GEBOORDE TUNNELS : DE OPLOSSING OM VERKEERSWEGEN

GEBOORDE TUNNELS : DE OPLOSSING OM
VERKEERSWEGEN AAN HET OOG TE ONTTREKKEN
Prof dr ir Philippe VAN BOGAERT
Vakgroep Civiele Techniek EA 15
Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Inleiding : Waarom tunnels ?
De geboorde tunnel als antwoord
Tunnellinings
De grenzen verlegd
Zettingen aan het oppervlak
Tunnel monitoring
Het gelijk van Archimedes
Tunnels en high-speed
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Maandag 14-11 :
Door een buis naar het werk aan 1200 km/h
Hyperloop één van de vele ideeën voor mobiliteit
Nederland is er voor gewonnen
Vacuum Hyperloop
In 35 min van San Francisco naar LA
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Het verhaal van :
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
1. Inleiding : waarom tunnels ?
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
- ononverschrijdbare hindernis
Bv Mont-Blanc
- lengteprofiel weg
bv Oresünd
- geotechnisch gunstige omstandigheden
bv Channel Tunnel
- maatschappelijke vereisten
luchtkwaliteit en visuele hinder
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
De huivering van het publiek voor verkeerswegen :
NIMBY = Not In My Backyard
BANANA = Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anything
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Peerdsbos tunnel
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Belangrijkste tunnels in Europa
Gotthardo
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Channel Tunnel
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
4e Elbtunnel
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Hallandsas tunnel
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
2. Het boren van tunnels als antwoord
- Geen hinder aan het grondoppervlak en omgeving
- Geen lawaai, noch trillingen
- Geen grote stapelplaatsen of materiaaltransport
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Vertrek- en
aankomstschachten
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Boortunnels met gepressuriseerd front : 2 methodes
Mixshield TBM
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
EPB= Earth pressure balanced
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Snijrad
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
3. Tunnellinings
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Mechanisch model : scharnierende segmentringen
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
wapeningen
mallen
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
betonneren
genummerd
stapelen
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Schade aan segmenten
Scheuren en vervolgens lekken
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Schade aan segmenten
Misalignments
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Aankomende breuk
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Zware middelen die het evenwicht rond de tunnel verstoren
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Invloed van vormfouten - toleranties
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Toename buiging 35% !
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
4. De grenzen verlegd
Orlovski tunnel
22 beweegbare bruggen over de Neva
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
L = 1100m
D = 19, 25 m
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Seattle Replacing
Alaska Way viaduct
(Bertha)
D = 17,2 m
L = 3,2 km
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Gibraltar crossing
Floating tunnel ?
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Shallow cover tunnelling
Vertrek- en aankomstschachten : geen ideale plaats op het tracé
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Launching at ground level :
- Vervormingen grond door boren met geringe gronddekking
- Opdrijven tunnel door geringe dekking
- Structurele moeilijkheden met de tunnelsegmenten bij zijdelingse
belasting door grond en water met geringe vertical druk
Launching at ground level is gerealiseerd in Tokyo (2010) voor
wegtunnel van Shinagawa Line
Gerealiseerd met EPB-machine D = 13,40 m met een minimale
gronddekking van 400 mm
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Boorfrontdruk : top van de doorsnede
De intredende grond kan direct worden gemonitord (zichtbaar)
Het doseren van additieven kan gemakkelijk gewijzigd worden zodat
plastische vloeibaarheid voldoende is
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
TBM verdwijnt als een mol in
de grond
Komt even gemakkelijk weer
naar boven
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
In
verschillende
modes
werken
Tijdelijke
aanvulling
vooral om
opdrijven te
vermijden
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Drukken normal (links) bij shallow or no cover (rechts)
Nood om
horizontale
stempelingen te
gebruiken
(voorlopig en
definitief)
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
5. Zettingen aan de oppervlakte
0.0000
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
-5.0000
-10.0000
-15.0000
-20.0000
-25.0000
-30.0000
Trogvorm
Grootste zetting hangt af van diepte tunnel, grondsoort, +doorm
Vooral breedte en helling van de zettingstrog zijn belangrijk
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Verwachte zettingstroggen
0
-40
-20
0
20
40
60
-2
-4
-6
-8
-10
tunnel B
-12
tunnel
A+B
-14
-16
-18
Metingen geven resultaten die nauw aansluiten bij kromme
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Terreinmetingen zettingen
Bereiken (nog steeds) vrij hoge nauwkeurigheid (0,1mm)
Kunnen ingeschakeld in een automatisch netwerk
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Brandproef
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Brandproef
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Brandproef
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
6. Monitoring
Doel van monitoring :
- Identificatie van mogelijk aankomende holtes, heterogeniteit
en beslissen over maatregelen
- Betere sturing van de boorparameters
- Informatie collecteren over geometrische afwijkingen en
toleranties (bijsturen van latere installaties)
- Zettingen en schade aan naburige eigendommen
- A posteriori demonstreren van de kwaliteit van de
tunnel/installaties
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Laser scanning
Laat toe de ovalisaties van de tunnel te meten
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Verkregen beeld
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Rekmetingen
Bereikbaarheid van meetpunten en bekabeling
Wireless data collectie is absoluut aan te bevelen
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Meetpunten en resultaten
= strain gauge
Aanbrengen op wapeningen in fabriek
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Grootste spanningen direct na ringopbouw tot 40 MPa !
