NL1025567C2 - Werkwijze voor het bouwen van een tunnel onder een rijweg en welfsel daarbij toegepast. - Google Patents

Description

?

Werkwijze voor het bouwen van een tunnel onder een rijweg en welfsel daarbij toegepast.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor 5 het bouwen van een tunnel onder een rijweg, meer speciaal onder een kruispunt.

De uitvinding heeft ook betrekking op een welfsel dat bij de werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast.

10

Het is bekend dat tot op heden, voor het bouwen van een tunnel onder een rijweg, gewerkt wordt met een open sleuf waarbij gedurende de periode van de werken het verkeer wordt omgeleid.

15

Een nadeel hiervan is dat zulke werken doorgaans gedurende lange tijd voor heel wat verkeersellende zorgen.

Een ander nadeel is dat pok buurtbewoners heel wat hinder 20 ondervinden van zulke werken, aangezien hun woningen doorgaans moeilijk bereikbaar zijn en zij ook veel last ondervinden van stof en slijk.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en 25 andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een werkwijze voor het bouwen van een tunnel, meer speciaal onder een kruispunt, waarbij het verkeer evenals de plaatselijke handelaars en bewoners, minimaal door de werken worden gehinderd doordat het kruispunt en de invalswegen 30 naar dit kruispunt gedurende nagenoeg de volledige, duur van I025567

I 2 I

I de werken in gebruik kunnen blijven zonder omleidingen I

I en/of wegversmallingen of verschuivingen. I

I Hiertoe betreft de uitvinding een werkwijze voor het bouwen I

van een tunnel onder een rijweg of onder een kruispunt van I

I 5 een rijweg, welke tunnel bestaat uit een tunnelkoker en uit I

I minstens twee in -en uitritten, daardoor gekenmerkt dat zij I

I hoofdzakelijk bestaat in het uitbreken van het bestaande I

I wegdek van de rijweg over nagenoeg de volledige lengte van I

I de aan te leggen tunnel met inbegrip van de in- en I

I 10 uitritten; het aanbrengen van een nieuw wegdek dat gevormd I

I wordt met welfsels die tegen elkaar worden aangebracht en I

I die minstens één of meer baanvakken van de te bouwen tunnel I

overspannen; het realiseren van muurkolommen ter I

I ondersteuning van de uiteinden van de welfsels; het I

15 ondergraven van het door welfsels overspannen gedeelte van I

I de rijweg ter vorming van de tunnelkoker en van minstens een I

I gedeelte van de in- en uitritten van de tunnel; het I

I aanbrengen van de bodemplaat van de tunnel; desgevallend het I

I afwerken van de wanden van de tunnel; het wegnemen van de I

I 20 overtollige welfsels over de voornoemde in- en uitritten; en I

I ten slotte het aansluiten en afwerken van de in- en I

I uitritten op de bestaande rijweg. I

I Een voordeel is dat de tunnelwerken zich hoofdzakelijk I

I 25 ondergronds afspelen en dat het verkeer van de betreffende I

I rijweg gedurende nagenoeg de volledige duur van dé werken I

I zonder omleidingen over de tunnel in aanleg kan worden I

I geleid. I

I 30 Inderdaad, enkel in het begin van de werken dient het . . I

I verkeer gedurende een zeer korte periode omgeleid te worden I

1025567 - I

3 voor het uitbreken van het bestaande wegdek en voor het plaatsen van de welf seis, evenals op het einde van de werken, voor het wegnemen van de overtollige welfsels en het aansluiten van de in- en uitritten. Om de verkeershinder tot een strikt minimum te herleiden, kunnen deze werken 5 gedurende de nacht of in het weekend worden uitgevoerd.

Verder dient er nog een beperkte zone te worden vrijgemaakt voor het aanbrengen van de muurkolommen. Deze werken kunnen eveneens 's nachts of in het weekend worden uitgevoerd.

