ITUNNELBOUW IALGEMEENONTWERP IGEBOORDE TUNNELONDER HARTELKANAALing.M.A. van Gilst, Hoogheernraadschap van Delfland, Delftir.J.D.Backer, Tebodin bv 's-Gravenhageing.TJN.vinks, Dirk Verstoep bv, Rhoonir.D.Delbaere, NV Denijs, Gent (B)Een zoetwaterleiding onder het Hartelkanaal en de Brielse Maasdijk is gerealiseerdals een geboorde tunnel met een uitwendigediatneter van 1870 mmo Dezeboormethode vormde het goedkope alternatiefvoor het besteksontwerp dat in eenstalen zinker voorzag.De booroperatie, waarbij met grote nauwkeurigheid gestuurd kan worden in zowelhorizontale als verticale bochten, biedt tevens een perspectiefvoor het renoverenvan rioolstelsels in grote .steden en gebieden met veel bebouwing.Brielse Meer;- de aanleg van een persleiding - zoge-naamde 'Brielse Meer Leiding' vanafhet Brielse Meer naar het Oranjeka-naal, welk kanaal deel uitmaakt vanDelflands boezem;- het verbeteren van de toevoermoge-lijkheid van water naar het oostelijkdeel van Delfland.Hetwater uithetHaringvlietis thans, nahet gereedkomen van de Deltawerken,van een betere kwaliteit dan het viaLeidschendam aan te voeren water.1 Ligging zoetwaterleiding tussenBrielse Meer en DelflandDe nieuw gemaakte werken zijn over-eenkomstig de planning voor het zo-merseizoen van 1988 voltooid. Dezewerken omvatten:- de bouwvan een pompstation aan hetDe aanvoermogelijkheid voor. zoetwater naar het gebied vanDelfland was tot voor kort on- I----------~-~,..,.-..-------~~-----~-_Ivoldoende om in een droge periode ind~waterbehoeftevanditgebied tevoor-Zien.Deze zoetwateraanvoer had uitsluitendplaats via de Hollandsche Ijssel en deboezem van Rijnland, met behulp vangemalen te Gouda en Leidschendam.In 1982 werd tussen het Rijk en hetHoogheemraadschap van Delfland eenovereenkornst gesloten voor de subsi-di?ring van een wateraanvoerleidingnaar DelflandvanafhetBrielseMeer, dezgn. Brielse Meer Leiding (fig. 1), uit-mondend direct ten noorden van deNieuweWaterweg bij hetNieuw Oran-jekanaal.Deze nieuwe aanvoer heeft een capaci-teitvan 4 m3Js endient als aanvulling opde bestaande watervoorziening viaRijnlands boezem die een capaciteitheeft van 8 m3/s, wat overeenkomt metde berekende waterbehoefte ten behoe~ve van de peilbeheersing en doorspoe-ling van Delflands boezem in een drogeperiode.In een minder droge tijd zal de aanv?ervan 4 m3Is via de Brielse Meer Leidingvoldoende zijn om Delfland van waterte voorzien.Met het gereedkomen van de BrielseMeer Leiding is de mogelijkheid ontst-aan om via de Bernisse en het BrielseMeer zoetwateraan tevoeren naarDelf-land vanafhet inmiddels afgeslotenHa-ringvliet. Hierdoor krijgt Delfl:;md- naast debestaandeinlaatvanafdeHol-landsche Ijssel via de boezem van Rijn-land en het gemaal te Leidschendam -~u.een tweede aansluiting op de groteflVleren.12 Cement 1988 nr. 6Voor de Brielse Meer Leiding zijn in1985 en 1986 zinkers gemaakt in het Ca-landkanaal en de Nieuwe Waterweg.De eerstgenoemde zinker werd op denoordelijke oever vanhet Calandkanaalsamengesteld en met behulp van eenachttal drijvende bokken afgezonken.De andere zinker werd aan de noordzij-de van de Nieuwe Waterweg als sleep-zinkergebouwd op lorries.envervolgensmet behulp van lieren in een vooraf inde Nieuwe Waterweg gebaggerde sleufgetrokken.Het totale lengteprofiel van de leiding,metdriewaterkruisingen,is aangegevenin figuur 2.De kruising van het Hartelkanaal is in1987 gemaakt. Deze kruising werd uit-gunningwerdverleend door hetWater-s~hap de Brielse Dijkring en de provin-Cle.In het bestek werd aan inschrijvers demogelijkheid geboden om een alterna-tieve uitvoeringswijze aan te bieden,mits deze gelijkwaardig zou zijn aan debesteksoplossing.Bij .de openbare aanbesteding van hetzinkerbestekbood DirkVerstoep behal-ve de besteksoplossing ook een uitvoe~ringsmethode aan voor een geboordeleiding van betonnen buizen met plaat~stalen kern. Op de.details hiervan wordtnog teruggekomen.Deze aanbieding werd alleen gedaanvoor perceel II van het bestek en nietvoor de dijkkruising (fig. Je).De laatste voordelen in combinatie metde gunstige prijs voor een geboorde tun-nel, deden Tebodin ertoe besluiten demogelijkheid te onderzoeken het borendoor te zetten tot voorbij .de hoofdwa-terkering. Weliswaar was hetvoorstel instrijd met de eisenindePijpleidingcode,maar desondanks gingen de verant-woordelijke instanties onder nader ge-stelde voorwaarden ermee akkoord(fig. Jb). De betekenis van dit besluit isniet gering, als men bedenkt dat een bo-ring van deze omvang nog nooit eerderin Nederland was uitgevoerd en eenhoofdwaterkering nog nooit onder-langs werd gekruist door een leidingmet inwendige diameter van 1590 mmoBij de vergunning werden enkele voor-2 Lengteprofiel Brielse MeerLeiding0'" '" ;,,; VIZ .., z ::>j 3 -' a:-, Ei~ffi t- t- t- t- Vlt-.. '"", .. .. .. .. 0 .. .. VliEVl'" t-~.., .. "' ..3.. "'z .. .. .. '".. '"zffi.., .. '" ~?'" '" '" '"..,z :E'i~3 t- t- t-~t-'" 3 0?~ ffi :E-' t- Vl NN'" Vl VI Vl 0"''''.., t-Nu.i'"zO'" 0 .. ::>-' Vl -' ..,.. ~0 ..,z'" '" -''" :3 .. ~1>.3 z z z z iJ; I>. ::>'".. '" "' .. N t-t-..,'" ...~~.~~0'" -'i5~..,? v; ~ Vl'"~ .. ~~ '"~0 ..~ 0i:3.., .. ~ '".. VI Z u :E Z"'''' .. '"1.00- 4.50+~~ r--~Lr/"' ~gevoerd als een gestuurde boring. Op dedaarbij gevolgde werkwijze wordt hier-na nader ingegaan.Evaluatie besteksoplossing versusalternatiefIn opdracht van het Hoogheemraad-schap van Delfland heeft Tebodin in1986 het bestek gereedgemaakt voor detoen nog niet gerealiseerde delen van deBrielse Meer Leiding [7].Ditbestek bestaat uit twee percelen, na-melijk perceel I-landleiding en perceelII .:. kruising Hartelkanaal. Voor de ka-naaikruising was gedacht aan een con-ventionele stalen zinker, door drijvendebokken te plaatsen in een voorafgebag-gerde sleuf. De zinker diende op hetland te worden geprefabriceerd. De ge-meente Rotterdam verleende de ver-g~nning op basis van een sterktebereke-mng.De kruising met de Brielse Maasdijk,een hoofdwaterkering, maakte deel uitvan perceel I en moest in een open ont-graving worden aangelegd boven hetontwerppeil van de dijk. Conform devergunningseisen, gesteld in de Pijplei-dingcode van de provincie Zuid Hol-land [3], was voor de kruising van de ge-noemde dijk een uitgebreide sterktebe-rekening vereist, op grond waarvan ver-De voordelen van een boring ten op-zichte vaneen gelegde zinker zijn ondermeer:- ge.ring ruimtebeslag voor werkter-rem;- geen stremming van de scheepvaart;~ geen werkzaamheden in de oevers ofaan de beschoeiingen.De kosten van dit alternatiefwaren blij~kens de aanbieding lager dan de laagsteinschrijving voor de in het bestek om~schreven zinker.Indien de boormethode ook zou wor-den toegepastvoor een gedeeltevanper-ceel I, dus het landgedeelte en wel dekruising met de Brielse Maasdijk, danzou hier sprake zijn van de volgende bij-komende voordelen:- geen ontgraving ofandere werkzaam-heden in de hoofdwaterkering;- geen kwetsbare blijvende constructiesin de veiligheidszone van de hoofd~waterkering zoals een compensator;- geen vervangende waterkering;- geen