Tunnelbouw

Doordat aspecten als gebruiksfunctie, omgeving, veiligheid, bodemgesteldheid en financiën in iedere situatie anders zijn, hebben we in Nederland een heel arsenaal aan tunnelbouwtechnieken.

Afzinken

De afzinkmethode is geschikt voor het ondertunnelen van waterwegen. In een dok worden betonnen tunnelelementen gebouwd die aan de kopse kant open zijn. Ondertussen wordt op de locatie waar de tunnel moet komen een sleuf in de waterbodem gebaggerd en worden eventueel funderingspalen aangebracht. Vervolgens worden de kopse kanten van de elementen tijdelijk afgedicht, zodat ze drijvend naar de tunnellocatie kunnen worden vervoerd. Daar worden de elementen een voor een gecontroleerd afgezonken, waarbij speciale rubberprofielen aan de kopse kanten zorgen voor een waterdichte aansluiting tussen de elementen. Nadat alle elementen op hun plaats liggen worden de tijdelijke afdichtingen verwijderd en kan de tunnel worden afgebouwd. De meeste Nederlandse tunnels die waterwegen kruisen zijn afzinktunnels, zoals de Maastunnel, de Eerste Coentunnel en de Tweede Beneluxtunnel.

Open bouwputten

Deze relatief eenvoudige methode wordt vooral in stedelijke gebieden gebruikt voor de bouw van tunnels of andere ondergrondse infrastructuur, en voor toeritten van afzink- en boortunnels. Eerst worden damwanden aangebracht als begrenzing van de bouwput of -sleuf. Vervolgens wordt de grond ontgraven, waarbij vaak stempels tussen de damwanden worden geklemd om vervorming – en daarmee de kans op verzakkingen in de omgeving – te voorkomen. Om de bouwput droog te houden, zijn er twee opties: bronbemaling of het storten van een vloer van onderwaterbeton. Deze laatste optie wordt vooral bij diepe bouwputten gebruikt, als de bodem ver onder de grondwaterspiegel ligt. Zodra de bouwput ontgraven en droog is, kan de ondergrondse constructie worden gebouwd. Een belangrijk nadeel van deze bouwmethode is de hinder die bovengronds ontstaat door de open put of sleuf.

Wanden-dakmethode

De wanden-dakmethode is een variatie op de open-bouwputmethode die bovengronds veel minder hinder veroorzaakt. Bij deze methode – die onder andere geschikt is voor de bouw van tunnels en ondergrondse stations en parkeergarages – worden eerst onder het maaiveld de wanden van de ondergrondse constructie gemaakt. Dit kan met damwanden, diepwanden, combiwanden of een wand opgebouwd uit groutpalen. Als ze gereed zijn, wordt op maaiveldniveau tussen de wanden een dak gemaakt. Op het dak kan de straat weer worden hersteld; eronder wordt doorgewerkt aan de ondergrondse constructie, zonder dat er bovengronds (verkeers)hinder is. De wanden-dakmethode is onder meer gebruikt bij de Haagse tramtunnel, de Willem van Oranjetunnel in Delft en de A2-tunnel in Maastricht.

Boren

Voor het boren van tunnels in slappe grond zijn speciale boormachines nodig. Deze starten niet vanaf maaiveld met boren, maar beginnen in een bouwput, de zogeheten startschacht. Deze schacht moet behoorlijk diep zijn omdat het boren van een tunnel alleen veilig is als er voldoende grond boven de tunnelboormachine zit.

De voorkant van de tunnelboormachine (TBM) is het boorschild. In deze cilindervormige ruimte zit vooraan een graafkamer, waarin een graafwiel de grond losboort. Om te voorkomen dat het boorfront instort, wordt de graafkamer continu onder druk gehouden. Meestal gebeurt dit met steunvloeistof, een mengsel van bentoniet – een soort klei – en water. De afgegraven grond mengt met deze vloeistof en wordt via leidingen afgevoerd naar een scheidingsinstallatie, waarna de bentoniet weer kan worden gebruikt.

In het achterste gedeelte van het boorschild wordt de tunnelwand opgebouwd. Bij de bouw van tunnels met een grote diameter – zoals verkeers- en spoortunnels, die een diameter kunnen hebben van meer dan 15 meter – worden er betonnen segmenten geplaatst. Die komen van volgwagens achter het boorschild. Wanneer de segmenten zijn aangebracht, zet het boorschild zich met hydraulische cilinders af tegen de al gebouwde tunnelbuis. Zo graaft de boor zichzelf naar voren.

Voor tunnels met een kleinere diameter (tot circa 3,5 meter) wordt een andere techniek toegepast, microtunneling genoemd. Hierbij wordt het boorschild door de grond geduwd met een zogeheten 'jacking frame' dat in de startschacht staat. Zodra het boorschild voldoende ver heeft geboord, wordt er een stuk prefab buis in het frame geplaatst achter het boorschild. Vervolgens wordt er weer stuk geboord, waarna achter de eerste buis een volgend stuk buis wordt geplaatst. De tunneldelen worden dus achter de boorkop aan geduwd.

 

 

Ook interessant: