6 Afvoer van water uit een tunnel door drainage
advertisement
1. ------IND- 2014 0640 SK- NL- ------ 20150112 --- --- PROJET Ministerie van Vervoer, Bouw en Regionale ontwikkeling van de Slowaakse Republiek Afdeling Wegen en Wegvervoer TP x/2014 TECHNISCHE SPECIFICATIES BESCHERMING VAN TUNNELS TEGEN WATER EN AFVOER VAN WATER UIT TUNNELS Inwerkingtreding vanaf: xx.xx.xxxx 1 Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP TP x/2014 INHOUD 1 2 3 4 5 6 7 8 Inleiding ........................................................................................................................................... 1 1.1 Onderwerp van de technische specificaties ............................................................................ 1 1.2 Doel van de technische specificaties ...................................................................................... 1 1.3 Gebruik van de technische specificaties ................................................................................. 1 1.4 Opstelling van de technische specificaties .............................................................................. 1 1.5 Verspreiding van de technische specificaties .......................................................................... 1 1.6 Inwerkingtreding van de technische specificaties ................................................................... 1 1.7 Vervangen voorschriften.......................................................................................................... 1 1.8 Aanverwante en aangehaalde wettelijke voorschriften ........................................................... 1 1.9 Aanverwante en geciteerde normen ....................................................................................... 2 1.10 Gerelateerde en geciteerde technische voorschriften en voorwaarden .................................. 2 1.11 Gerelateerde buitenlandse bepalingen ................................................................................... 2 1.12 Wederzijdse erkenning ............................................................................................................ 3 1.13 Gebruikte afkortingen .............................................................................................................. 3 Termen en definities ........................................................................................................................ 3 Algemeen......................................................................................................................................... 4 Waterbestendigheid ......................................................................................................................... 4 4.1 Waterbestendigheidssystemen ............................................................................................... 4 4.2 Materialen en methode van aanbrengen ................................................................................. 6 Afvoer van water uit tunnels tijdens bouw ....................................................................................... 7 5.1 Opvang van water in het booggebied ...................................................................................... 7 5.2 Opvang van water in het basisgebied ..................................................................................... 8 Afvoer van water uit een tunnel door drainage ................................................................................ 8 6.1 Ontwerp van drainagesysteem ................................................................................................ 8 6.2 Sedimenten (sinters) ............................................................................................................. 12 6.3 Tenuitvoerlegging van waterafvoer door drainage ................................................................ 14 Afvoer van water van een tunnelweg ............................................................................................ 14 Inspecties, controles, onderhoud en herstellingen ........................................................................ 15 2 TP x/2014 1 1.1 Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP Inleiding Onderwerp van de technische specificaties Deze technische specificaties hebben betrekking op het ontwerp van systemen voor de bescherming van tunnels tegen grondwater en de afvoer van water uit tunnels. Ze leggen gedetailleerde specificaties vast voor het ontwerp, de bouw en de werking van waterbeschermingssystemen en waterafvoerapparatuur in wegtunnels met als doel de kosten voor onderhoud van waterafvoersystemen te drukken. 1.2 Doel van de technische specificaties Deze technische specificaties zijn van toepassing op het ontwerp, de bouw en de werking van alle tunnels op autosnelwegen, snelwegen met gelijkvloerse kruisingen en hoofdwegen. 1.3 Gebruik van de technische specificaties De technische specificaties zijn bedoeld voor investeerders, administratieve autoriteiten, ontwerpers, contractanten en andere entiteiten die betrokken zijn bij de bouw van wegtunnels. Ze zijn bindend met betrekking tot het gebruik van de termen die vermeld staan in documentatie over wegenbouw. 1.4 Opstelling van de technische specificaties Deze technische specificaties zijn opgesteld op basis van een opdracht van Slovenská správa ciest (SSC — Slowaakse Wegenadministratie), door Terraprojekt a.s., Podunajská 24, 821 06 Bratislava. Verantwoordelijke ingenieurs: – Ing. Miloslav Frankovský, tel.: +421 2 45523 771-4, e-mail: [email protected] – Ing. Mária Šamová, PhD, tel.: +421 2 45523 771-4, e-mail: [email protected] – Ing. Roman Šály, tel.: +421 2 45523 771-4, e-mail: [email protected] – Ing. Jarmila Gogová, tel.: +421 2 45523 771-4, e-mail: [email protected] 1.5 Verspreiding van de technische specificaties Na goedkeuring ervan zal een elektronische versie van de technische specificaties worden gepubliceerd op de website van de SSC: www.ssc.sk (technische bepalingen) en op de website van het Ministerie van Vervoer, Bouw en Regionale Ontwikkeling van de Slowaakse Republiek: www.mindop.sk (vervoer, wegvervoer, wegeninfrastructuur, technische voorschriften). 