NL9401948A

NL9401948A - Tunnel composed of tunnel sections, and method for putting a tunnel composed of tunnel sections into position

Info

Publication number: NL9401948A
Application number: NL9401948A
Authority: NL
Inventors: Gerrit Oudakker
Original assignee: Nista Amsterdam B V
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 1996-07-01
Also published as: NL194444B; NL194444C

Abstract

A method for installing a tunnel, wherein the following steps are followed: a. fabricating a multiplicity of tunnel segments, each of which defines the tunnel profile; b. aligning the segments behind one another in the longitudinal direction of the tunnel; c. interconnecting the adjoining pressure and/or tunnel segments in such a way that the joint is able to transmit a considerable tensile force, permits swinging (swaying) movements or rotation of one tunnel segment with respect to the other tunnel segment and preferably largely prevents movement of the one tunnel segment relative to the other tunnel segment in a direction transverse to the longitudinal direction of the tunnel; d. moving or dragging across the undersoil the tunnel segments thus interconnected.

Description

Uit tunnelsecties samengestelde tunnel alsmede werkwijze voor het plaat¬sen van een uit tunnelsecties samengestelde tunnel.Tunnel composed of tunnel sections and method for placing a tunnel composed of tunnel sections.

De uitvinding heeft betrekking op een uit tunnelsecties samenge¬stelde tunnel alsmede werkwijze voor het plaatsen van een uit tunnelsec¬ties samengestelde tunnel.The invention relates to a tunnel composed of tunnel sections and a method for placing a tunnel composed of tunnel sections.

Bij uit geprefabriceerde tunnelsecties samen te stellen tunnels ishet bekend, de tunnelsecties een voor een naar de bestemde plaats tebrengen. In verband met de vereiste waterdichtheid en de stabiliteit moetnauwkeurig gewerkt worden op moeilijk toegankelijke plaatsen, zoals verbeneden de waterspiegel. Ten behoeve van de betrouwbaarheid zijn bijzon¬dere constructieve maatregelen te treffen.In tunnels to be assembled from prefabricated tunnel sections it is known to bring the tunnel sections to the intended location one by one. Due to the required watertightness and stability, work must be done accurately in places that are difficult to access, such as below the water level. For the sake of reliability, special constructional measures can be taken.

De onderhavige uitvinding beoogt een verregaande vereenvoudigingvan het plaatsen van een uit tunnelsecties samengestelde tunnel, bijvoor¬beeld om een twee- of meerbaansverkeersweg voor personen- en vrachtwagensonder een waterweg door te realiseren.The present invention aims at a far-reaching simplification of the placing of a tunnel composed of tunnel sections, for instance to realize a two- or multi-lane traffic road for passenger and lorries under a waterway.

Daartoe wordt voorgesteld, voorafgaande aan de plaatsing de tunnel¬secties reeds samen te voegen tot de uiteindelijke tunnel, om dit samen¬stel vervolgens voort te trekken of te slepen over de ondergrond, naar deuiteindelijke gebruiksplaats, een en ander conform de in de bijgevoegdeconclusie 1 aangegeven maatregelen. Op deze wijze is bijvoorbeeld eentunnel met een lengte van 600 m of langer, uit vele tunnelsecties geheelop het droge samen te stellen, waarna de tunnel vervolgens, schuivendover de ondergrond, in de in de onderwaterbodem uitgebaggerde cunettewordt getrokken. Het verdient de voorkeur, de lengte van de tunnelsectiestussen ongeveer 10 en 50 meter te kiezen, zodat voldoende buigzaamheidvoor de samengestelde tunnel wordt bereikt om glooiingen van de onder¬grond te volgen.To this end, it is proposed that the tunnel sections should already be merged into the final tunnel prior to installation, and then this towed towed or dragged along the substrate, to the final point of use, in accordance with the appended claim 1. indicated measures. In this way, for example, a tunnel with a length of 600 m or longer can be composed entirely from dry sections of many tunnel sections, after which the tunnel is then drawn, sliding across the subsurface, into the corset dredged in the underwater bottom. It is preferable to choose the length of the tunnel sections between about 10 and 50 meters so that sufficient flexibility for the composite tunnel is achieved to follow slopes of the substrate.

