verklaren omdat de buitenzijde van de !inlng niet geïnspecteerd kan worden.
Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Hetneaeerdtunnel
EVALUATIERAPPORT
12
4.2l1eheersaspecten Het prO$pect van het pilotproject is op 8 mei 1996 opgesteld en geaccordeerd. pianningzag er als. volgt uit: Startt9juni 1996 (projectopdracht); Einde: 31 juli 1997 (overdracht definitieve bestlsrapporten c.q, de ontwerpnota's).
De
Het project is, voor wat betreft de uitwerking, in drie stappen verdeeld:
Stap 1
VOORONDERZOEK Start: september 1996 einde december 1996 Te leveren product: Geleverd product Geraamde kosten: Werkelijke kosten :
Stap 2
HOOF DONDERZOEK
Start: Einde: Werkelijke einde:
State of theart report Stateoftheart report (TU Delft, nr.25.5~96-10) 25.000,~ incl. btw 23.500,- incl. btw
januari 1997 juli 1997 september 1997 (uitloop 2 maanden)
Fasen: Globaal.ontwerpnota, TU Delft Stortproef van een segment bij de SSS Laboratorium/experimenteelonderzoek aan de TU Delft Experimenteel. onderzoek aan de TNO Bouw (proef afschuifgedrag destaalvezelbetonnen .nokken) Concept definitief ontwerpnota, TU Delft Second opinion door Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. op het concept definitief ontwerpnota Het definitief ontwerpnota, TU Delft Te leveren producten: Definitief ontwerpnotaindusief
resultaten experimenteel
van
onderzoek
Geleverde producten Definn:ïefOntwerp, TU Delft. Rapportnummer 25.5-97.12 Laboratoriumonderzoek, TU Delft. Rapportnummer 25.5-97-7 Opmerking: In deze rapporten zijn de resultaten van de SSS- en de TNO proef alsmede opmerkingen van Bureau Hageman verwerkt. Geraamde kosten van het totale "Deel Hoofdonderzoek" was gepland op 150.000,incl. btw. Hierbij waren go I no go besHspunten opgenomen, zijnde: Fase A: Globaal ontwerp Fase B: Experimentee! I Laboratorium onderzoek Fase C: Definitief ontwerp
Pilotproject StaalvezelbetoD in de Tweede Heiuenoordtunnel EVALUATlERAPPORT
13
Bij deopsteUing van de kostenraming voor het "Deel Hoofdonderzoek" is slechts rekening gehouden met kosten gemoeid aan de TU Delft. Deze kosten waren in totaal f.100.600,- + f.73.433,- (resp. voor de fasen A, Ben C) ::;: f.174.033,- inclusief btw. Lopende het project zijn de volgende Hoofdonderzoek" bijgekomen: • Stortproef bij de SSS • Afscnuifproef nokken bij de TN()"Bouw • Secondopinion Buro Hageman
(onvoorziene)
bij
het
"Deel
7.088,-; 26.438,-; 8.225,-;
41 .743,-incl.
Totaal
kosten
Dit leverde een totale kostenpost hoofdonderzoekvan
btw.
: 1215.776,- incl. btw.
De definitieve rapporten werden aan de opdrachtgever (de heer F.J. Wermer) september 1997 overhandigd, waarmee het hoofdonderzoek feitelijk werd afgerond.
Stap 3
in
IMPLEMENTATIE
Op basts van het eindadvies is het implementatietraject ingegaan. In november (week 47) 1997 zijn 16 ringen (dat zijn 112 segmenten en 16 sluitstukken c.q. sluitstenen) in staalvetelbeton geproduceerd. Bij de •bespreking inzake het implementatietraject aan de hand van de definitieve rapporten in september 1997 (om tot productie van de segmenten over te gaan) werd beslotên een. onderzoek te laten uitvoeren naar de vezeloriêntatie/-verdeling. Parallel aan deinitiatte van dit aanvullend onderzoek zijn in november 1997 16 ringen in staalvetelhetonbij de Schokindustrie Strukton Segmenten v.o.f. (SSS) geproduceerd. Het aanvullend vezeloriêntatieonderzoek werd door de TU Delft uitgevoerd in de periode december 1997tot en met maart 1998. De kosten aan dit onderzoek bedroeg: 1. 20.798,- inel. btw. en was ook onvoorzien. In het implementatietraject zijn er diverse correspondenties verricht met de verzekeringsmaatschappij. Ook zijneraanvulfende besprekingen gevoerd met externe deskundigen. Desalniettemin besloot de verzekeringsmaatschappij deze pilot niet te verzekeren. De resultaten van de 28 meetring (in het kader van K10a en COB meetprogramma) bleken echter significante verschillen te vertonen dan was voorspeld. Hierdoor werd het wenselijk geacht om de TU Delft te vragen een controleberekening op de staalvezelbetonnen segmenten uit te voeren met als uitgangspunt de snedekrachten voortkomend uit de 28 meetring. Deze opdracht is door de TU Delft in mei 1998 uitgevoerd en de bevindingen in een notitie vastgelegd. De kosten van deze opdracht bedroeg f.3.610,- incl. btw. en was feitelijk eveneens onvoorzien Het resultaat gaf alsnog geen aanleiding om van implementatie af te zien. Op basis van de resultaten van het totale onderzoek is door de Bouwdienst RWS uiteindelijk besloten de implementatie van deze pilot door te voeren en dus zelf de mogelijke risico's te dragen.