1.6 Inwerkingtreding van de technische specificaties Deze technische specificaties treden in werking met ingang van de op de titelpagina vermelde datum. 1.7 Vervangen voorschriften Deze technische specificaties vervangen geen andere voorschriften. 1.8 [Z1] [Z1] [Z3] [Z4] [Z5] Aanverwante en aangehaalde wettelijke voorschriften Wet nr. 135/1961 betreffende wegen (de wegenwet), zoals gewijzigd; Wet nr. 50/1976 betreffende planning van landgebruik en bouwvoorschriften (de Bouwwet), zoals gewijzigd; Wet nr. 364/2004 inzake water en betreffende wijzigingen aan wet nr. 372/1990 van de Nationale Raad van de Slowaakse Republiek inzake overtredingen, zoals gewijzigd (de Waterwet); Besluit nr. 100/2005 van het Ministerie van Milieu van de Slowaakse Republiek houdende vaststelling van details over de hantering van gevaarlijke stoffen, van noodplannen en van procedures voor het omgaan met uitzonderlijke degradatie van water; Besluit nr. 211/2005 van het Ministerie van Milieu van de Slowaakse Republiek houdende opstelling van een lijst van belangrijkste waterlopen en waterlopen die waterwerken bevoorraden; Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP TP x/2014 [Z6] [Z7] 1.9 Verordening nr. 269/2010 van de regering van de Slowaakse Republiek houdende vaststelling van vereisten voor het behalen van een goede waterkwaliteit, zoals gewijzigd; Wet nr. 133/2013 betreffende bouwproducten en betreffende wijzigingen van bepaalde wetten. Aanverwante en geciteerde normen STN 73 6100 STN 73 6101 STN 73 6124-2 STN 73 6615 STN 73 6713 STN 73 7507 STN 75 6101 STN 75 7241 STN EN 1433 (73 6135) STN EN 124/O1 (13 6301) STN EN 13256 (80 6112) STN EN 14487-1 (73 2431) STN EN 15743 (72 2130) STN EN 14487-2 (73 2431) STN EN ISO 14688-1 (72 1003) STN EN ISO 14689-1 (72 1001) Terminologie van wegen Ontwerp van wegen en autosnelwegen Wegenbouw. Deel 2: Doorlaatbaar beton Opvang van grondwater Regenwaterafvoerleidingen Ontwerp van wegtunnels Rioleringssystemen en voedingsbuizen Waterkwaliteit. Afvalwater en speciale waterinspectie Afwateringsgoten voor verkeersgebieden. Classificatie, ontwerp- en beproevingseisen, merken en conformiteitsbeoordeling Roosters voor regenwaterafvoerleidingen en deksels voor mangaten in wegen. Ontwerpvereisten, typetests, markering, kwaliteitscontrole Geotextielen en aan geotextiel verwante producten. Vereiste eigenschappen voor toepassing in de tunnelbouw en in ondergrondse werken Spuitbeton. Deel 1: Definities, eisen en conformiteit Gesulfateerd cement. conformiteitsbeoordeling Spuitbeton. Deel 2: Uitvoering Samenstelling, specificaties en Geotechnisch onderzoek en beproeving. Identificatie en classificatie van grond. Deel 1: Identificatie en beschrijving (ISO 14688-1:2002) Geotechnisch onderzoek en beproeving. Identificatie en classificatie van gesteente - Deel 1: Identificatie en beschrijving (ISO 14689-1:2003) Opmerking: gerelateerde en geciteerde normen, met inbegrip van huidige wijzigingen, addenda en nationale bijlagen 1.10 Gerelateerde en geciteerde technische voorschriften en voorwaarden [T1] TP 9C1/2005 [T2] TP 03/2006 [T3] TP 05/2006 [T4] TP 04/2014 [T5] TP 11/2011 [T6] VL 5 [T7] TKP deel 15 [T8] TKP deel 26 Inspectie, onderhoud en herstelling van wegen. Tunnels - structuurbouw, Ministerie van Vervoer, Post en Telecommunicatie van de Slowaakse Republiek: 2005 Documentatie over wegenbouw, Ministerie van Vervoer, Post en Telecommunicatie van de Slowaakse Republiek: 2006 Tunnelterminologie, bijlagen 01 tot en met 13, bijlage 14, Ministerie van Vervoer, Post en Telecommunicatie van de Slowaakse Republiek: 2006 Inspectie, onderhoud en herstelling van wegen. Tunnels - Technologische uitrusting, Ministerie van Vervoer, Bouw en Regionale ontwikkeling van de Slowaakse Republiek: 2014 Brandveiligheid in wegtunnels, Ministerie van Vervoer, Bouw en Regionale ontwikkeling van de Slowaakse Republiek: 2011 Tunnels, Ministerie van Vervoer, Bouw en Regionale ontwikkeling van de Slowaakse republiek: 2011 Algemene betonnen constructies, Ministerie van Vervoer, Bouw en Regionale ontwikkeling van de Slowaakse republiek: 2013 Tunnels, Ministerie van Vervoer, Bouw en Regionale ontwikkeling van de Slowaakse republiek: 2014 1.11 Gerelateerde buitenlandse bepalingen [T9] Richtlinie Tunnelentwässerung, Ausgabe: April 2010, Österreichische Vereinigung für Betonund Bautechnik, (Richtsnoeren voor de afvoer van water uit tunnels, uitgave: april 2010, Oostenrijkse Maatschappij voor Bouwtechnologie) 2 [T10] [T11] ZTV-ING – Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten, Teil 5 Tunnelbau, Abschnitt 5 – Abdichtung, Ausgabe: Juli 2007, Ausgestellt: Bundesanstalt für Straßenwesen, (Bijkomende technische specificaties en richtsnoeren voor civiele bouwkunde, Deel 5, Tunnelbouw, Sectie 5 – Isolatie, uitgave: juli 2007, Federaal instituut voor onderzoek van snelwegen) Richtlinie für Bergwasserdränagesysteme von Straßentunneln, Ausgabe: Dezember 2007, Ausgestellt: Bundesanstalt für Straßenwesen Abteilung Brücken- und Ingenieurbau, (Richtsnoeren voor de afvoer van grondwater in wegtunnels, uitgave: december 2007, Federaal instituut voor onderzoek van snelwegen, departement Bruggen en Structurele Technologie) 1.12 Wederzijdse erkenning Terwijl deze specificaties een vereiste vastleggen voor conformiteit met enig ander onderdeel van een Slowaakse norm („Slowaakse technische norm”) of andere