Het is op zich bekend een pijpleiding, bijvoorbeeld voor water- ofolietransport, samen te stellen uit verschillende aan elkaar te lassenpijpsegmenten, waarna het samenstel over de ondergrond naar zijn defini¬tieve plaats wordt getrokken of gesleept. Bij deze bekende methodiekworden de pijpsegmenten echter star aaneen gelast of op een andere wijzesamengevoegd, zodat na het samenvoegen de pijpsegmenten geen onderlingebewegingsvrijheid meer toestaan. Deze bekende techniek voor het realise¬ren van pijpleidingen is altijd onaanvaardbaar geacht voor het uit ver¬schillende tunnelsecties samenstellen van een tunnel, waarschijnlijk tengevolge van de vrees voor bezwijken van één of meer tunnelsecties tijdenshet over de ondergrond voortschuiven of voortslepen van de tunnel.It is known per se to assemble a pipeline, for instance for water or oil transport, from different sections of pipe to be welded together, after which the assembly is pulled or towed over the substrate to its final position. In this known method, however, the pipe segments are rigidly welded together or joined together in another way, so that after the joining together the pipe segments no longer allow freedom of movement. This known pipeline construction technique has always been considered unacceptable for assembling a tunnel from different tunnel sections, presumably due to fear of failure of one or more tunnel sections while sliding or towing the tunnel.

Met de onderhavige uitvinding wordt ingegaan tegen dit algemenevooroordeel, en hiermee is eangetoond dat het wel degelijk mogelijk is omeerst de tunnel uit de verschillende tunnelsecties samen te stellen, omvervolgens de tunnel naar zijn definitieve plaats te schuiven of te sle¬pen, mits de juiste voorzieningen worden getroffen. Met de onderhavigeuitvinding is het mogelijk geworden, een belangrijke tijdwinst te boeken,terwijl verder op de kosten is te besparen in verband met vereenvoudigingvan de waterdichte doorverbinding tussen de opeenvolgende tunnelsecties.The present invention contradicts this general bias, demonstrating that it is indeed possible to first assemble the tunnel from the different tunnel sections, then slide or drag the tunnel to its final position, provided that the appropriate facilities are affected. The present invention has made it possible to achieve significant time savings, while further saving costs in simplifying the watertight interconnection between successive tunnel sections.

Een verder voordeel is te bereiken indien de tunnelsecties en ookhet buigzame, ringvormige waterafdichtende koppelelement tussen de aanelkaar grenzende tunnelsecties uit staalplaat worden vervaardigd. Op diemanier kunnen de tunnelsecties op verschillende locaties worden opge¬bouwd, en bijvoorbeeld over land of over water worden aangevoerd om ver¬volgens tot de tunnel te worden samengesteld. Echter kunnen de tunnelsec¬ties ook uit (gewapend) beton bestaan.A further advantage can be achieved if the tunnel sections and also the flexible, annular water-sealing coupling element between the adjacent tunnel sections are manufactured from steel sheet. In this way, the tunnel sections can be built up at various locations and, for example, be transported over land or over water to be subsequently assembled into the tunnel. However, the tunnel sections can also consist of (reinforced) concrete.

In het hierna volgende wordt de uitvinding nader toegelicht aan dehand van een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld onder verwijzing naar dehierbij gevoegde tekening. Hierbij toont:In the following the invention is further elucidated on the basis of a non-limiting exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing. Hereby shows:

Fig. 1 schematisch het profiel van een kanaal tijdens het aanbren¬gen van een uit tunnelsegmenten samengestelde tunnel overeenkomstig deuitvinding;Fig. 1 schematically shows the profile of a channel during the construction of a tunnel composed of tunnel segments according to the invention;

Fig. 2 schematisch in zij-aanzicht twee aangrenzende tunnelsecties,doorgekoppeld overeenkomstig de onderhavige uitvinding.Fig. 2 schematically in side view two adjacent tunnel sections, linked in accordance with the present invention.