Pilotproject Staalvezelbeton in de TweedeHelaeaoerdtuanel EVALUATmRAPPORT
14
heeft .ertoe geleid dat op 11,17 en 18 juni 1998 de implementatie op monitoringplan heeft plaatsgevonden en dus de 16 staalvezelbetonnen tweede buis· van de Tweede Heinenoordtunnel zijn ingebouwd. weergegeven van de uiteindelijke kosten aan
VOOR()NbEIUOEK
HOOFDONOERZÖIËK&IMPI..EMENTATIE TOTAAL
f.23.S00,~
.r;r.ouP,-
f.240.183,f.263.683,-
(gen7aakte) kostenoverzicht
Qel-ealiise·ert:Jie interne. capaciteit voor deze piiot is in het onderstaand geldt voor de periode· 20 .juni 1996· toten met 21
Tabel 3: fntemecapaciteitsoverzicht
5. Gebruiksfase Hoewel er feitelijk geen aanleiding voor is, is er voorziening getroffen om ook in de gebruiksfase • fin de. toekomst), •indien gewenst de mogelijkheid te .hebben. de staalv~t,elbetonnen ringen te kunnen •monitoren .. In ringnummer 462 is in de bekleding een .afn~embaar "luik" (zogenaamd .inspectie-opening) aangebracht. Hierdoor is het mog~lijkom deze staalvezelbetonnen ring ••te inspecteren .. De·. afmeting· van deze inspectiEiH)pening/kast is 0,76 x.0, 76m2 (hoogte x breedte); hart van deze kast bevindt zich op 1,28 m boven wegdek. De deur is afslUitbaar en desleute! wordt bewaard in de technische ruimte.
Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Beinenoordtunoel
EVALUATIERAPPORT
15
6.. Conclusies en Aanbevelingen 6.1 Conclusies Op grol'lct van de resultaten van dit pilotproject (vooronderzoek, hoofdonderzoek & implemElotatie)kan worden gesteld dat de proef met staalvezelbetonals toepassing in tunnel$flgmenten voor de Tweede Heinenoordtunnel zondermeer is geslaagd. Betonsçl1aden zijn nauwelijks opgetreden. Met name het detail bij de sluitsteen lijkt minder gevoelig voor schaden dan in geval van traditioneel gewapend betonnen segmenten. Vochtplekken en lekkages ter plaatse van de conusgaten treden echter regell11~1igop, in tegenstelling tot de traditioneel gewapende ringen, waar in het monitö-l'Îpgtrajectgeen vochtplekken waarneembaar zijn. Daarnaast is ook het aantal vochtplElkkenter plaatse van de ringvoegen groter dan bij·de traditioneel gewapende ringen. Opgrolld van de beheersaspect "kosten extern" kan worden geconcludeerd dat er een overscörijding van ca.So % heeft plaatsgevonden t.O.V. de geplande kosten. Deze kostençverschrijding is vooral te verklaren aan het karakter van dit project (înnov~project), waardoor alle denkbare risico's in feite tot een minimum moest worden beperkt met als gevolg extra ·kosten. Ook gaandeweg het project bleek bepaalqe aspecten binnen het project·nader aandacht te verdienen, welke tijdens het schrijvehc.q. opstellen van het projectplan niet waren voorzien. De gepländecapaciteit viel binnen de gangbare marges.