technische specificatie, kan aan een dergelijke vereiste worden voldaan door conformiteit te verzekeren met: (a) een norm of gedragscode uitgegeven door het nationale normalisatie-instituut of een gelijkwaardige instantie van een EER-lidstaat; (b) een internationale norm die wordt erkend om te worden gebruikt als norm of gedragscode door een EER-lidstaat; (c) een technische specificatie die wordt erkend als een norm door een openbare instantie van een EER-lidstaat; of (d) een Europese technische beoordeling die is uitgegeven overeenkomstig de procedure die is gedefinieerd in Verordening (EU) nr. 305/2011. De hierboven beschreven punten zijn evenwel alleen van toepassing als de norm in kwestie een gelijkwaardig niveau van technische en veiligheidsparameters biedt als beschreven in de norm of technische specificatie. „EER-lidstaat” betekent een lidstaat die partij is bij de Overeenkomst betreffende de Europese Economische Ruimte die werd ondertekend in Oporto op 2 mei 1992, zoals gewijzigd. „Slowaakse norm” („Slowaakse technische norm”) betekent elke norm die is uitgegeven door het Slowaakse Instituut voor Normen, Metrologie en Tests, met inbegrip van omgezette Europese of andere internationale normen. 1.13 Gebruikte afkortingen TP TKP ZTKP DP PD 2 technische specificaties technische en kwalitatieve specificaties bijzondere technische en kwalitatieve specificaties aanbestedingsdocumenten projectdocumenten Termen en definities Afvoer van water uit tunnels tijdens bouw Waterafvoerelementen die worden gebruikt voor de tijdelijke afvoer van water tijdens de bouw. Oppervlaktewaterafvoerelementen Oppervlakte-elementen die penetratie en opvang van grondwater uit tunnelbogen, steunen en bases naar afvoerleidingen mogelijk maken. Zijafvoerleidingen Drainage- en verzamelleidingen voor de afvoer van grondwater uit bogen, steunen en bases langsheen de steunen. Afvoer van water uit een tunnel door drainage Een geheel van leidingen en waterafvoerelementen en apparatuur voor de permanente afvoer van grondwater uit een tunnel. 3 Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP TP x/2014 Afvoer van water van een wegverharding Afvoer van grondwater van een wegverharding via drainageleidingen. Collector voor drainagewater Leidingen voor de afvoer van grondwater van zijafvoerleidingen en afvoer van water van de wegverharding. Polyvalente collector Combinatie van de hoofdcollector in een tunnel en afvoer van water van de wegverharding. Afvoer van water van een weg Afvoer van water en vloeistof van de weg van een wegtunnel en van water van het reinigen van de tunnel, water van het blussen van een brand en gevaarlijke vloeistoffen van de weg. 3 Algemeen De dragende structuren van een wegtunnel moeten volledig waterbestendig zijn. Bij het ontwerp van een systeem voor bescherming van wegtunnels tegen grondwater zijn de belangrijkste inputparameters het grondwaterniveau, de instroomhoeveelheid en de eigenschappen van het water in het gesteente waarin de tunnel zich bevindt. Ook centraal zijn externe overwegingen zoals de nodige mate van bescherming en eventuele vereisten om het grondwaterniveau niet te verlagen (tijdelijk of permanent). Bij het ontwerp van een systeem voor afvoer van water uit tunnels moet rekening worden gehouden met de waterbestendigheid, de afvoer van water uit de tunnel door drainage en de afvoer van water van wegen. 4 Waterbestendigheid De bescherming van een tunnel tegen grondwater wordt ontworpen in verhouding tot de hydrogeologische omstandigheden, de agressiviteit van het grondwater, de bouwprocedure en het type tunnelstructuur. De bescherming is verzekerd wanneer de volgende maatregelen worden opgevolgd: impermeabiliteit van de definitieve bekleding waterbestendigheidssysteem 4.1 Waterbestendigheidssystemen Bescherming die gebruikmaakt van een waterbestendigheidssysteem vereist dat de structuur van de tunnel volledig ondoordringbaar wordt gemaakt; tijdens deze procedure mag er geen water op de bekleding lekken. In de betekenis van STN 73 7507 zijn de volgende typen behuizingsisolatie ontworpen: open gesloten cassette De maatregelen die zorgen voor de ondoordringbaarheid van openbouwput- en geboorde tunnels die voor dit doel zijn vereist krachtens [T10] zijn weergegeven in tabellen 1 en 2. Open en gesloten afdichtingssystemen zijn dezelfde als deze waarnaar in STN 73 7507 wordt verwezen. Tabel 1 Afdichtingssysteem voor openbouwputtunnels Afdichtingssy steem Open Hydrostatisch e druk op tunnelboog [m waterkolom] Geen Bijkomende vereiste maatregelen Chemische agressiviteit van omgeving Plafon d/boog Geen folie 4 Muur Basislaag folie - Werk- en expansieopening - Gesloten Tot ong. 30 agressiviteit, zwakke chemische agressiviteit Matige en sterke chemische agressiviteit Geen agressiviteit, zwakke chemische agressiviteit Matige en sterke chemische agressiviteit van van 3 mm 3 mm Waterondoorlatend beton van dragende structuur Aangebrachte afdichtingsstrook folie van 3 mm - Waterondoorlatend beton van dragende structuur Aangebrachte afdichtingsstrook Aangebrachte afdichtingsstrook Waterondoorlatend beton van dragende structuur + folie van 3 mm Tabel 2 Afdichtingssysteem voor geboorde tunnels Afdichtingssystee m Hydrostatisch e druk op tunnelboog [m waterkolom] Open Geen Gesloten Tot ong. 30 2) Chemische agressivitei t van omgeving Bijkomende vereiste maatregelen Boog Geen agressivitei t, zwakke chemische agressivitei t folie van 2 mm Waterondoorlaten d beton van dragende structuur Matige en sterke chemische agressivitei t folie van 2 mm Geen agressivitei t, zwakke chemische agressivitei t folie van 3 mm 2) - folie van 3 mm Aangebrachte afdichtingsstro ok - - Externe Geïntegreerd afdichtingsstro injectiesystee ok m 1) - Externe Geïntegreerd afdichtingsstro injectiesystee ok