Fig. 1 toont het profiel 30 van een kanaal. Op de in de tekeningrechter oever is een tunnel ^ samengesteld uit tien tunnelsecties, waar¬van de voorste drie (5, 6, 7) zichtbaar zijn. De voorste tunnelsectie 7is door middel van bekabeling 3 verbonden met een doortreklier 1, welkedoor middel van een verankering 2 is verankerd op de tegenover gelegenoever. Met de doortreklier 1 wordt de uit tunnelsecties 5. 6, 7 samenge¬stelde tunnel 4 over de ondergrond voortgetrokken, om uiteindelijk op debedding van het kanaal 30 te komen rusten. Als alternatief is het ookmogelijk, aanvankelijk de tunnel 4 samen te stellen uit slechts een aan¬tal tunnelsecties, bijvoorbeeld twee of drie, om vervolgens om en om detunnel over één sectielengte voort te trekken of te schuiven, waarna eenvolgende tunnelsectie wordt toegevoegd, zodat de achterzijde van de tun¬nel ongeveer op dezelfde plaats blijft en de tunnel gedurende het procesvan over de ondergrond voorttrekken steeds langer wordt.Fig. 1 shows the profile 30 of a channel. On the bank shown in the drawing right-hand side, a tunnel is composed of ten tunnel sections, the front three of which (5, 6, 7) are visible. The front tunnel section 7 is connected by means of cabling 3 to a pull-through winch 1, which is anchored on the opposite bank by means of an anchoring 2. With the pull-through winch 1, the tunnel 4 composed of tunnel sections 5, 6, 7 is pulled over the ground, in order to finally rest on the bed of the channel 30. Alternatively, it is also possible to initially assemble the tunnel 4 from only a number of tunnel sections, for example two or three, and subsequently to draw or slide the tunnel alternately over one section length, after which a subsequent tunnel section is added, so that the rear of the tun¬nel remains approximately in the same place and the tunnel becomes longer and longer during the process of pulling over the substrate.

Fig. 2 toont meer in detail de tunnelsecties 6 en 7. en hun samen¬stelling. Weergegeven is, hoe de bodemplaat 9 tussen de tunnelsecties 6 en 7 door loopt. Daarmee wordt de trekkracht Uit de bekabeling 3 overge¬bracht op de aaneengeschakelde tunnelsecties. Voorts wordt met die door¬lopende bodemplaat 9 een uitsteeksel- of uitsparingsloos glij-oppervlakvoor de tunnel 4 verkregen. Voorts zijn de naar elkaar toegekeerde kopseeinden van de tunnelsecties 6 en 7 door middel van een ringvormige af¬dichting 10 met elkaar verbonden. Zoals weergegeven bezit deze ringvormi¬ge afdichting 10 een U- of V-vormig profiel. Met zijn benen is deze af¬dichting 10 verbonden met het kopse einde van de respectieve tunnelsec-ties 6, 7. Deze afdichting 10 is bijvoorbeeld vervaardigd van staalplaat,of een ander buigzaam, afschuifstijf materiaal. Door de profielvorm enhet materiaal van de afdichting 10 kunnen de tunnelsecties 6, 7 in be¬perkte mate ten opzichte van elkaar kantelen, zoals weergegeven in fig.2, echter blijft het niveau van de naar elkaar toe gekeerde kopse eindenvan de tunnelsecties 6, 7, dankzij de afschuifstijfheid van de afdichting10, behouden, waarmee het ongestoorde glij-oppervlak, bepaald door deonderplaat 9* evenals de samenhang van de tunnelsecties 6, 7. behoudenblijft. De combinaties van doorlopende bodemplaat 9 en afdichting 10wordt toegepast voor alle aan elkaar grenzende tunnelsecties.Fig. 2 shows in more detail the tunnel sections 6 and 7. and their composition. It is shown how the bottom plate 9 runs between the tunnel sections 6 and 7. The tensile force from the cabling 3 is hereby transferred to the concatenated tunnel sections. Furthermore, with this continuous bottom plate 9, a projection or recess-free sliding surface for the tunnel 4 is obtained. Furthermore, the facing ends of the tunnel sections 6 and 7 are mutually connected by means of an annular seal 10. As shown, this annular seal 10 has a U- or V-shaped profile. With its legs, this seal 10 is connected to the head end of the respective tunnel sections 6, 7. This seal 10 is made, for example, of steel sheet, or some other flexible, shear-resistant material. Due to the profile shape and the material of the seal 10, the tunnel sections 6, 7 can tilt relative to each other to a limited extent, as shown in fig. 2, however, the level of the facing end ends of the tunnel sections 6, 7 remains thanks to the shear stiffness of the seal 10, preserving the undisturbed sliding surface defined by the bottom plate 9 * as well as the cohesion of the tunnel sections 6, 7. The combinations of continuous bottom plate 9 and seal 10 are used for all adjacent tunnel sections.

