NL1013267C2 - Werkwijze voor het vormen van een tunnel en zo gevormde tunnel. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het vormen van een tunnel en zo gevormde tunnel

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vormen van een tunnel. Dergelijke werkwijzen zijn reeds in een groot aantal varianten bekend.

5 Het vormen van een tunnel brengt in het algemeen veel overlast met zich mee. Met name wanneer de tunnel gevormd dient te worden in een bebouwde omgeving, zoals een stad, kunnen zich grote problemen voordoen. Voorbeelden hiervan zijn de gevolgen die de aanleg van de metro-10 spoorlijn in Amsterdam had. Ook de aanleg van tunnels onder bestaande wegen of spoorwegen leidt veelal tot overlast.

Met de onderhavige uitvinding wordt derhalve beoogd een tunnelbouwwijze te verschaffen waarmee een 15 tunnel aangelegd kan worden zonder dat dit leidt tot overlast voor de omgeving, en waarbij het dak van de tunnel na aanleg daarvan bijvoorbeeld kan dienen als weg voor het lokale verkeer, terwijl de tunnel zelf kan worden gebruikt voor het doorgaande verkeer.

20 De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze voor het vormen van een tunnel, omvattende de stappen van: het op een gewenste lokatie in de grond aanbrengen van een of meer aardvaste begrenzingselementen, 25 het vormen van een sleuf in de grond in de nabijheid van het (de) begrenzingselement(en), het in de zo gevormde sleuf aanbrengen van één of meer tunnelsegmenten, en het doen opdrijven van het of elk tunnelsegment 30 tot dit in aangrijping komt met een overeenkomstig begrenzingselement .

Door de tunnelsegmenten te laten opdrijven tegen de bijbehorende begrenzingselementen kan op snelle 1 0132 67 2 en eenvoudige wijze een relatief ondiep gelegen tunnel gevormd worden. Onder de term "tunnelsegment" wordt daarbij elke constructie verstaan die geschikt is voor het vormen van een tunnel met al dan niet gesloten door-5 snede.

Bij voorkeur wordt het of elk tunnelsegment aan het (de) begrenzingselement(en) bevestigd. Zo wordt een stevige tunnelconstructie verkregen. Daarbij kan het of elk tunnelsegment aan het (de) begrenzingselement(en) 10 worden opgehangen.

Teneinde de tunnel te steunen wordt bij voorkeur na het opdrijven onder het met het (de) begrenzingselement (en) in aangrijping verkerende tunnelsegment een vulmateriaal aangebracht.

15 Een bijzonder eenvoudig te construeren tunnel , wordt verkregen wanneer het of elk tunnelsegment een aan de bovenzijde open doorsnede vertoont, en het of elk begrenzingselement een afdekelement vormt. Zo kan worden volstaan met relatief eenvoudig te bouwen, open tunnel-20 segmenten. De afdekelementen kunnen daarbij met voordeel een wegdek bepalen, waardoor ook boven de tunnel verkeer kan plaatsvinden.

De uitvinding heeft ook betrekking op een tunnel welke gevormd is door toepassing van de hiervoor 25 beschreven werkwijze. Een dergelijke tunnel omvat volgens de uitvinding een aantal in een sleuf in de grond aangebrachte, met elkaar verbonden tunnelsegmenten.

Daarbij kan het of elk tunnelsegment een aan de bovenzijde open doorsnede vertonen, en kan dit afgedekt 30 zijn door een of meer afdekelementen. Daarbij zijn met voordeel het of elk tunnelsegment en het of elk bijbehorend afdekelement lekvrij aan elkaar bevestigd, teneinde het risico dat grondwater in de tunnel binnendringt te minimaliseren.

