L520 Belasting en ondersteuning boortunnels 2D plain strain situatie

De commissie L500 heeft al doelstelling het ontwikkelen en vastleggen van criteria, rekenmodellen en veiligheidsfactoren voor het ontwerp van boortunnels in Nederlandse omstandigheden. De werkgroep L520, ‘rekenmodellen geotechniek’, concentreert zich op de geotechnische aspecten hiervan. Binnen deze werkgroep worden zeven deelprojecten uitgevoerd. Als onderdeel van deelproject 2 wordt in dit rapport de belasting en ondersteuning van de geboorde tunnel behandeld.

Bij dimensionering van een geboorde tunnel wordt voor de belasting op de tunnelwand doorgaans uitgegaan van de initiele korrelspanning, conform de aanbevelingen van Duddeck. Tijdens het boorproces treden echter diverse spanningsveranderingen op, door het ontgraven van het boorfront, de oversnijding door coniciteit TBM, staartspleetverliezen, het opdrijven van de tunnel en het ovaliseren van de tunnel.

Binnen de werkgroep L520 is een nieuwe rekenmethodiek ontwikkeld om de belasting en ondersteuning van een geboorde tunnel te bepalen. Kenmerkend voor dit 2D eindige elementenmodel, het ‘groutdurkmodel’, is dat de groutdruk in de staartspleet als belangrijkste invoerparameter wordt gehanteerd. De uiteindelijke belastingen op de tunnel zijn sterk afhankelijk van de gehanteerde groutdruk. In deze studie zijn een drietalgroutdurkverlopen gedefinieerd, waarbij als gradient telkens volumegewicht van grout is aangehouden. De resulterende belastingen zijn vergeleken met de Duddeck- en een contractiemodel. Er blijken grote verschillen op te treden tussen de modellen. Hierbij moet worden aangetekend dat de overeenkomst verbetert als een lagere gradient wordt gehanteerd. Tijdsafhankelijke effecten lijken de belastingen op de tunnel nauwelijks te beinvloeden. De ondersteuning kan hierdoor echter wel veranderen.