10

De uitvinding heeft ook betrekking op een welfsel dat kan worden toegepast voor het bouwen van een tunnel volgens de hiervoor beschreven werkwijze volgens de uitvinding, waarbij dit welfsel aan zijn uiteinden is voorzien van één of meer 15 doorgangen tussen de onderzijde en de bovenzijde van het welfsel, welke doorgangen gebruikt kunnen worden voor het realiseren van de voornoemde muurkolommen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te 20 tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een welfsel volgens de uitvinding en van een voorkeurdragende toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, 25 waarin:

Figuur 1 schematisch en in perspectief een welfsel volgens de uitvinding weergeeft; figuren 2 en 3 doorsneden weergeven respectievelijk 30 volgens de lijnen II-II en III-III in figuur 1; 1025567

I I

I figuur 4 schematisch een kruispunt weergeeft waaronder I

een tunnel moet worden aangelegd; I

I figuur 5 het kruispunt volgens figuur 4 weergeeft I

I tijdens het aanleggen van de tunnel volgens de I

I werkwijze van de uitvinding; I

I 5 figuur 6 op grotere schaal een doorsnede weergeeft I

I volgens lijn VI-VI in figuur 5; I

I figuur 7 op grotere schaal een doorsnede weergeeft I

I volgens lijn VII-VII in figuur 5; I

I figuur 8 een doorsnede weergeeft volgens lijn VIII-VIII I

10 in figuur 7; I

I figuur 9 een doorsnede weergeeft gelijkaardig aan die I

I van figuur 8, doch tijdens een latere fase van de I

I werken; I

I figuur 10 een doorsnede weergeeft volgens lijn X-X in I

I 15 figuur 9; I

I figuren 11 en 12 doorsneden weergeven zoals deze van I

I figuur 7, doch in een verder gevorderd stadium van de I

werken; I

I figuren 13 tot 15 op kleinere schaal doorsneden I

I 20 weergeven volgens lijn XIII-XIII in figuur 5 en dit I

I gedurende opeenvolgende stappen van de eindafwerking I

I van de tunnel. I

I In de figuren 1 tot 3 is een voorgevormd welfsel 1 uit I

I 25 gewapend beton weergegeven dat in hoofdzaak bestaat uit een I

I onderste gedeelte 2 en uit een langer uitgevoerd bovenste I

gedeelte 3 dat met zijn uiteinden 4-5 aan weerszijden van I

het onderste gedeelte 2 uitsteekt. I

I 30 Beide gedeelten 2-3 zijn voorzien van een metalen I

I omtrekskader, respectievelijk 6 en 7, waarbij elk I

I 1025567 I

5 omtrekskader 6-7 is vastgelast op een metalen kernplaat 8 die tussen de betreffende gedeelten 2-3 is aangebracht.

Op de bovenzijde van de kernplaat 8 zijn T-vormige ankers 9 5 voorzien.

In de dwarsrichting van het welfsel 1 is het bovenste gedeelte 3 ietwat geschrankt op het onderste gedeelte 2 aangebracht, één en ander zodat het bovenste gedeelte 3 met 10 een kraag 10 aan één zijrand van het welfsel 1 uitsteekt, terwijl het onderste gedeelte 2 aan de tegenoverliggende zijrand van het welfsel 1 met een kortere kraag 11 uitsteekt.

15 Een gedeelte van de wapeningen 12 in het welfsel 1 kan voorgespannen zijn.

Aan de uiteinden van het onderste gedeelte 2 zijn verankeringsijzers 13 voorzien in de vorm van wapeningen die 20 gedeeltelijk uit het beton steken.

Aan de uiteinden van het bovenste gedeelte 3 van het welfsel 1 zijn op een afstand van de rand van de betreffende uiteinden één of meer, in dit geval drie, doorgangen 15 25 · voorzien tussen de onderzijde en de bovenzijde van het welfsel 1.

Het gebruik van dergelijke welfseis 1 voor het bouwen van een tunnel wordt hierna beschreven en geïllustreerd aan de 30 hand van de figuren 4 tot 15, waarin, bij wijze, van voorbeeld, verschillende stappen worden weergegeven tijdens 1025567