35 De uitvinding wordt nu beschreven aan de hand van een voorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening, waarin: 1 o 132 67 3

Figuur 1 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht is van een tunneltracé tijdens een eerste fase van de werkwijze volgens de uitvinding, vóór het invaren van een tunnelsegment,· 5 Figuur 2 een met figuur 1 overeenkomend aan zicht is van het tunneltracé tijdens een tweede fase volgens de werkwijze, waarbij het tunnelsegment op zijn plaats gevaren is;

Figuur 3 een met figuren 1 en 2 overeenkomend 10 aanzicht is van het tunneltracé tijdens een derde fase van de werkwijze, waarbij het tunnelsegment is opgedreven tegen de begrenzingselementen en is onderspoeld;

Figuur 4 een met figuren 1 tot 3 overeenkomend aanzicht is van de tunnel na voltooiing,· 15 Figuur 5 een opengewerkt perspectivisch detail- aanzicht is van de begrenzingselementen welke het dak van de tunnel vormen;

Figuur 6 een opengewerkt perspectivisch detail-aanzicht is van de verbinding tussen een tunnelsegment en 20 een begrenzingselement; en

Figuur 7 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht is van het tunneltracé en daarmee in verbinding staand bouwdok.

Bij de werkwijze voor het vormen van een tunnel 25 1 volgens de uitvinding wordt in eerste instantie aan weerszijden van een bestaande weg een paar damwanden 6 aangebracht tot in een draagkrachtige laag van de bodem 2. Dit aanbrengen van de damwanden 6 gebeurt bij voorkeur trillingvrij, om de overlast voor de omgeving te minima-30 liseren. Bij deze werkzaamheden hoeft de bestaande weg niet volledig te worden afgesloten, waardoor de verkeers-hinder beperkt blijft. Daarna wordt het bestaande wegdek, eventueel in het weekend of 's nachts, telkens in relatief beperkte delen tegelijk, verwijderd en vervangen 35 door een eventueel geprefabriceerd brugdek.

Dit brugdek bestaat in het getoonde voorbeeld uit begrenzingselementen 3, die samengesteld zijn uit I-vormige dwarsliggers 8, en daartussen aangebrachte, T- 10132 67 4 vormige afdekplaten 9. Zowel de liggers 8 die van voorgespannen beton vervaardigd kunnen zijn, als de betonplaten 9 worden bij voorkeur elders geprefabriceerd en naar het tunneltracé aangevoerd. De door de liggers 8 en de beton-5 platen 9 bepaalde ruimte 35 kan daarbij nog gevuld worden met een vulmateriaal 36, zoals bijvoorbeeld zand.

De begrenzingselementen 3 worden dragend aangebracht op de damwanden 6, in het getoonde voorbeeld daaraan opgehangen onder tussenkomst van in doorsnede z-10 vormige ophangelementen 10 (fig. 1). Daarbij fungeren de begrenzingselementen 3 tegelijkertijd als stempels voor de damwanden 6. Elk ophangelement 10 wordt daarbij gevormd door een bovenste langsligger 17 die op de bovenrand van de damwand 6 rust en een onderste langsligger 18 15 die aan de binnenzijde van de damwand 6 geplaatst is, welke liggers 17,18 met elkaar verbonden zijn door verdeeld aangebrachte staanders 19 die opgenomen zijn in vrije ruimten die bepaald worden door het golf-profiel van de damwand 6 (fig. 6). In het getoonde voorbeeld zijn 20 daarbij de staanders 19 door bouten 38 losneembaar verbonden met de onderste ligger 18.

Nadat op deze wijze de begrenzingselementen 3 dragend op de damwanden 6 zijn aangebracht, kan daarop een wegdek 11 worden gevormd, bijvoorbeeld door het 25 aanbrengen van een laag asfalt, eventueel onder tussenkomst van een bitumenlaag 16.

Tijdens het aanbrengen van de begrenzingselementen 3 kunnen daarin ook op eenvoudige wijze allerhande kabels en leidingen aangebracht worden. Zo kunnen in de 30 ruimten 35 tussen de liggen 8 leidingen, zoals bijvoorbeeld rioleringsleidingen 12 opgenomen worden, ter vervanging van leidingen die dwars onder de bestaande weg doorliepen (fig. 5). Daarnaast kunnen in de lijfplaten 13 van de liggers 8 openingen 14 uitgespaard worden voor het 35 doorvoeren van leidingen of kabels 15 die in een langs-richting van de weg verlopen.