dijkverhoging met het risico vangrondzettingen;- geen verkeersstremming op de Krab-beweg, dat is de weg achter de hoofd-waterkering;- geen verwijdering van beplanting opdijktalud en langs het Brielse Meer.waarden gesteld, onder meer dat er di-rect aan de binnenzijde van de dijk eenafsluiter diende te komen die automa-tisch wordt gesloten wanneer de pom-pen buiten bedrijfzijn.Verder moest de gelijkwaardigheid vande geboorde leiding met.de beoogde be-steksoplossing worden aangetoond. Hetlaatste heeft onder meer geleid tot hetopstellen van een stringent kwaliteits-borgingsplan.KwaliteitscontroleBij de besteksoplossing was veel aan-dacht besteed aan de staalkwaliteit vanhetbuismateriaalen aan de gladheidvanhet inwendige oppervlak teneinde on-der meer de aangroei van zoetwater-mosselen te voorkomen en de hydrauli-sche weerstand van de leiding tot eenminimum te beperken.In samenwerking met Socea, de Belgi-sche leverancier van de buizen, de aan-nemer, het keuringsinstituut KIWA enTebodin werd een kwaliteitsborgings-plan opgesteld, waarvoor de ontwerp-norm voor plaatstalen kernbuizenNEN7101 [4] als basis diende. Daar-naast kwamen er aanvullende eisen metbetrekking tot de betondekking, poro~siteit, gladheid en sterkte van het beton.KIWAwerd belastmet.decontroleop deCement 1988 nr. 6 13I,-TUNNELB~__~O_uw__~~~~_1ALGEMEEN ONTWERP3 De zoetwaterleiding ter hoogte van de kruising met de Brielse Maasdijk, intwee verschillende uitvoeringenVEILIGHEIDSZONE VAN OE HOOFDWATERKERING (Ca.140 m.l---t-----).-;~L'~._'----_.VERVANGENDEWATERKERINGOPHOGING DIJK--L.------PERCEEL IDIJK KRUISINGVOLGENS BESTEK(STAAL!PASSTUK (STAALl(OVERGANG ZINKER-DIJKKRU IS ING)----ZINKERVOLGENS BESTEK( STAALl.---.---~-+---:::::;;::;~-PERCEEL IIPERCEEL II PERCEEL IVERVANGEN EWATERKERING:::::-:::::::::-----OPHOGING DIJK~L____ t 'rDIJKKRUISINGVOLGENS BESTEK(STAALlBORI NG VOLGENSALTERNATIEFDIRK VERSTOEP(BETONl........,,;2:;;;.-~~ PASSTUK+______.....-: - COMPENSATOR_::::----------- (OVERGANG BOR ING-~ DIJKKRUISINGl--_::::::::=::::::.GEHEEL PERCEEL IIBOR ING VOLGENS DOOR TEBODINAANGEPAST ALTERNATIEF( BETONl14 Cement 1988 nr. 64 Boorbuizen in gewapend-beton, met plaatstalen kern en dubbelevoegverbinding't\ DETAILI,III---Ht--~---~?-~--~I.~.= ! Ibuizenvervaardiging en de teverwerkenmaterialen. Elke buis die de fabriek ver-liet was voorzien van het KIWA-keur-merk (~KOMO-keur).Omaan de eisenvangladheid tekunnenvoldoen werd aanvankelijk gedacht aande oorspronkelijke besteksoplossing,zijnde een epoxycoating die in de alter-natieve oplossing op de betondekkingmoestkomen. Deze diende daarnaast alsbescherming van deplaatstalen kern te-gen corrosie van binnenuit. KI-WA-proeven met diverse coatings omde hechting op beton, de gladheid en detoxische eigenschappen van de coatingin aanraking met het oppervlaktewaterop lange termijn te onderzoeken, warenniet geheel bevredigend.Socea stelde als alternatiefvoor om eenbetondekking van epoxybeton aan tebrengen. Deze oplossing werd gekozennadatKIWAzichvan de kwaliteitvandeoplossing had overtuigd. Vermeld kannog worden dat de (epoxy)betondek-king in prijstechnisch opzicht voor deopdrachtgever gunstiger was dan eennormale betondekking in combinatiemet epoxycoating.BuizenDe boorbuizen zijn van het type gewa-pend-betonbuis met plaatstalen kern.De gewone betonbuis wordt reeds se~dert het begin van deze eeuw voordrinkwaterleidingen toegepast met dia-meters van 400 tot 1500 mmoVerschillende van deze leidingen uit debeginperiodefunctioneren nog naarbe-horen.Toen