m 1) van waterkolom van 10 m; voor eenlagige afdichting tussen folie en interne behuizing als de waterdruk > 30 m waterkolom is, moeten speciale maatregelen worden genomen 5 Andere - Waterondoorlaten Aangebrachte d beton van afdichtingsstroo dragende k structuur Matige en sterke chemische agressivitei t 1) Basislaa Werk- en g expansieopening Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP TP x/2014 4.2 Materialen en methode van aanbrengen [T6] is van toepassing op de kwalitatieve en kwantitatieve vereisten voor materialen van waterbestendigheidssystemen en de methoden van aanbrengen en testen ervan. Eventuele wijzigingen aan materialen of aan bouwproducten of hun eigenschappen waarnaar in de aanbestedingsdocumenten, technische en kwalitatieve specificaties of speciale technische en kwalitatieve specificaties wordt verwezen, moeten vooraf worden goedgekeurd door de bouwtoezichter en de klant. Figuur 1: Diagram en details van waterbestendigheid voor een profiel met een lagere boog Primárne ostenie / striekaný betón Hydroizolácia Sekundárne ostenie DETAIL ‘A’ DETAIL ‘B’ Sekundárne ostenie Hydroizolačná fólia Ochranná vrstva zo strany horniny (Geotextília) Primaire bekleding / spuitbeton Waterbestendigheid Secundaire bekleding DETAIL ‘A’ DETAIL ‘B’ Secundaire bekleding Waterbestendigheidsfolie Beschermende laag op rotszijde (Geotextiel) 6 Drenážne prvky (v prípade potreby) Podkladná vrstva pre izoláciu Primáme osteníe / striekaný betón Sekundárne ostenie Ochranná vrstva zo vzdušnej strany (Geotextília) Drainage-elementen (waar nodig) Basislaag voor isolatie Primaire bekleding / spuitbeton Secundaire bekleding Beschermende laag op luchtzijde (Geotextiel) Waterbestendigheidsfolie Beschermende laag op rotszijde (Geotextiel) Drainage-elementen (waar nodig) Basislaag voor isolatie Primaire bekleding / spuitbeton 5 Hydroizolačná fólia Ochranná vrstva zo strany horniny (Geotextília) Drenážne prvky (v prípade potreby) Podkladná vrstva pre izoláciu Primárne ostenie / striekaný betón Afvoer van water uit tunnels tijdens bouw Naast de verbetering van de werkomstandigheden verlaagt de correcte afvoer van water tijdens de bouw de alkaliniteit van water en vermindert ze de hoeveelheden modder en afvalwater die worden gegenereerd. Oppervlaktewater moet worden gedraineerd naar een sloot. Kleine slibtanks met reinigingsapparatuur die zich naast het werkgebied bevinden, maken het reinigen van water in afvalwaterbehandelingsinstallaties aanzienlijk gemakkelijker. Hoewel sloten die zijn afgesloten met spuitbeton de geologische omgeving beschermen, verhogen ze ook de alkaliniteit van tunnelwater. Norm STN 74 7241 specificeert de vereiste kwaliteit van water dat in de recipiënt wordt geloosd. De kwaliteit wordt gecontroleerd tijdens de bouw en na de voltooiing ervan. De technologische behandeling van water vóór het lozen wordt geïntegreerd in de afzonderlijke stadia van voorbereiding van projectdocumenten, overeenkomstig de waarden die worden gemeten tijdens een engineering-geologisch onderzoek en tijdens de bouw. De waterbehandeling omvat bijvoorbeeld aanpassing van de pH-waarde van het water dat uit de tunnel stroomt, en neutraliserings- en bezinktanks. In een bezinktank die is opgesteld voor het zuiveren van water dat uit een tunnel stroomt, wordt een systeem van onderwatermuren gecreëerd om de tank in drie secties te verdelen. De opgevangen sedimenten die in het water zweven en langzaam door het systeem van muren stromen, zullen zich nestelen op de bodem van de tank. De tank, en in het bijzonder de eerste kamer, moet regelmatig worden schoongemaakt afhankelijk van de hoeveelheid sediment. Als water van een tunnel met olieproducten is vervuild, wordt een olieproductseparator beschikbaar gesteld op de drainageleiding bij het portiek. In het geval van watergevoelig gesteente is het nodig tijdens het boren op voorhand rekening te houden met de afvoer van afvalwater (waar nodig van beide zijden) zodanig dat het water wordt afgevoerd via de kortst mogelijke route, volgens plaatselijke drainageregelingen. Ook de afvoer van geologisch en technologisch water is nodig om de basisopening van de structuur te beschermen alvorens te bevochtigen. 5.1 Opvang van water in het booggebied Er moet tijdens de uitgravingswerkzaamheden bijzondere aandacht worden besteed aan de opvang en afvoer van water dat door de primaire bekleding in spuitbeton sijpelt. Om het contactgebied van water en spuitbeton zo klein mogelijk te maken, moet het water rechtstreeks op het oppervlak tussen uitgraving en spuitbeton worden opgevangen. Het water wordt door de laag spuitbeton geleid via slangen, buizen of leidingen. Als dit niet mogelijk is door horizontaal water of een ongunstig gesteente, wordt het water via boorgaten afgevoerd vanuit bijkomende gaten die na het aanbrengen van de bekledingslaag in spuitbeton worden gemaakt. Ander water dat tevoorschijn komt tijdens uitgravingswerkzaamheden, wordt op dezelfde wijze afgevoerd. 7 Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP TP x/2014 Buisdrainages genieten de voorkeur om water op te vangen omdat de natte gebieden hierbij kleiner zijn. Na voltooiing van de uitgravingswerkzaamheden en voordat de waterbestendigheidslagen op de tunnel worden aangebracht, wordt de drainageapparatuur gecontroleerd en waar nodig aangevuld. Alleen horizontaal water mag worden afgevoerd met behulp van noppenfolie of gelaagd, niet geweven textiel. 