Aan de voorzijde van de voorste tunnelsectie 7 bevindt zich nabijde bodemplaat 9 een neus 8 ten behoeve van. het vergemakkelijken van hetover de ondergrond in de richting van de pijl A voortschuiven van detunnel Op afstand voor die neus 8 is een egalisatie-element 11 opge¬steld, bijvoorbeeld een roterende schroef welke grondmateriaal naarweerszijden van de tunnel 4 afvoert. Dit egalisatie-element 11 is inhoogte instelbaar bevestigd aan de voorste tunnelsectie 7· Met dat egali¬satie-element 11 kan de bodem van de inmiddels in de bodem van het kanaaluitgegraven cunette verder worden geëgaliseerd. Eventueel is het ookmogelijk, met de voorste tunnelsectie 7 een uitgraafelement (niet ge¬toond) voor het uitgraven van de cunette te verbinden.At the front of the front tunnel section 7, a nose 8 is provided near the bottom plate 9 for the purpose of. facilitating the sliding of the tunnel over the substrate in the direction of the arrow A. A leveling element 11 is arranged at a distance in front of the nose 8, for example a rotating screw which discharges ground material to the sides of the tunnel 4. This leveling element 11 is adjustable in height to the front tunnel section 7. With that leveling element 11, the bottom of the cunette, which has now been excavated in the bottom of the channel, can be leveled further. Optionally, it is also possible to connect an excavating element (not shown) to the front tunnel section 7 for excavating the bezel.

Zoals weergegeven monden leidingen 14, voor het toevoeren van eenglijmiddel, uit in mondstukken 13 aan de onderzijde van de bodemplaat 9·Deze mondstukken 13 zijn op een geschikte wijze verdeeld over de bodem¬plaat 9· Bijvoorbeeld is op die manier bentoniet tussen de bodemplaat ende ondergrond te injecteren, waarmee de bodemwrijving is te verminderen.Een verdere vermindering van de bodemwrijving is bijvoorbeeld te bereikenmet een eventueel drijfvermogen van de tunnelsecties. Bijvoorbeeld kunnende tunnelsecties daartoe zijn uitgerust met één of meer additioneledrijflichamen, welke nadien kunnen worden verwijderd. Ook kan de voorstetunnelsectie 7 met een nabij zijn voorste kopse einde te plaatsen water- schot worden afgedicht, waardoor tijdens het voortschuiven van de tunnelbinnendringen van water wordt verhinderd. Echter verdient het de voor¬keur, tijdens het plaatsen de tunnel open te laten, zodat deze vol waterstroomt. Daarmee wordt geen hydrostatische druk opgebouwd, welke ook doorde doortreklier is te overwinnen. Is het plaatsen beëindigd, wordt detunnel voorafgaande aan het leegpompen bij voorkeur geballast.As shown, pipes 14, for supplying a lubricant, open into nozzles 13 on the underside of the bottom plate 9. These nozzles 13 are suitably distributed over the bottom plate 9. For example, bentonite between the bottom plate and the to inject the subsurface, which can reduce the soil friction. A further reduction of the soil friction can be achieved, for example, with any buoyancy of the tunnel sections. For example, the tunnel sections may be equipped for this purpose with one or more additional floating bodies, which can be removed afterwards. The front tunnel section 7 can also be sealed with a bulkhead to be placed near its front end, which prevents water from entering during the advancement of the tunnel. However, it is preferable to leave the tunnel open during installation so that it flows full of water. This does not build up hydrostatic pressure, which can also be overcome by the pull-through winch. Once the installation has been completed, the tunnel is preferably ballasted prior to pumping out.