Tegelijkertijd met het aanbrengen van het wegdek 11 kan er een zuiger ingezet worden om de grond 1 0132 67 5 tussen de damwanden 6 weg te zuigen onder vorming van een sleuf 4 tussen de damwanden 6. Daarbij dient zoveel grond weggezogen te worden, dat de sleuf 4 een diepte krijgt die groter is dan de hoogte van de te gebruiken tunnel-5 segmenten 5, zodat deze segmenten 5 in de sleuf 4 gebracht kunnen worden zonder met de begrenzingselementen 3 in contact te komen, en daarna omhoog gebracht kunnen worden tot zij met de begrenzingselementen 3 in aangrij-ping verkeren. Uiteraard kan de sleuf 4 ook op andere 10 wijze gevormd worden, bijvoorbeeld door gebruik te maken van graafmachines voordat het brugdek op de damwanden wordt aangebracht.

Naast de zo gevormde sleuf 4, die zich vult met grondwater 7, kan een bouwdok 31 worden gevormd, bijvoor-15 beeld op de wijze als beschreven in aanvraagsters eerdere (niet vóórgepubliceerde) Nederlandse octrooiaanvrage 1008220, waarin de tunnelsegmenten 5 kunnen worden gebouwd. Dit bouwdok 31 kan van de sleuf 4 worden afgesloten door middel van een hefbare sluisdeur 32, die gedra-20 gen wordt door een tweetal pijlers 33, die op palen 37 rusten en gesteund worden door schoren 34. Dit dok 31 kan na het sluiten van de deur 32 worden leeggepompt, waarna een tunnelsegment 5 kan worden gebouwd, dat na voltooiing in de sleuf 4 gevaren kan worden door de deur 32 weer te 25 heffen en het dok 31 weer vol te laten lopen.

Overigens kan voor het vormen van de tunnel ook gebruikt gemaakt worden van tunnelsegmenten 5 die op een andere wijze zijn vervaardigd, bijvoorbeeld geprefabriceerde tunnelsegmenten of segmenten die aangevoerd worden 30 vanuit een op een verwijderde, centrale lokatie gelegen bouwdok en dergelijke.

Elk voltooid tunnelsegment 5, dat in het getoonde voorbeeld een U-vormige, aan de bovenzijde open doorsnede vertoont, met een bodem 20 en opstaande zijwan-35 den 21, die door stempels 22 gesteund worden, wordt ingevaren of gedreven in de sleuf 4, die met grondwater 7 gevuld is. Daartoe is het tunnelsegment 5 aan zijn uiteinden afgesloten met tijdelijke kopschotten (hier niet 1 0132 67 6 getoond), waardoor een waterdicht, drijvend geheel wordt verkregen. Teneinde het tunnelsegment 5 daarbij vrij te houden van de begrenzingselementen 3 is dit gevuld met een laag ballastmateriaal 26, zodat het segment 5 vol-5 doende diep ligt (fig.2).

Wanneer het tunnelsegment 5 op de bestemde plaats is aangekomen wordt de daarin aanwezige ballast 26 verwijderd, bijvoorbeeld weggepompt, zodanig dat het segment 5 opdrijft tegen het (de) begrenzingselement(en) 10 3 (fig. 3). Daarbij sluit het segment 5 nauwkeurig aan op het voorgaande segment 5. Vervolgens kan het segment 5 bevestigd worden aan het (de) begrenzingselement(en) 3. Daartoe kunnen bijvoorbeeld zogeheten stekankers 25 aangebracht worden in de zijwanden 21 van het tunnelseg-15 ment 5, waarna een deel van de ruimte 35 tussen de liggers 8 wordt aangestort onder vorming van een met de ankers 25 verbonden vulprop 24, waardoor een definitieve bevestiging van het tunnelsegment 5 aan het (de) begrenzingselement (en) 3 wordt bereikt (fig. 6). Ook kan het 20 segment 5 verbonden worden met de naastgelegen segmenten 5, waardoor uiteindelijk een tunnel 1 ontstaat die hangt aan het (de) begrenzingselement(en) 3, welke op zijn/hun beurt rust(en) op de damwanden 6.