in dejaren'60 de techniekvan ho-rizontale doorpersingen werd ontwik-keld, kwam de plaatstalen-kernbuis inzwang vanwege de goede waterdicht-heid, de gunstige weerstand tegengronddrukken en in- en uitwendige be-lastingen, met name perskrachten.De voor de onderhavige boortunneltoegepaste buizen bezitten een stalen ci-linder (St 37.2) met kerndiameter1660 mm en wanddikte 4 mm.De uitwendige bekleding bestaat uit105 mm beton, gewapend met eendoorgaande spiraalwapening. De in-wendige bekleding bestaat uit een(epoxy)betondekkingvan 31 mm (fig. 4).De karakteristieke betondruksterktevoor zowel binnen- als buitenbekledingbedraagt 50 N/mm2?De verbinding van de buizen wordtdubbel uitgevoerd. Deeersteverbindingbestaat uit een rubber ring met stalenmofvoor de waterdichtheid tijdens hetboren. De tweede bestaat uit een stalenoverlapringdie nahetbe?indigenvandeboring gelast wordt aan de plaatstalenring van twee aangrenzende buizen.Cement 1988 nr. 6Elke buis is voorzien van twee openin-gen voor de injectie tijdens het borenvan een bentonietglijmiddel tUssen degrond en de buis.Berekening van de buisleidingVoor de berekening van de buis werdende uitgangspunten vastgelegd in nauwoverleg metde provincie. Daarbij zijn devolgende belastinggevallen onderschei-den:- eigen gewicht leiding;- inwendige druk, resp. nul, 1 of 10 bar;- zettingsverschil, resp. 10 en 20 mmover 10 m.Er doen zich de volgende situaties voor:- Testfase; inwendige druk 10 bar,grondzettingen en kruip van betonnog niet uitgewerkt.- Gebruiksfase; inwendige druk 1 bar,grondzettingen en kruip van betonzijn uitgewerkt.- Drukloze situatie; gelijk aan ge-bruiksfase, echter zonder inwendigedruk.De berekening is gesplitst in langs- endwarsrichting. De laatste werd uitge-voerd volgens een methode opgestelddoorde Rijkswaterstaat, DienstWeg- enWaterbouwkunde [1].Uit de eigenschappen van de buislei-ding, bepaald door de afmetingen en demateriaalgegevens, werd een bezwijkfl-guur afgeleid waarin de kritieke puntenzijn uitgezet (fig. 5), zowel voor het be~zwijken van beton op stuik als van staaldoor vloeien.Voorde gebruiksfase is eenveiligheid opbezwijken aangehouden van 1,70 voorOOORRICHTINGbeton en 1,50 voor staal. Conform dePijpleidingcode wordt een schadefactorvan 0,85 in achtgenomen, zodat de tota-le bezwijkveiligheid voor beton en staalresp. 2,0 en 1,76 bedraagt.De met bovenstaande belastingen bere-kende maatgevende normaalkrachtenen momenten zijn in figuur 5 aangege-ven.Punt A: tijdens de gebruiksfase aan deonderzijde van de buisdoorsnede;puntB: idem aan de zijkantvan de buis~doorsnede;punt c: tijdens de testfase aan de onder-zijde van de buisdoorsnede;punt D: idemaan de zijkantvan de buis-doorsnede.De punten A en B (gebruiksfase) liggenbinnenhetgearceerdegebied en hebbendus eenveiligheid op bezwijkendie gro-teris danofgelijkaan de bovengenoem-de veiligheid.De punten C en D (testfase) liggen netbuiten het gearceerde gebied en hebbendus een kleinere veiligheid (minimaal1,25 voor staal en 1,47 voor beton bijpunt C). Bij het testen op drukvan lei-dingen is het gebruikelijkom een gerin-gere veiligheid te hanteren dan in de ge-bruiksfase, aangezien het testen onderzeer gecontroleerde omstandighedengeschiedt enjuist bedoeldis om het ma-teriaal bij hogere belastingen te beproe-ven.De berekening in langsrichting werdgemaakt aan de hand van een door Te-bodin ontwikkeld computerprogram-ma. Bij de controleberekeningen voor15ITUNNELBOUW IUITVOERINGSTECHNIEKx..GEBRUIKSPUNTEN ..3000GEGEVENS BUI$WANOA'a(=Aa)RING = 2827 mm1mmA'a{=AaIKERN = 4000 mm'lmhl 140 mmd'{=dIRING 40 mmd'{=dlKERN 30 mmf'a RING 420 N/mm'f a RING 500 N/mm'fa KERN=f'a 235 N/mm'f'b BINNENZ 32 N/mm'f'b BUITENZ 40 N/mm'FIGUUR VOOR TOELAATBAREMOMENTEN EN NORMAALKRACHTENVOOR EEN BETONNEN BUIS METPLAATSTALEN KERNVEILIGHEIDSfACTOR BETONSTUIK = 1,7SCHADE fACTOR = 0,85YB ~- TOT AAL ;',:, = 2,0VEILIGHEIDSfACTOR STAAL, VLOEIEN = 1,5SCHADE fACTOR = 0,85y, - - TOTAAL ;.i, = 1,76OVERDRACHT PERSKRACHT T:PY RE(HTEENBOCHT -BORING-1406Overdracht perskracht ter plaatsevan een rechte boringen eenboring in een bochtHOUTENSTOOTRIN{j._~ ~_. [,"p,t?FB~? t5 Toelaatbare momenten en normaalkrachten voor eenbetonnen buis met plaatstalen kernde scheurwijdte is tevens gebruik ge-maakt van de berekeningwijze inCUR-rapport 122, aangezien de VB f--~~--~~-~~~~~~---~~--~~~~~~~-~--i1974/84 niet expliciet geldt voor plaat- 130 [M in kNmstalen-kernbuizen. Het resultaat vandeze berekening leidde er toe dat geenspeciale maatregelen nodig geacht wer-den (bijv.verzinken) omdewapening enpl?atstalen kern tegen corrosie van bui~tenafte beschermen. Tegen corrosie vanbinnenuit zijn wapening en kern vol~doende beschermd door deepoxybe-tondekking.Bij het boren over een recht gedeeltewordt bij eenveiligheidsco?ffici?nt van3,5 eneen meewerkend betonoppervlakvan 0,49 rn2de toelaatbare persdruk be-rekend op 630 ton.Bij het persen van buizen in een bochtgaat de voeg tussen de buizen in het ge-bogen trac? aan de zijde van de buiten-straai openstaan. Hoe kleiner de bocht-Ook de belastingsituatie tijdens de uit-voering van de geboorde leiding werdbeschouwd.Deze situatiewordtbehalvedoor de bovenbelasting tevens bepaalddoor de persdruk op en de grondwrij-ving langs de buizen. De maatgevendesituatie is hier de plaats waar de boringeen richtingverandering ondergaat. Depersdruk kan dan slechts over een be-perkt gedeelte van de buisdoorsnede opde volgende buiselementen wordenovergedragen (fig. 6).Gedrag tijdens het borenDe boormachine graaft een gat uitwaarvande diametergelijkis aan dievande buizen. Deze boormachine, met debuizentrein erachter, wordt voortge-duwd door hydraulischevijzels die indeboorput zijn geplaatst. Elke keer nadateen buis inde uitgraving is geperst, wor-den de vijzels afgelaten en achteruit ge-plaatst en wordt een nieuwe buis aange~sloten. De graaf/perscyclus herhaaltzich dan.Naarmate er meer buizenzijnaangeslo-ten, wordt de uit te oefenen persdrukgroter, aangezien de grondwrijving toe-neemt. Om te vermijden dat de toelaat-bare druk op de buizeIl zou wordenoverschreden, worden op bepaalde af-standen tussendrukstations ingebouwd,die tot doel hebben de totale tunnel-lengteop te splitseninsecties,waarbij de. tussenafstand zodanig wordt gekozendat de persdruk per sectie de toegelatenpersdruk op de buis niet te boven gaat.Wanneer immers geboord wordt in eenbocht, zal de persdruk over een kleiner 0..meewerkend betonoppervlak moetenworden opgenomen, zodat de te hante-ren sectielengte bij bochtboringen ge-ringerzal zijn dan bij rechte boringen.16 Cement 1988 nr. 6straal, des te groter is devoegopening endes te kleiner het meewerkend beton-oppervlak om de perskracht op te ne-men. Bij een bochtstraal van 300 m be-droeg de berekende theoretische voeg-opening 20 mm en de bijbehorendetoelaatbare perskracht 460 ton.De plaats van de 7 tussendrukstationswerd vastgesteld aan de hand van dezewaarden, alsmede de wrijvingsco?ffi-ci?nt tussen grond en buis. De grond-wrijving werd zoveel mogelijk vermin-derd door injectie