I 6 I

I de bouw van een tunnel 16 onder een kruispunt 17 van I

een rijweg 18 met een zijweg 19. I

I De bedoeling daarbij is de rijweg 18, die in dit geval twee I

I baanvakken 20 telt, via een tunnelkoker 21, zoals I

I 5 weergegeven in figuur 15, onder het kruispunt 17 te laten I

I doorlopen met twee open in- en uitritten, respectievelijk 22 I

I en 23, die met een bepaalde helling aansluiting geven op de I

I bestaande rijweg 18. I

10 B;*-3 de planning van de werken wordt eerst een geschikte I

I plaats gezocht waar een toegang in de vorm van een I

I toegangsweg of toegangsschacht aan de zijkant van de rijweg I

I 18 kan worden gerealiseerd via dewelke in een later stadium I

I het kruispunt 17 en de rijweg 18 zonder hinder voor het I

I 15 verkeer kunnen worden ondergraven. I

I In het weergegeven voorbeeld worden twee zulke toegangen 24 I

I en 25 gekozen, elk aan een verschillende zijde van de rijweg I

I 18. I

I 20 I

I Bij voorkeur wordt in een weekend het bestaande wegdek 27 I

I van de rijweg 18 opgebroken over een lengte A die nagenoeg I

I gelijk is aan de volledige lengte L van de te realiseren I

I tunnel 16, waarbij in deze lengte L de voornoemde in- en I

I 25 uitritten 22-23 zijn meegerekend. I

I Op de plaats van de gekozen toegangen 24-25 worden aan de I

I zijrand van het opgebroken weggedeelte, in de lengterichting I

I van de rijweg 18, twee steunbalken 28 aangebracht die aan I

30 hun uiteinden voorzien zijn van doorgangen 29. _ I

I 1025567 7

In de plaats van het opgebroken wegdek 27 wordt, zoals weergegeven in figuur 5, een nieuw wegdek aangelegd met behulp van twee rijen 30-31 tegen elkaar aansluitende welfsels 1 volgens de uitvinding, waarbij elke rij 30-31 de i breedte van twee baanvakken 20 van de rijweg 18 overspant en 5 waarbij deze welfsels 1 bij voorkeur op een gestabiliseerd zandbed 32 worden aangebracht.

De welfsels 1 van elke rij 30-31 worden daarbij zodanig tegen elkaar geplaatst dat zij, zoals weergegeven in figuur 10 6, met hun kraag 10 rusten op de kraag 11 van een aangrenzend welfsel 1, zodat de welfsels 1 van eenzelfde rij 30-31 mekaar gedeeltelijk overlappen.

Ter plaatse van de voornoemde steunbalken 28 rusten de 15 welfsels 1 met één uiteinde 4-5 op de betreffende steunbalk 28, waarbij de doorgangen 15 van de welfsels 1 op de uiteinden van de steunbalken 28 zijn uitgelijnd op de betreffende doorgangen 29 in deze steunbalken 28.

20 Afhankelijk van de te realiseren overspanning van de baanvakken 20, is het niet uitgesloten dat de welfsels 1 meerdere baanvakken 20 tegelijk overspannen.

Het spreekt voor zich dat gedurende de voornoemde werken het 25 verkeer dient omgeleid te worden op het andere rijvak.

Eenmaal de welfsels met daarop het nieuwe wegdek zijn aangelegd, kunnen de verdere werkzaamheden voornamelijk ondergronds worden uitgevoerd, grotendeels zonder hinder 30 voor het doorgaand verkeer op het kruispunt 17.

