Overzicht berekeningsmethoden boorfrontstabiliteit vloeistofschild

Tijdens het graven van een tunnel is een tijdelijke ondersteuning van het boorfront noodzakelijk om instabiliteiten te voorkomen. Bij het tunnelboren met een hydro-schild wordt het boorfront ondersteund met een speciale suspensie (bentoniet) die onder druk staat. De vraag is nu welke druk de bentoniet slurrie moet hebben. Als de druk te groot is zal de grond naar buiten toe weggedrukt kunnen worden (uitblaas = passief bezwijken). En als de druk te klein is zal de grond naar binnen kunnen komen (instorting = actief bezwijken). In dit rapport is gekeken naar de verschillende methoden die er zijn om de maximaal toelaatbare en minimaal benodigde regeldruk te berekenen.

Wat betreft de minimale steundruk bij een “instorting” kan geconcludeerd worden dat de cilinder methoden, de Eindige elementen methoden (EEM) en de centrifugeproeven goed de minimale steundruk berekenen. De vuistregels geven hiervoor een redelijke en een veiligere schatting. Wat betreft het globaal bezwijken bij een “uitblaas” kan geconcludeerd worden dat dit in de regel niet zal optreden, omdat de hiervoor benodigde steundruk wel erg hoog is. Het is beter om op lokaal bezwijken te richten. Wat betreft het lokale bezwijken bij een “uitblaas” kan geconcludeerd worden dat alleen de vuistregels hiervoor een redelijke en veilige schatting geven.
Omdat tijdens het boren de waterdruk voor het boorfront toeneemt geldt over het algemeen dat boren maatgevend is voor een instort en dat stilstand maatgevend is voor een uitblaas. Aangezien de halfvolle ondersteuning ten behoeve van onderhoud en inspectie vaak maatgevend is, is het verstandig om bij het ontwerp van een tunnel in eerste instantie uit te gaan van een dekking die ruim groter is dan de tunneldiameter. Daarna kan de minimaal benodigde regeldruk en de maximaal toelaatbare regeldruk berekend worden aan de hand van: hoofdstuk 8 Ontwerp richtlijnen.