van een bentoniet-glijmiddel tussen grond en buis.Afwerkingvan de tunnel na hetbo-renNa het be?indigen van de boring is debentonietrnantel gestabiliseerd met ce-mentgrout.Als cementgrout werd hier gekozenvoor 'D?mmer' vanwege de volgendeeigenschappen:- zeer goede vloei-eigenschappen endaardoor goed verpompbaar overlan-ge afstanden;- geen krimp bij het uitharden;- volledige uitharding onder water;- geboden wordt een alkalisch milieudataan de bescherming tegen corrosiebijdraagt.Na de 'D?mmer'-injectie rond de boor-buizen werd aan de binnenzijde tegenelke voeg een overlapping gelast, diebeide plaatkernen overbrugt. De lasna-den werden met behulp van luchtdrukenafzepen opwaterdichtheidgecontro-7 Principe van de gestuuurdeboringPERSKUIPCement 1988 nr. 6leerd. Bovendien werd 10% van de la-slengte nagezien op haarscheuren vol-gens hetARDROX 996 proc?d?. Hiernawerd de ruimte achter de overlapringge?J;ljecteerd met cementgrout. Aan debovenzijde van de buis werd een wape-ningsnetje 0 4 mm x 100 mm aange-bracht om een optimale aanhechtingvan de bil1l1.enmantel te verkrijgen.Daarna werden de voegen dichtgespo-ten met epoxymortel en het oppervlakmet een troffel gladgestreken.Teneinde de kwaliteit van de geheletUl1l1.el met inbegrip van de voegen tekunnen garanderen is op de voegafwer-king, zoals hierboven beschreven, doorTebodin een gedegen controle uitgeoe-fend volgens een tevoren overeengeko-men beproevings- en controlepro-gramma.Uitvoerin~ van de gestuurde bo-ring (fig. 7)In Nederland zullen geboorde tunnelsenleidingenineen grootaantal gevallenonder de (grond)waterspiegelliggen. Indie gevallen is een geboorde tunnel ofleiding met luchtdruk of bentoniet-drukschild een geschikte uitvoerings-methode.Bij de boring onder het Hartelkanaalwerd gebruik gemaakt van het De-nys-schild, wat een voorbeeld is van eenmix-schild.Een mix-schild zorgt voor een stabielfront (1), door dit front onder verhoog-de luchtdruk of, al naar gelang de om-------standigheden, onder bentonietdruk tebrengen. De grootte van de druk wordtvoornamelijk gedefinieerd door de bo-venliggende waterkolom. Door deluchtdruk (overdruk) in de ruimte Awordt een gedeelte van het pori?nwaterverdrongen, maar door capillairekrach-ten wordt rond de korrels nog watervastgehouden. Zo dringt de lucht overeen bepaalde afstand in de grond totevenwicht is gevonden tussen de lucht-druk en de capillaire spanningen die hetwater in de grond vasthouden.Is de waterdoorlatendheid groter, danverplaatst het evenwie1Itsvlak zichsteeds verder naar voren tot de lucht deoppervlakte bereikt. Afhankelijk van detijd behoeft dit nog geen blow-out ofstabiliteitsverlies te betekenen.De samenstellingvan de ondergrond bijhet Hartelkanaal, los gepakt silthou-dend zand, leerde al snel dat een bento-nietsteundrukaan het front de besteop-lossing was. Deze werd verkregen meteen bentonietwatersuspensie, zoals dieook alssteunvloeistofbij het maken vandiepwanden wordt toegepast.In de kamerB,waar de boormeester(10)zich bevindt, heerst de atmosferischedruk.Tijdens de boring kan het noodzakelijkzijn om het boorfront (13) te betreden,bijv. voor hetverwijderenvan eenobsta-kel ofhet uitvoerenvan een reparatie. Indit geval worden de kamers A en B on-der gelijke druk gebracht en kan via een17ITUNNELBOUW IUITVOERINGSTECHNlEKDe perskuip (11,0 x 7,0 m) op de noord~oever werd gemaakt van stalen dam-wand en kreeg op ca 8 m onder maai~veld een onderwaterbetonvloer. Op eenplatformwerden ondereenhoekvan 15?de hydraulischevijzeleenheiden