1025567

I I

I Na het aanbrengen van het nieuwe wegdek worden I

I achtereenvolgens onder de uiteinden van de welfsels 1 I

muurkolommen 33 opgetrokken die de welfsels 1 moeten I

I ondersteunen en die bijvoorbeeld gerealiseerd kunnen worden I

I door toepassing van de zogenaamde bekende "jet grouting" I

I 5 techniek of hoge druk injectie welke gebruik maakt van een I

I machine 34 die daartoe is uitgerust met een boorstang 35 met I

I een holle schacht die aan zijn punt is voorzien van radiaal I

I gerichte openingen 36. I

I '10 In een cirkel rond de grondboor 35 wordt de grond kapot I

I gespoten tot op een afstand die afhankelijk is van de soort I

I ondergrond en van de toegepaste druk en ontstaat er een I

kolom met een vloeibaar cementmengsel dat na uitharding een I

muurkolom 33 vormt. I

I 15 I

I Na het verwijderen van de boorstang 35 wordt via de doorgang I

I 15, een wapening 37 in het nog vloeibare cementmengsel I

I aangebracht. I

I .20 Ter plaatse van steunbalken 28 wordt aan ieder uiteinde van I

I de steunbalken een muurkolom 33 opgetrokken waarbij de I

I grondboring in dit geval wordt uitgevoerd doorheen de I

I doorgangen 15 en 29 en waarbij deze muurkolommen 33, na I

I uitharding, samen met een steunbalk 28 een portaal 38-39 I

I . *5 vormen. I

I De muurkolommen 33 worden, zoals weergegeven in figuur 8, in I

I een eerste fase om de twee doorgangen 15 gerealiseerd, I

waarna in een latere fase, tussen de gevormde en reeds I

30 uitgeharde muurkolommen 33 bijkomende muurkolommen 33 kunnen I

worden verwezenlijkt, waarbij ter plaatse van de inritten a I

I iQ25567 9 priori een continue wand gemaakt moet worden en waarbij, zoals weergegeven in de figuren 9 en 10, de machine 34 zodanig wordt ingesteld dat de bijkomende muurkolommen 33 zich met de aangrenzende muurkolommen 33 verbinden, één en ander zodanig dat een dichte muur 40 van aan elkaar 5 geschakelde muurkolommen 33 ontstaat.

j

De muren 40 kunnen ook. op andere manieren worden gerealiseerd dan door middel van de "jet grouting" techniek, bijvoorbeeld door het aanbrengen van een beschoeiing, 10 damwanden, zogenaamde Berliners of dergelijke.

Wanneer de aldus gevormde muren 40 zijn uitgehard, worden de voornoemde toegangen 24-25 tot aan de portalen 38-39 uitgegraven en verhard.

15

Vervolgens wordt vanaf deze portalen 38-39 de tunnel 16 onder de welfsels 1 uitgegraven met behulp van graafmachines of dergelijke en wordt de uitgegraven grond door middel van vrachtwagens of dergelijke via de toegangswegen 24-25 20 afgevoerd.

Afhankelijk van de situatie van de ondergrond, kunnen, gaandeweg de graafwerken, op bepaalde plaatsen in de muren 40, zoals weergegeven in figuur 11, zijdelingse ankers 41 25 met een wapening 42 worden gerealiseerd, bijvoorbeeld met dezelfde "jet grouting" techniek als hiervoor beschreven.

Na het uitgraven van de tunnelkoker 21 en van de in -en uitritten 22-23 over een maximale lengte, zoals weergegeven 30 in figuur 13, wordt de bodemplaat 42 van de tunnel gerealiseerd, bijvoorbeeld door het storten van beton en 1025567 H wordt op de vrijgemaakte muren 40 een waterdichte I bekledingslaag 43 uit spuitbeton of dergelijke aangebracht die verder wordt afgewerkt met prefab wandelementen 44 of dergelijke.

I 5 Op de plaatsen waar de welfsels 1 die de tunnelkoker 21 overwelven mekaar overlappen, worden deze welfsels 1 met mekaar verbonden door middel van een lasnaad tussen de kernplaat 8 van één welfsel 1 en het omtrekskader 6 van het aangrenzend welfsel 1, zodat een waterdichte verbinding 10 wordt bekomen.

Éénmaal dit stadium is bereikt, wordt er opnieuw voor een omleiding van het verkeer gezorgd en worden, bijvoorbeeld gedurende een weekend, zoals weergegeven in figuur 14, de 15 overtollige welfsels 1 boven de in- en uitritten 22-23 weggenomen, en worden, zoals weergegeven in figuur 15, de aansluitingen 45-46 van deze in- en uitritten 22-23 op het bestaande wegdek 27 van de rijweg 18 verwezenlijkt, waarna de tunnel 16 in gebruik kan worden genomen.

I 20

Het is duidelijk dat in plaats van twee toegangen 24-25 ook slechts één enkele toegang kan volstaan, waarbij dan bijvoorbeeld een bijkomend portaal wordt voorzien in de muur 40 tussen twee baanvakken 20.

Het is ook duidelijk dat voor de toepassing van de werkwijze I

volgens de uitvinding, ook gewone klassieke welfsels kunnen worden toegepast die bijvoorbeeld niet noodzakelijk zijn

voorzien van doorgangen 15. In dit geval wordt de hoge druk I

30 injectie naast het welfsel toegepast, en wordt een muurkolom I

I 1025567 I

11 gerealiseerd met een voldoende grote diameter om tot onder het betreffende welfsel te reiken.