6.2 .Aanbevelinlen In het onderzoek is geen aandacht besteed aan de optimalisatie van het staalvezelbetonmengsel. Het verdient aanbeveling om een mengseloptimaUsatie voor verdere toepassing alsnog uit te voeren. Ook aan het stortoppervlak dient nader aandacht besteed te worden, zodat de extra bewerking (in casu het aanbrengen van een epoxy-laag) achterwege kan blijven. Het ontwerp van de geplaatste staalvezelbetonnen segmenten is gedicteerd door het traditioneel gewapende segmentontwerp van de Tweede Heinenoordtunnel. Er dient te worden • onderzocht in hoeverre aanpassing van de details, zoals de conus- en boutgaten, het ontwerp voor staalvezelbetonnen segmenten kan verbeteren, zodat deze zwakkere doorsneden van het segment in de uitvoering niet meer leiden tot vochtplekken. Tenslotte dient het aspect brandwerendheid nader onderzocht te worden alvorens staaivezelbeton in snelverkeerstennets of spoorwegtunnels kan worden toegepast.
Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoonituooel EVALUATIERAPPORT
16
7. Relevante documenten/notities behorend bij dit pilotproject. 1. Staalvezefbeton in de linings van boortunnels, een state-of-tne-art. 25.5-96-10, december 1996 (TU DelftlBouwdienst RWS).
Rapportnummer
2. Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoord Tunnel, het concept ontwerp. Rapportnummer 25.5-97-3, mei 1997 (TU Delft).
3. Pilotproject SVBTHT. Experimenteel onderzoek naar het afschuifgedrag van ringvoegdeuvels van staalvezelbeton. TNO-rapport 97-CON-R1336, oktober 1997. 4. Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoord Tunnel, laboratoriumonderzoek definitief ontwerp. Rapportnummer 25.5-97-7, juli 1997 (TU Delft). 5. Tweede Heinenoordtunnel Second opinion toepassing staalvezelbeton. 07-97. Adviesbureau ir. J.G. Hageman 28 juli 1997.
s.v.
en
Notitie 28-
6. Eindadvies voor de implementatie van het pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoord Tunnel. M.H. Djorai, Zoetermeer, 3 september 1997. 7. StaalVezelbeton in de Tweede Heinenoord Tunnel, het laboratoriumonderzoek. Rapportnummer 25.5-97-7, juli 1997 (TU DelftlBouwdienst RWS). 8. Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoord Tunnel, het definitief ontwerp. Rapportnummer 25.5-97-12, juli 1997 (TU DelftlBouwdienst RWS). 9. StBalVezelbeton in de Tweede Heinenoord Tunnel, voorkeursoriëntatie vezels t.g.v. productieproces. Rapportnummer 25.5-98-3, maart 1998 (TU DelftlBouwdienst RWS). 10. Beantwoording van de brief d.d, 11 december 1997 met als kenmerk 10044460 betreffende Toepassingstaalvezelversterkte betonringen, behandeld door meneer/mevrouw l. Eekhof van de verzekeringsmaatschappij. Svb-tht7.24, Zoetermeer, 26 januari 1998. 11. Toepassing van staalvezelbetonnen segmenten in de Tweede Heinenoordtunnel. MEMO ir. M.H. Djorai, Zoetermeer, 25 maart 1998. 12. Notitie: Controle van staalvezelbetonnen segmenten THT op snedekrachten 2emeetring. Ir. A.G. Kooiman, TU Delft, 28 mei 1998.
uit de
13. Kostenvergelijking tussen staalvezels en traditionele wapening. Kopie Hoofdstuk 7 van het afstudeeronderzoek aan de TU Delft van dhr. M. Krullaars getiteld: Staalvezelbeton voor prefab tunnelelementen. BSW-R-97 -28, Utrecht 30 oktober 1997.
Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoordtunnel EVALUATIERAPPORT
17
14. Notitie: Pilot Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoordtunnet: Djorai, Zoetermeer, 29 mei 1998.
SVB-THT. Ir. M.H.
15. Monitoringplan Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoordtunnel. Moniplan-svbtht.v03, versie 3, definitief. Ir. M.H. Djorai, Zoetermeer, 9 juni 1998. 16. Proef Staalvezelbeton. Utrecht, 12 juni 1998. 17. ProefStaalvezelbeton juni 1998.
MEMO. Documentnummer
(SVB). Documentnummer
1933-T-981521.
1933-T-981525.
E.H. Negen,
G. Brokking., 15
18. Notitie Monitoringervaringen fase 1 (zijnde het korte traject). M.H. Djorai, Documentnummer 1933-T-981565, 16 juni 1998.
-----1/111/---
Pilotproject Staalvezelbeton in de Tweede Heinenoordtuauel EVALUATIERAPPORT
18