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Na 12 h stabilisatie tot lager niveau
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Passage 2e tunnelboring
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
7. Archimedes in het ongelijk ?
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Liefkenshoek geboorde spoortunnel
as spoor
boomse klei
10
Waaslandkanaal
Schelde 800m
375m
niveau's TAW
Kanaaldok 400m
T
S
5
AS
0
-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
-5
10
-13.507
15
-13.895
12 %
20
11
%
12 %
-22.38
25
-26.511
30
bestaand
nieuwe boortunnel : 6,3 km
35
40
45
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Doorgang onder Schelde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Frontdrukken en blow-out
 = 359-322 = 3.7 m water !
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Effect van getijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Tunnel half in klei
Volgens Archimedes kan getijde geen onevenwicht
brengen in opwaartse waterduk !
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Rekmetingen geven géén buiging in tunnelwand
Normaalkracht
40
39
42
41 3500
1
2
3
4
5
3000
38
6
2500
37
7
2000
36
8
1500
35
9
1000
34
10
500
33
0
32
31
11
laagwater - uniform belast
12
hoogwater - uniform belast
13
30
Buigend moment
14
29
15
28
16
27
17
26
18
25
24 23
22
21 20
19
42
41200
40 150
39
100
38
50
0
37
-50
36
-100
-150
35
-200
-250
34
-300
-350
33
-400
32
31
30
29
28
27
26
25
24 23
1
2 3
4
5
6
7
8
22
21 20
19
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
laagwater - uniform belast
hoogwater uniform belast
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Verklaring
Ogenblikkelijke samendrukking van Boomse klei
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Variante onder kanaaldok
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
8. Tunnels en high-speed
160
tunnel s ec tion (m ²)
140
120
100
80
S NC F S ingle trac k TG V
60
S NC F Double Trac k TG V
40
S NC B
20
spe e d (km /h)
0
200
250
300
350
400
Tunnel sections :
Tunneldoorsneden worden bijzonder groot, indien men
comfortwaarden wil realiseren en zijdelingse versnelling
ter hoogte van spoortstaaf wil begrenzen
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Ontstaan van overdruk- en onderdrukgolven
Tunnel
exit
Time
Tunnel
entrance
Neus trein geperst in tunnelbuis : overdrukgolf, die
terugkeert aan tunneleinde
Staart van trein : gelijkaardige onderdrukgolf
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Ontstaan van overdruk- en onderdrukgolven
- Eerste overdrukgolf reist doorheen de tunnel en bereikt het eindpunt
: explosie
- Hetzelfde gebeurt met de onderdrukgolf, die implodeert
- Reflectie van de over- of onderdruk gaat gepaard met een impuls of
microgolf die geluid produceert : sonic boom
- Geluid benadert dit van een supersonisch vliegtuig
- Voorbeeld :
- Trein door tunnel aan 250km/h over 3 km
- 50 kPa druk
- 128 dBA geluidsdruk
Daarenboven zijn passagiers onderworpen aan grotere luchtdruk
- Menselijk oor kan zich aanpassen aan ongelijke druk aan beide
zijden van trommelvlies
- Daarvoor is tijd nodig : de drukvariatie veroorzaakt het gebrek aan
comfort
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
(d p/dt)max
p
c
f
b
 pc
a
Maximum druk en
drukgradiënt zijn de
grootheden die het
comfort en de
gezondheid bepalen
e
 tc
Patm
t
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Resultaten voor sommige tunnels
Villejust
Vouvray
Tunnel Area blocking ratio train speed
46 m²
0.2
220 km/h
71 m²
0.125
273 km/h
max amplitude  p c
Villejust
Vouvray
measured
1263 Pa
1273 Pa
max gradient (d  p/dt)max
calculated
1243 Pa
1248 Pa
measured
8300 Pa/s
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
calculated
8023 Pa/s
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Propagatie van de drukgolf
Sonic Boom
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Minimum tunnel doorsnede
Reduceren van de druktoename of begrenzen van de drukgradiënt
is mogelijk door :
-Grotere tunneldoorsnede (duur)
-Begrenzen van de treinsnelheid
-Luchtdichte treinstellen (CO2)
De volgende criteria aannemen :
-Maximum druktoename < 10 kPa (gezondheid)
-Maximum gradient < 2 kPa/ 4s
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Toepassen van beide criteria levert :
120
tunnel area (m²)
100
80
60
40
v = 250 km/h
20
v = 300 km/h
v = 350 km/h
Tunnel length (m)
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
4000
4500
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Berekeningen tonen aan :
- Tot treinsnelheid van 250 km/h heeft het aerodynamisch effect
haast geen gevolg
- Boven 350 km/h is de vereiste doorsnede niet realistisch
- Langer tunnels zijn minder kritisch, de meest kritische lengte is
1200-1500 m
- Voor tunnels hoge snelheid moeten andere tegenmaatregelen
worden voorzien
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Tunnel extensions :
Tunnel extensies laten toe
dat de drukgolf slechts
geleidelijk opbouwt
Passengiers kunnen aan
hogere druk worden
blootgesteld, indien ze de
nodige tijd krijgen om zich
aan te passen
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Perthus tunnel
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Zonder extensies Perthus Tunnel
Tunnel length
Area cross-section
Clearance TGV1
Clearance TGV2
Train speed
Sound speed
8300 m
49 m2
8.8 m2
11.9 m2
97 m/s (350km/h)
340 m/s
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
TGV
single stack
double stack
pc
2947 Pa
4206 Pa
(dp/dt)max
29326 Pa/s
42728 Pa/s
Met extensies :
pc = 2136 Pa
(dp/dt)max = 14293 Pa/s
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde
Geboorde tunnels : het onttrekken aan het oog van verkeerswegen
Ph. Van Bogaert – Ghent University
Wetenschappelijke navorming UGent
21 nov 2016 Koksijde