Ook dienen dë welfseis niet noodzakelijk voorzien te zijn van een kernplaat 8 en van een omtrekskader 6-7 en kan de 5 waterdichtheid tussen aangrenzende welfsels op andere manieren worden gerealiseerd dan door een lasnaad tussen beide.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als 10 voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een dergelijke werkwijze en welfsel kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

i 025567

Claims (12)

1. Werkwijze voor het bouwen van een tunnel (16) onder een I rijweg (18), welke tunnel (16) bestaat uit een tunnelkoker I I 5 (21) en uit minstens twee in -en uitritten (22-23), daardoor I gekenmerkt dat zij hoofdzakelijk bestaat in het uitbreken I I van het bestaande wegdek (27) van de rijweg (18) over I I nagenoeg de volledige lengte van de aan te leggen tunnel I I (16) met inbegrip van de in- en uitritten (22-23); het I 10. aanbrengen van een nieuw wegdek dat gevormd wordt met I I welfseis (1) die tegen elkaar worden aangebracht en die I I minstens één of meer baanvakken (20) van de te bouwen tunnel I I (16) overspannen; het realiseren van muurkolommen (33) ter I I ondersteuning van de uiteinden (4-5) van de welfseis (1) ; I I 15 het ondergraven van het door welf seis (1) overspannen I I gedeelte van de rijweg (18) ter vorming van de tunnelkoker I (21) en van minstens een gedeelte van de in- en uitritten I I (22-23) van de tunnel (16); het aanbrengen van de bodemplaat I I (42) van de tunnel (16); desgevallend het afwerken van de I I 20 wanden van de tunnel (16); het wegnemen van de overtollige I I welfsels (1) over de voornoemde in- en uitritten (22-23); en I I ten slotte het aansluiten en afwerken van de in- en I I uitritten (22-23) op de bestaande rijweg (18). I I 25 2.- Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat I I het ondergraven van de welfsels gebeurt via minstens één I I toegang (24-25) of toegangsschacht aan de zijkant van de I I rijweg (18), welke toegang uitgeeft op een portaal (38-39) I I dat gevormd wordt door een opening tussen twee muurkolommen I I 30 (33). I I 1025567

3. Werkwijze volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat bij het vervangen van het bestaande wegdek (27) door welfseis (1), minstens ter plaatse van het voornoemde portaal (38-39), één of meer steunbalken (28) worden 5 aangebracht die de uiteinden van de welfseis (1) ondersteunen.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat minstens één steunbalk (28) een overspanning vormt voor dit 10 portaal (38-39), waarbij deze steunbalk (28) minstens aan elk uiteinde gesteund wordt door een muurkolom (33).

5. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde muurkolommen (33) worden gerealiseerd door 15 middel van een zogenaamde hoge druk injectie of "jet grouting" techniek.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde muurkolommen (33) worden voorzien van een 20 wapening (37).

7. Werkwijze volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de welfsels (1) aan hun uiteinden (4-5) zijn voorzien van één of meer doorgangen (15) waar doorheen de voornoemde hoge 25 druk injectie wordt toegepast en de wapening (37) in de muurkolommen wordt ingebracht.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat gaandeweg de voornoemde graafwerken onder de welfsels (1) op 30 bepaalde plaatsen zijankers (41) doorheen de muren (40) die gevormd worden door de muurkolommen (33) worden aangebracht. 1025567 I 14 I

9. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat I gebruik wordt gemaakt van welfseis (1) uit voorgespannen I gewapend beton die voorzien zijn van een metalen I I omtrekskader (6-7) en van een metalen kern (8) waarmee zij I I 5 aan elkaar worden vastgelast. I

10. Welfsel dat kan worden toegepast voor het bouwen van een tunnel (16) volgens de werkwijze van één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het aan zijn 10 uiteinden (4-5) is voorzien van één of meer doorgangen (15) tussen de onderzijde en de bovenzijde van het welfsel (1).

11.- Welfsel volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat het is vervaardigd uit gewapend beton. I 15

12.- Welfsel volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat het wordt begrensd door twee metalen omtrekskaders (6-7) die elk aan één zijde van een metalen kernplaat (8) zijn vastgelast. 20 '

13. Welfsel volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat het aan één zijrand is voorzien van een eerste kraag (10) en H aan zijn tegenoverliggende zijrand is voorzien van een tweede kraag (11), waarbij de eerste kraag (10) kan 25 samenwerken met de tweede kraag (11) van een aangrenzend I welfsel (1) . I 1025567