5.2 Opvang van water in het basisgebied Tijdens de uitgravingswerkzaamheden met de gelijktijdige installatie van permanente waterafvoer bij de basis zijn beschermingsmaatregelen tegen verontreiniging vereist, zoals randen, afdekking met folie of een beschermende betonlaag. Opvang van water – bodemboog Onder de bodemboog van een tunnel wordt water opgevangen met drainagematerialen (bijv. 16/32 mm grind of drainagebeton) en via tijdelijke drainage afgevoerd naar het diepste gedeelte van de bodemboog. Membraanstroken mogen worden voorzien in de dwarsrichting om een opbouw van waterdruk te voorkomen. In sommige gevallen kan tijdelijke drainage worden gebruikt als permanente basisdrainage. 5.2.1 Alvorens de spuitbeton of monolitische basis van een boog aan te brengen, moeten de drainagematerialen worden bedekt met een folie zodat er geen voegmortel in kan lekken. Opvang van water – vlakke basis In tunnelsecties met een vlakke basis is het ook nodig horizontaal water onder de basislaag van de weg te verwijderen met behulp van drainagemateriaal (bijv. grind van 16/32 mm of drainagebeton). Voor grotere hoeveelheden water worden plaatselijk drainageleidingen aangebracht en aangesloten op de basisdrainage, of drainage in de basislaag. De drainagematerialen en drainageleidingen worden bedekt met noppenfolie of textiel voordat het basisbeton of de vorstvrije onderlaag wordt aangebracht. 5.2.2 5.2.3 Afvoer van geologisch water als de onderlaag is gewijzigd Als het nodig is de onderlaag te wijzigen, bijvoorbeeld in een sectie van een openbouwputtunnel, moet de waterafvoer afzonderlijk worden ontworpen. 6 Afvoer van water uit een tunnel door drainage De bouw en inbedrijfstelling van wegtunnels die gebruikmaken van continue drainage van tunnels is economisch en functioneel betrouwbaar. Als een tunnel evenwel wordt geboord in gesteente met onmiddellijk oplosbare mineralen, of als de samenstelling van de spuitbeton voor de primaire bekleding niet correct is gespecificeerd, zal lekkage van grondwater ervoor zorgen dat de oplosbare componenten uitlogen en dat het drainagesysteem van de tunnel snel verstopt raakt; de afvoer van dergelijke verontreinigende stoffen vormt een aanzienlijk deel van de onderhoudskosten. 6.1 Ontwerp van drainagesysteem 6.1.1 Onderzoek voor het ontwerp van een drainagesysteem Reeds bij het engineering-geologisch onderzoek moet de mogelijke bedreiging van aanslagvorming die het drainagesysteem vormt worden beoordeeld door de uitvoering van chemische analyses van grondwater, die de volgende gegevens moeten verstrekken: gehalte kalk verdund met zoutzuur volgens STN EN ISO 14688-1 en STN EN ISO 146891, chemische agressiviteit in beton, calciumverzadiging, totale hardheid en tijdelijke hardheid. 6.1.2 Afvoer van water door drainage Het basisdrainagesysteem omvat een systeem van drainageleidingen dat grondwater uit de tunnel afvoert. 8 Een drainagesysteem wordt ontworpen volgens de hoeveelheid water dat van het gesteente komt als: een systeem van zijafvoerleidingen zonder hoofdcollector een systeem van zijafvoerleidingen met leidingen die door een inspectiekoker gaan naar een excentrisch geplaatste hoofdcollector (in het midden van de snelle rijstrook) Elementen van een drainagesysteem zijn geïllustreerd in figuur 3; figuur 2 geeft een diagram van een drainagesysteem met een hoofdcollector. Water moet van de wegverharding worden afgevoerd door afzonderlijke drainageleidingen die worden geledigd in zijafvoerkokers of een geperforeerde hoofdcollector waardoor de afvoer van water van de wegverharding mogelijk is. Bovenaanz icht Hoofdcollector Inspectiekoker Hoofdcollector ≥ DN 300 Dwarsverbinding ≥ DN 200 Inspectiekoker van zijafvoerleidingen Zijafvoerleiding ≥ DN 200 Figuur 2: Diagram van tunneldrainagesysteem 9 Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP TP x/2014 Figuur 3: Elementen van een drainagesysteem in een tunnel – dwarsdoorsnede en details DETAIL ‘A’ DETAIL ‘B’ Folie, d = 2 mm Geotextiel Grindlaag of doorlaatbaar drainagebeton Mortellaag / ongewapend beton Primaire bekleding (spuitbeton) Drainageleiding, gladde binnenkant, Ø DN 200 Basisbeton Doorlaatbaar drainagebeton Mortellaag / ongewapend beton DETAIL ‘A’ DETAIL ‘B’ Fólia d = 2 mm Geotextília štrkový obsyp alebo drenážny medzerovitý betón Maltové lôžko / prostý betón Primárne o ste nie (Striekaný betón) Drenážna rúra vo vnútri Hladká. Ø DN 200 Podkladný betón Drenážny medzerovitý betón Maltová lôžko / prostý betón 10 De volgende paragrafen geven de minimumvereisten voor wateropvang- en -afvoerelementen in een basissysteem: 6.1.2.1 Primaire bekleding bestaande uit spuitbeton De vereisten in STN EN 14487-1 en STN EN 14487-2 zijn van toepassing op spuitbeton die wordt gebruikt als primaire bekleding in tunnels. Om uitloging van spuitbeton te voorkomen, is het volgende noodzakelijk: gebruik van cement met een laag alkaligehalte, verhardingsversnellers met alkalitoeslagstoffen mogen niet worden gebruikt. 6.1.2.2 Drainageleidingen Vereisten voor het materiaal van drainageleidingen staan vermeld in [T6]. 6.1.2.3 Filtratie-opvulling Er moet gebruik worden gemaakt van gewassen filtratiegrind met een fractie van 16/32 mm. Kalksteen of dolomiet mag niet worden gebruikt. Doorlaatbaar drainagebeton mag worden gebruikt. Type gebruikt cement: CEM III/B, CEM II met geschikte geselecteerde toeslagstoffen (zodat het 25-30 % portlandklinker bevat), of sulfaatbestendig cement – overeenkomstig STN EN 15743. STN 73 6124-2 en [T7] zijn van toepassing op doorlaatbaar beton. 6.1.2.4 Oppervlakteverwijdering van water uit de waterbestendigheidslaag Geotextielen met de parameters vermeld in [T6]. Gebieden van externe behuizing met intensieve indringing van water moeten bovendien worden voorzien van geprofileerde folie of drainagematten vervaardigd uit geocomposieten. 6.1.2.5 Inspectiekokers van zijafvoerleidingen in reinigingsopeningen Afstand tussen kokers: 50-75 m. De deksels moeten waterdicht zijn en vervaardigd zijn uit een composietmateriaal (vezelversterking en bindmiddel) of uit roestvrij staal (staal A4). Schroefvoegen en afdekklemmen moeten vervaardigd zijn uit roestvrij staal (staal A4). 