de lan-ceerinstallatie geplaatst. Om de pers~kuip heen werden alle bijbehorende fa-ciliteiten gegroepeerd, zoals een centra~al bedienings- en bewakingssysteem(D), de krachtinstallatie, compressoren,bentonietmenginstallatie, ontzander,decompressiekamer en de opslag van debetonbuizen.basis van de besteksoplossing, al aange-bracht.Uit de resultaten van het grondonder~zoek en later ook uit de praktijk van deboring bleekdat onder het Hartelkanaalde bodem voornamelijk bestaat uit slib-houdend fijn zand met matig tot veeldunne kleilaagjes.Plaatselijk komt ter hoogte van de ont-vangstkuip een 5 m dikke klei/veen laagvoor in het aanlegniveau van de boring.Boorkop met (draaiende) frees endaaronder de transports?hroefhet horizontale ofverticalevlakmet eenminimum straalvan ca 150 maal de dia-meter van de buis mogelijk zijn.Plaatselijke omstandighedenHet Hartelkanaal is tc;:r plaatse van deboring in feite eengedeelte van de oudeBrielse Maas, die gekanaliseerd werd.De bewijzen hiervan werden tijdens deboring in de ondergrond aangetroffen.De dieptevanhetkanaalisvrij gering, ca7 m, terwijl de breedte ruim 500 m be-draagt. De waterstand is onderhevig aaneb en vloed.De boormachine is uitgevoerd met 4stuurcilinders (14) waardoor bochten inDe methode van het boren onder ben-tonietsteundruk wordt onder meer ge-bruikt in de volgende gevallen:- te grote doorlatendheid van de grond;~ instabiliteit van het boorfront, bijv.door te weinig cohesie in de grond;- bij aanwezigheid van veenlagen omzettingen te voorkomen. De lucht-druk in compartiment A wordt ver-vangen door een bijna gelijke bento-nietdruk. Hierbij zorgt een automati-sche regeling van de frequentie van detoevoerpomp van het bentoniet vooreen constante bentonietdruk.luikhet front wordenbetreden.De tweekamers worden met lucht gevoed doortwee onafhankelijke compressoren eneen drukregelsysteem R (11). De ruimteC is de noodsluis. Deze wordt gebruiktom tijdens luchtdrukwerkzaamhedenmensen in de luchtdrukruimte te kun-nen helpen ofevacueren.Tussendrukstations (12) die de te persenlengte in kleine secties verdelen wordentussen twee buizen ingebouwd en be-staan uit twee mantels die over elkaarschuiven waarbij een rubberafdichtingvoor de waterdichtheid zorgt.De binnenmantel is vastverbonden metde daaropvolgende buis.De buitenmantel die over de binnen-rnantel schulft is vast verbonden met devoorafgaande buis.De drukkracht wordt door 20 hydrauli~sche vijzels via de flensconstructie over-gebracht op de aangrenzende buizen.De perskuip was gelegen aan de noord-zijde van het Hartelkanaal, de ont-vangstkuip bevondzichaan dezuidzijdeachter de Brielse Maasdijk op ca 15 mvoor het tijdens de boring in aanbouwzijnde gemaal Winsemius. Tussen depers- en ontvangstkuip ligt een 684 mlang traject, waarin naast de twee verti-cale bochten (R ~ 300 m) bij de kuipen,De graafwerkzaamheden worden uit- ook een horizontale bocht (R ~ 800 m)gevoerd met een draaiende frees (1), die voorkomt.de grond aan het front loswoelt. Defrees De horizontale bochtwerd inhet trajectis op een roterende arm (2) bevestigd die gebracht om de Brielse Maasdijk onder HetHartelkanaalendeBrielseMaasdijkeen maximum diameter kan beschrij- de reeds aangebrachte voorbelastings- zijn gekruist op een niveau van NAPvengelijkaan de buitendiametervanhet terp te kruisen. Immers, de pers- ont- -14,00 m. Er bevonden zich in de on~boormes (7) en een minimum diameter vangstkuip en de terp lagen niet in een dergrond de nodige verrassingen. Zotot in de as van de