De tunnelsecties kunnen elk geschikt profiel bezitten, bijvoorbeeldvoorzien van één of meer kamers, voor ballast. De tunnelsecties bezitteneen ontwerp geschikt als transportweg voor auto's en vrachtwagens, maarook voetgangers, fietsers of treinen.The tunnel sections can have any suitable profile, for instance provided with one or more chambers, for ballast. The tunnel sections have a design suitable as a transport road for cars and trucks, but also pedestrians, cyclists or trains.

In plaats van het over de ondergrond voorttrekken van de tunnel, isook een voortduwen mogelijk of combinaties daarvan.Instead of pulling the tunnel over the ground, pushing or combinations thereof is also possible.

Van belang is, dat de tunnelsecties voorafgaande aan hun plaatsingworden samengevoegd en vervolgens naar hun definitieve plaats wordengesleept, waartoe de tunnelsecties onderling zodanig zijn doorgekoppeld,dat trek- of drukkrachten kunnen worden doorgeleid terwijl de tunnelsec¬ties onderling in enige mate kunnen kantelen.It is important that the tunnel sections are assembled prior to their placement and subsequently dragged to their final position, for which purpose the tunnel sections are interconnected in such a way that tensile or compressive forces can be transmitted while the tunnel sections can tilt to some extent.

Claims

A method of installing a tunnel, following the following steps: a) manufacturing a plurality of tunnel segments, each of which defines the tunnel profile; • b) aligning the segments one behind the other in the longitudinal direction of the tunnel; c) interconnecting the adjacent pressure I and / or tunnel segments such that the joint can transmit a significant tensile force, the joint permits swinging or rotating of the tunnel segment with respect to the other tunnel segment and preferably prevents displacement of one tunnel segment relative to the other tunnel segment in a direction transverse to the longitudinal direction of the tunnel; d) advancing or dragging the tunnel segments thus interconnected over the ground.

A method according to claim 1, wherein the bottom plates of the tunnel segments are coupled by means of a pulling element, for example a steel pulling plate, and an annular connecting element with U- or V-shaped profile is arranged between two successive tunnel sections to be connected with its legs with the end faces of the respective tunnel sections, which annular connecting element may be omitted in the region of the pulling element.

Method according to claim 1 or 2, in which a lubricant is applied between the bottom plate of the tunnel sections and the ground prior to or during the traveling over the ground.

4. Method as claimed in any of the foregoing claims, wherein during or before moving the tunnel sections over the subsurface, the subsurface for the front tunnel section is leveled.

A method according to any one of the preceding claims, wherein a sliding element, such as a sliding shoe, is arranged on the front tunnel section on its front facing edge in the area of contact with the substrate.

A method according to any one of the preceding claims, wherein a pulling element, such as a winch, is connected to the front tunnel section.

7 · Tunnel, composed of tunnel sections arranged one behind the other in the longitudinal direction and aligned with each other, with a bottom plate that runs continuously under the tunnel sections and that can be slid over the ground and that has a substantially ring-shaped bridge section with a U- or V-shaped profile between each two adjacent tunnel sections. which is connected with its legs to the head end of the respective tunnel sections in the region of the continuous bottom plate may be omitted.

Tunnel according to claim 7, wherein the front tunnel section carries a leveling element on its front.

Tunnel according to claim 7 or 8, wherein the front tunnel section carries a nose element at its front, which facilitates sliding over the substrate.