6.1.2.6 Inspectiekokers in de hoofdcollector in de weg Afstand tussen kokers: 50-75 m. De deksels moeten waterdicht en afsluitbaar zijn en vervaardigd zijn uit gietijzer (nodulair gietijzer), en moeten van belastingsklasse D400 zijn, overeenkomstig STN EN 124. Schroefvoegen en afdekklemmen moeten vervaardigd zijn uit roestvrij staal (staal A4). De deksels moeten voldoen aan de brandweerstandsvereisten overeenkomstig [T5] (hoofdstuk 8). 6.1.2.7 Andere vereisten De leidingen moeten beschikken over voldoende grote gradiënten (minstens 0,5 %). Waar mogelijk moet er een rechtstreekse verbinding tussen inspectiekokers zijn. Veranderingen van richting (bijv. in insprongen of noodinhammen) moeten tot een minimum worden beperkt. Als de basis onder de drainageleiding niet voldoende vlak is, moet de leiding op een mortelbed of een laag basisbeton worden gelegd (minimale dikte 50 mm). Bij een overgangsinspectiekoker moet een stuk drainageleiding worden gebruikt. Ontoegankelijke aftakkingen moeten worden vermeden. Er mogen geen andere structuren bovenop deksels van inspectiekokers worden geplaatst waardoor ze niet open kunnen. 11 Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP TP x/2014 Het drainagesysteem kan verstopt raken om de volgende redenen: degradatie van de bouwmaterialen als gevolg van grotere agressiviteit van geologisch water aanwezigheid van kalksedimenten in een rotsachtige omgeving. Het basisdrainagesysteem is de minimumvereiste voor een drainagesysteem voor de afvoer van water uit een tunnel. De minimumvereisten zijn alleen voldoende als er geen enkele verstopping – of slechts een milde verstopping – van het systeem wordt verwacht. Als er een toegenomen risico is op het optreden van agressief grondwater of van natuurlijke kalkafzettingen, moeten er bij het ontwerp speciale maatregelen worden overwogen. 6.1.3 Verbeteringen aan het basissysteem Als er toegenomen niveaus van verstopping van waterafvoerstructuren met sedimenten te verwachten zijn, worden bijkomende structurele maatregelen in het ontwerp van het drainagesysteem verwerkt – artikel 6.2.1.1. 6.2 Sedimenten (sinters) Sedimenten die optreden bij de verwijdering van water uit een tunnel, kunnen snel een negatieve invloed hebben op de individuele drainage-elementen. Als ze niet regelmatig worden verwijderd, zullen ze gaten en openingen van de drainageleidingen verstoppen en de doorsnede van de leiding verkleinen, waardoor het onmogelijk is grondwater doorheen het hele profiel te verwijderen. Dit kan druk veroorzaken in water achter dichtingen, wat ertoe leidt dat er water in de tunnel lekt. Bij het opstellen van de afzonderlijke stadia van de projectdocumenten moet de ontwerper het mogelijke ontstaan van sediment beoordelen en de wijze van beperking hiervan voorstellen en beschrijven in de afzonderlijke stadia van voorbereiding van de projectdocumenten. De volgende processen kunnen het ontstaan van sediment veroorzaken: - sedimentatie als gevolg van de oververzadiging van water met kalksteen Wanneer oververzadigd water uit het gesteente naar een tunnel loopt als gevolg van drukvermindering en temperatuurschommelingen, kan dit water calcium vrijgeven, dat wordt afgezet in het waterafvoersysteem. Dit proces wordt niet aangetast door beton of spuitbeton. Ca(HCO3)2 => CaCO3 + CO2 + H2O (Een basisvereiste voor deze reactie is dat CO2 kan ontsnappen) - sedimentatie als gevolg van de pH van grondwater Verhoogde pH-waarden van grondwater in contact met alkalistoffen kunnen het uitlogen van kalk veroorzaken. Dit sedimentatieproces kan alle tunnels aantasten waar grondwater in contact komt met spuitbeton, monolitisch beton of cementinjectie. Additieven zoals verhardingsversnellers op basis van natrium- of kaliumaluminaat en alkalimetaalsilicaat (waterglas) kunnen de sedimentatie verder doen toenemen. Ca(HCO3)2 + Na(OH) => CaCO3 + NaHCO3 + H2O Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 => 2 CaCO3 + 2H2O Reactie met een groot gehalte bicarbonaten in het grondwater. - sedimentatie onder invloed van water dat verzadigd is met koolstofdioxide (agressief water) Wanneer verzadigd water in contact komt met beton, loogt het een grote hoeveelheid calciumhydroxide (Ca(OH) 2) uit, waardoor water ontstaat dat oververzadigd is met kalksteen. Kalksteen kan vrijkomen voor of na het binnenkomen in drainagekanalen. Ca(OH)2 + H2CO3 => CaCO3 + 2H2O 12 Opmerking: agressief water tast ook carbonaatmengsels aan (bijv. loskomen van kalksteen), wat kan leiden tot het uitlogen van calcium in het drainagesysteem. - sedimentatie onder invloed van niet-agressief water (druipsteeneffect) In dit sedimentatieproces, dat meestal slechts tot een kleine hoeveelheid kalkafzetting leidt, komt het water dat het calciumhydroxide Ca(OH)2 uit het beton heeft gewassen in contact met de lucht. Absorptie van CO2 uit de lucht, voornamelijk bij lage stroomdebieten, leidt tot het vrijkomen van calcium (druipsteeneffect). Ca(OH)2 + CO2 => CaCO3 + H2O (Ca(OH)2 in contact met CO2 uit de lucht) 6.2.1.1 Bijkomende structurele maatregelen Als het systeem verstopt raakt door het uitlogen van bouwmaterialen of als gevolg van het natuurlijke calciumgehalte in het grondwater, moet het basissysteem voor waterafvoer worden verstevigd met bijkomende structurele maatregelen, maar zonder de drainageroute te wijzigen. Op basis van een engineering-geologisch onderzoek en wateranalyses moeten maatregelen worden voorgesteld om de overmatige verstopping van de drainageleidingen te beperken. De maatregelen worden gespecificeerd in de afzonderlijke stadia van voorbereiding van de projectdocumenten, en minstens in het stadium van documentatie van de bouwvergunning. 