boring. rechte lijn. De voorbelastingsterp, een ontmoette de boormachine op zijn wegDe frees wordt hydraulisch gevoed en plaatselijke tijdelijke dijkverzwaring regelmatig obstakels als stukken dam-kan een voor- en achterwaartse bewe- om te verwachten grondzettingen ver- wandstaal, staalkabels, autobanden (opging maken in langsrichting. De losge- sneld te laten optreden, was in 1986 op NAP -14,00 m) en zelfs een eikenfreesde grond valt op een transport~ r-------~-~~-------~~-------------,schroef (3) en wordt opgevijzeld naareen breek- c.q. verdeelinrichting enmixer (4, 5). I---~-----~-------~---~~-----lIn geval van luchtdruk aan het front L,wordt het verkregen water/grond-mengsel via een persleiding (8, 9) engrondpomp (6) naar het bezinkbekkengepompt.Wordt gewerkt onder bentoniet, danwordt het grond-bentonietmengselnaar de ontzandingsinstallatie gepompt,waar grond en bentoniet (recyclebaar).gescheiden worden.18 Cement 1988 nr. 6scheepswrak vermoedelijk uit de tijdvan de Watergeuzen.De meeste obstakels konden 'met dehand' worden verwijderd. Het wrakmoest echter cm voor cm met de freesworden verbrijzeld. Ondanks al dezeobstakels werd de overkant binnen degeplande tijd bereikt.De boring eindigde op ca 15 m voor hetgemaal Winsemius met een afwijkingvan minder dan 0,10 m.Na be?indiging van de boring werd omde boormachine heen een damwand-kuip geheid, aansluitend op het gemaal.De machine bevond zich toen met debovenkant op 3m onder het maaiveld.In de kuip werd de boormachine ont-graven en de resterende 15 m landlei-ding aangelegd.Deboring startte eind april 1987 engingin stapjes van 0,20 m door de onderg-rond in een tempo van maximaal20 meter per etmaal.Op 14juni 1987 na ca 470 m boren de-den zich de eerste grote problemenvooraan het front.Er werden houten balken waargeno-men en er was verlies van bentoniet aanhet boorfront, waarschijnlijk veroor-zaakt door doorslag of het vullen vanholle ruimtes.De houten balken, die volgens deskun-digen waarschijnlijk deel uitmaaktenvan een oud scheepswrak, bevondenzich onder de oude vaargeul van deBrielse Maas.Na ruim 2weken borenwas deboorma-chine gevorderd tot 520 m en was hetwrak gepasseerd.Op 7 augustus 1987 kwam de boorkopboven de grond en kon gestart wordenVerbinding van twee buizen ter plaatsevan een tussendrukstationCement 1988 nr. 6De boorkop komt boven de grond in dekuip aan de Brielse Meerzijde19ITUNNELBOUWBovenaanzicht perskuipIUITVOERINGSTECHNIEKmethet makenvan de aansluitingen, hetafwerkenvandevoegen en het testen (10atm.) van de leiding.Op 23 december 1987werd degeboordeleiding opgeleverd.Referenties1. Rijkswaterstaat, dienst Weg- en Wa-terbouwkunde (voorheen Centrumvoor Onderzoek Waterkeringen), Be-tonbuizen,Sterkteberekeningindwars-richting; Rapport S-79.040, november1981; ingA van Apeldoorn202. Tebodin, Raadgevende Ingenieurs bv,Sterkteberekening in dwarsrichting enlangsrichting van een betonnen buismet een plaatstalen kern, Rapport13247-06-6807,oktober19863. Pijpleidingcode 1982 (rev. 1984), uit-gave: Provinciale Waterstaat inZuid-Holland4. Ontwerp Nederlandse Norm NEN7101, Buizen en hulpstukken van gewa-pend beton met plaatstalen kern, NNI,augustus 19865. CUR-rapport 37, Scheurvorming endoorbuiging van gewapend beton6. CUR-rapport 122, Buizen in degrond, december 19857. Tebodin Raadgevende Ingenieurs bv,Bestek 13247~06-6805 mei 1986, Briel~se Meer Leiding, Hoogheemraadschapvan Delfland8. Rohr vortrieb - Band 2Dipl.-Ing.Max Scherle, 1977, BauverlagGmbH, M?nchenCement 1988 nr. 6