Vervolgens wordt de tunnel 1 onderspoeld met 25 een vulmateriaal, bijvoorbeeld zand 27. Hierdoor wordt de tunnel 1 dus door de bodem 2 gedragen, en draagt deze uiteindelijk de begrenzingselementen 3, waardoor de draagfunctie van de damwanden 6 kan komen te vervallen.

De damwanden 6 aan weerszijden van de tunnel 1 kunnen dan 30 ook worden getrokken en afgevoerd.

Wanneer het als gevolg van de bodemgesteldheid nodig zou zijn de tunnel tegen opdrijven of juist wegzinken te verankeren in de draagkrachtige laag van de ondergrond, kunnen daartoe trekankers, respectievelijk trek-35 /drukpalen in de ondergrond 2 aangebracht worden en bevestigd worden door de zijwanden 21 van de tunnel.

De bouwwijze volgens de uitvinding maakt het mogelijk een tunnel onder een bestaande verkeersweg of in 1 0132 67 7 een bestaande bebouwing aan te brengen zonder noemenswaardige hinder tijdens het bouwproces. In het geval van een bestaande weg behoeft het gebruik daarvan niet of nauwelijks te worden onderbroken. Doordat de tunnelseg-5 menten bij de bouw tegen begrenzingselementen worden opgedreven, in plaats van afgezonken zoals bij bepaalde andere technieken, wordt op eenvoudige wijze een stevige verbinding tussen de tunnelsegmenten en de begrenzingselementen gevormd. De begrenzingselementen, die een 10 wegdek kunnen dragen, kunnen daarbij als dak voor de tunnel fungeren, waardoor gebruik gemaakt kan worden van segmenten met een open doorsnede, die aanzienlijk eenvoudiger en tegen geringere kosten te vervaardigen zijn dan gesloten deelsegmenten. Een ander voordeel is dat er 15 tijdens de bouw geen grondwater onttrokken wordt, terwijl door de geringe bouwdiepten belendingen (wannneer deze althans op palen gefundeerd zijn) minder zetting zullen vertonen dan bij conventionele tunnelbouwwijzen. Verder zijn aftakkingen van de tunnel eenvoudig te realiseren.

20 Hoewel de uitvinding hiervoor is toegelicht aan de hand van een voorbeeld zal het overigens duidelijk zijn dat deze daartoe niet beperkt is, en op velerlei wijze kan worden gevarieerd. De omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald door de navolgende 25 conclusies.

J 0 1 3? R7

Claims (9)

1. Werkwijze voor het vormen van een tunnel, omvattende de stappen van: het op een gewenste lokatie in de grond aanbrengen van een of meer aardvaste begrenzingselemen-5 ten, het vormen van een sleuf in de grond in de nabijheid van het (de) begrenzingselement(en), het in de zo gevormde sleuf aanbrengen van één of meer tunnelsegmenten, en 10 het doen opdrijven van het of elk tunnel- segment tot dit in aangrijping komt met een overeenkomstig begrenzingselement.

2. Werkwijze volgens conclusie l, met het kenmerk, dat het of elk tunnelsegment aan het (de) be- 15 grenzingselement(en) bevestigd wordt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het of elk tunnelsegment aan het (de) begrenzingselement (en) opgehangen wordt.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclu-20 sies, met het kenmerk, dat na het opdrijven onder het met het (de) begrenzingselement(en) in aangrijping verkerende tunnelsegment een vulmateriaal aangebracht wordt.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het of elk tunnelsegment een 25 aan de bovenzijde open doorsnede vertoont, en het of elk begrenzingselement een afdekelement is.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de afdekelementen een wegdek bepalen.

7. Tunnel, kennelijk gevormd door toepassing 30 van de werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, omvattende een aantal in een sleuf in de grond aangebrachte, met elkaar verbonden tunnelsegmenten.

8. Tunnel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het of elk tunnelsegment een aan de bovenzijde open 35 doorsnede vertoont, en afgedekt is door een of meer afdekelementen. 1 0132 67

9. Tunnel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het of elk tunnelsegment en het of elk bijbehorend afdekelement lekvrij aan elkaar bevestigd zijn. 1 013267