6.2.1.1.1 Verstopping van een basiswaterafvoersysteem als gevolg van bouwmaterialen Bij agressief grondwater dat matig tot zeer agressief is voor beton, moeten in het bijzonder de cementelementen van de bouwmaterialen zijn aangepast. Het is belangrijk ervoor te zorgen dat zo weinig mogelijk grondwater in contact komt met de structuren. Daarom moet het water indien mogelijk rechtstreeks bij de uitgravingsmuur worden opgevangen. 1. Bekleding in spuitbeton Een afvoerpunt van grondwater moet rechtstreeks worden gedraineerd in een drainageleiding via een geperforeerde slang. Voor lineaire stromen moet het water worden afgevoerd door drainage en afgeleid naar een drainageleiding (alleen bij cohesieve gronden). In een homogeen ondergelopen omgeving met een constant grote waterstroom moet folie met noppen regelmatig worden aangebracht op de onderste helft van de bekleding. De folie met noppen moet rechtstreeks op het oppervlak van het gesteente worden aangebracht. 2. Filtratie-opvulling alleen filtratie-opvulmateriaal mag worden gebruikt, zonder bindmiddel, elektrisch gelaste voegen moeten worden gebruikt op drainageleidingen. 6.2.1.1.2 Verstopping van het basissysteem voor waterafvoer als gevolg van de chemische samenstelling van grondwater 1. Oppervlakteverwijdering van water uit de waterbestendigheidslaag In een homogeen ondergelopen omgeving met een constante horizontale waterstroom hangt de doordringbaarheid van de horizontale drainage af van de hoeveelheid binnenkomend water. Een gecombineerde beschermende en drainerende laag wordt daarom gebruikt als oppervlaktedrainage van de waterbestendigheidslaag. In een niet-homogeen ondergelopen omgeving moet worden gewaarborgd dat lokaal toegenomen waterstromen zullen worden opgevangen door folie met noppen of drainagematten in geocomposiet. De afmetingen moeten worden gekozen op basis van het verwachte debiet. 2. Filtratie-opvulling alleen filtratie-opvulmateriaal mag worden gebruikt, zonder bindmiddel, elektrisch gelaste voegen moeten worden gebruikt op drainageleidingen. 13 Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP TP x/2014 6.2.1.2 Hardheidsstabilisatiesystemen Als bij een engineering-geologisch onderzoek een bijzonder ongunstige hoeveelheid minerale stoffen in het grondwater aan het licht komt, met andere woorden, als een substantiële verstopping van leidingen wordt verwacht, zullen bijkomende maatregelen of systemen voor stabilisering van de waterhardheid worden voorgesteld. Deze worden gespecificeerd in de aanbestedingsdocumenten en in speciale technische en kwalitatieve specificaties. 6.3 Tenuitvoerlegging van waterafvoer door drainage 6.3.1 Optimalisatie van bouwprocedures Het is aanbevolen dat de volgende punten worden opgevolgd om de bouwprocedures optimaal te maken: Een geperforeerde leiding moet worden gelegd op een vlakke en stevige ondergrond (op een betonnen laag of fundering/in een mortellaag die loopt tot het geperforeerde deel van de drainageleiding). Nauwkeurigheid in de richtingen en hoogten van de leidingen moet worden gewaarborgd. De methode voor het leggen van de drainageleidingen (met andere woorden in de volgorde inspectiekoker – leiding – inspectiekoker – leiding enz.). Indien mogelijk moet een leiding tussen twee inspectiekokers in één handeling worden gelegd. Gedeeltelijke afdekking van drainageleidingen met filtratiegrind moet worden voorkomen. Tijdens de tenuitvoerlegging moeten gebreken, zoals een onnauwkeurige basis of het leggen van leidingen of breuken op kruisingen en aansluitingen worden vermeden. Afzonderlijke secties moeten met filtratiegrind worden afgedekt vlak nadat ze zijn voltooid. Waterafvoersystemen moeten worden ingebouwd op afstanden die het optreden van oneffenheden voorkomen. Als de bouw door externe beperkingen wordt stilgelegd, moeten de drainageleidingen worden beschermd door gepaste veiligheidsmaatregelen. Het waterafvoersysteem moet – indien mogelijk – worden geïnstalleerd in de richting van de waterstroom: door de leidingen aldus in de hellingsrichting te leggen, vervult het systeem zijn functie na voltooiing van de waterafvoer. Als het niet mogelijk is zo te werk te gaan, moeten de drainageleidingen worden beschermd tegen verontreiniging door stromend, verontreinigd water. 6.3.2 Eerste inspectie Tijdens een eerste inspectie, en totdat het waterafvoersysteem helemaal is voltooid, en voordat de tunnel in bedrijf wordt gesteld, moet de aannemer continu alle relevante gegevens over verstopping verzamelen. Dit omvat in het bijzonder een camera-inspectie van het hele drainagesysteem en een onderzoek van de inspectiekokers. 6.3.2.1 Camera-inspectie Na voltooiing van het hele drainagesysteem is een continue inspectie met een camera vereist. Het volledige waterafvoersysteem moet worden doorgespoeld vóór de camera-inspectie. De camera moet zijn uitgerust met een roterende kop zodat de wanden van de leidingen over hun hele omtrek kunnen worden geïnspecteerd. De camerabeelden moeten in kleur zijn. Logbestanden en opnamen van camera-inspecties van leidingen moeten deel uitmaken van de documentatie die tijdens de opleveringsprocedure van een tunnelwaterafvoersysteem (of een deel ervan) wordt overhandigd. 6.3.2.2 Onderzoek van inspectiekokers Gegevens over verstopping moeten worden gedocumenteerd voor alle inspectiekokers. 7 Afvoer van water van een tunnelweg In de betekenis van STN 73 7507 moet er een drainagekanaal met openingen langsheen de hele lengte van de tunnel lopen. Reinigingskokers met reinigingsschermen, of leidingverbindingen met 14 reinigingskokers moeten zich op regelmatige intervallen bevinden langsheen de drainagelijn. De reinigingskokers en -schermen moeten zodanig worden ontworpen dat de verspreiding van brandende vloeistof wordt voorkomen. Kanalen met gaten zijn normaal gezien vervaardigd uit een materiaal dat kunststofvezels (composiet) bevat of uit waterdicht beton dat in grote mate bestand is tegen vorst en chemicaliën. De vereisten voor materialen en ontwerp staan vermeld in [T6] en [T8]. Het voordeel van een kanaal met gaten is de samenstelling ervan in combinatie met de kromming en de afvoer van water, evenals het feit dat de uitstroom van water van de weg systemisch in ontwerp is: in het bijzonder gevaarlijke vloeistoffen worden snel en vlot van de weg verwijderd. Bovendien compenseert het accumulatieve volume (de capaciteit), dat het product is van de doorsnede en de lengte van de kanaalsectie, de grootte van de openingen. 8 Inspecties, controles, onderhoud en herstellingen Regelmatige inspectie, onderhoud en reiniging van leidingen en systeemcomponenten vormen een basisvereiste voor de bruikbaarheid en duurzaamheid van een waterafvoersysteem. Specifieke principes voor reiniging van componenten van een tunnelwaterafvoersysteem en de tenuitvoerlegging van richtsnoeren moeten worden vermeld in de gebruiksaanwijzing van het systeem als onderdeel van de gebruikershandleiding van de structuur. Vóór ingebruikname van een tunnel moeten instructies voor het veilige gebruik en onderhoud van de tunnel en vereisten voor de prestatie van controles en inspecties of herstellingen worden opgenomen in de technische documentatie. De technische documentatie moet ook een reinigings- en onderhoudsplan en een controleplan omvatten. Daarnaast moeten vóór ingebruikname van een tunnel de volgende onafhankelijke en uitgebreide inspecties worden uitgevoerd: een inspectie van de leidingen met camera, en een visuele inspectie van de andere zichtbare apparatuur op wegniveau. De operationele documentatie moet het volgende omvatten: een verslag van reiniging en onderhoud, een verslag van uitgevoerde inspecties, een verslag van uitgevoerde herstellingen, een overzicht van gedetecteerde fouten en het verhelpen ervan, en een overzicht van bezinksel. Minimumvereisten voor onderhoud: De leidingen moeten regelmatig worden gereinigd. Regelmatige reiniging voorkomt dat de leidingen geleidelijk verstopt raken. Het gebruik van verhardingsstabilisatoren voorkomt of vermindert de vorming van aanslag. De reinigingsintervals moeten worden bepaald aan de hand van de instroom van water, de verontreiniging en verstopping, en eventuele speciale vereisten moeten worden gedocumenteerd. Het reinigingsinterval moet worden gespecificeerd in de gebruiksaanwijzing. De reiniging wordt uitgevoerd binnen de betekenis van [T1]. De leidingen moeten worden gereinigd door gekwalificeerd personeel. De reiniging wordt meestal uitgevoerd tegen de helling van de leiding in. Als er veel afzetting is, als de afzetting niet op gepaste wijze is verwijderd of als de reiniging niet afdoende is, is het aanbevolen dat de leidingen worden gecontroleerd met een camerasysteem. De basis van een reinigings- en onderhoudsplan is documentatie over het eigenlijke ontwerp van de structuur met diagrammen van de drainageleidingen en systeemcomponenten, die de hoeveelheid grondwater en de eigenschappen ervan tijdens de bouw vermeldt. Op basis van de verslagen die tijdens de reiniging zijn opgesteld, kunnen wijzigingen worden gecontroleerd, zoals de hoeveelheid grondwater en de verstopping van leidingen, en kan indien nodig het reinigingsinterval worden aangepast. 15 Bescherming van tunnels tegen water en afvoer van water uit tunnels: TP TP x/2014 Tijdens de reiniging moeten de leidingen worden ontdaan van afzetting, maar er mag geen schade worden veroorzaakt. Een hogedrukstroom met afzuigdruk tot 200 bar bij de pomp (en tot 150 bar bij de mondstukken) en een totaal volume water bij de spoelkop tot maximaal 500 l/min wordt meestal gebruikt om de opgeloste afzetting te verwijderen. Ongeacht de gebruikte methode moet men vóór het reinigen beoordelen of het materiaal van de leiding geschikt is voor het specifieke type reiniging om beschadiging aan de wanden van de leiding te voorkomen. In principe moet men een onderscheid maken tussen het reinigen van vollewandleidingen, drainageleidingen en polyvalente leidingen. Vollewandleidingen behouden hun functie wanneer afzettingen en residu's worden afgevoerduit de doorsnede door hogedrukreiniging en doorspoeling. Bij drainage- en polyvalente leidingen, die niet alleen tot functie hebben voor uitstroom te zorgen maar meer specifiek om grondwater te absorberen via invoeropeningen, moet de hogedrukspoeling worden aangepast zodat afzettingen en residu's niet alleen uit de doorsnede van de leiding, maar ook uit de drainageopeningen worden afgevoerd. Er moet dan ook bijzondere aandacht worden besteed aan de keuze van reinigingsapparatuur, reinigingskoppen en mondstukken voor drainage- en polyvalente leidingen. De keuze van een geschikte spoelkop hangt onder meer afvan het type leiding, de diameter van de leiding en het type en de samenstelling van de verontreiniging, en het materiaal waaruit de leiding is gemaakt. Voor drainageleidingen wordt meestal een radiaal roterend mondstuk (RRD) gekozen, dat voorwaarts beweegt en een waterstroom diagonaal naar achteren stuurt, terwijl het verzamelde materiaal wordt weggespoeld met de radiale stroom. Voor vaste afzettingen in leidingen is een oscillerend-roterend mondstuk geschikt. Door de trillingen komt het sediment los van de wanden van de leiding om vervolgens te worden weggespoeld. Inspecties, controles, onderhoud en herstellingen moeten zodanig worden uitgevoerd dat de gezondheid ende veiligheid vande werknemers die deze werkzaamheden uitvoeren is verzekerd. Tegelijkertijd moeten werknemers duidelijk worden aangewezen overeenkomstig de van toepassing zijnde voorschriften en moeten zij op de hoogte worden gebracht van bepalingen inzake veiligheid en gezondheid op het werk. 16
