Wat is tunnelbouw?
In eenvoudige bewoordingen is tunnelbouw het fysieke proces van het aanleggen van een ondergrondse doorgang onder het aardoppervlak, tunnels kunnen ook onder water worden aangelegd. Om precies te zijn, een tunnel is een min of meer horizontale ondergrondse doorgang die via graafprocessen wordt aangelegd. Een verticale ondergrondse opening wordt een “schacht” genoemd.”
Als we naar de geschiedenis kijken, is het duidelijk dat de mens zich al eeuwenlang bezighoudt met het uithollen van aarde en rotsen. Aanvankelijk werden tunnelgravingen uitgevoerd voor mijnbouwdoeleinden om mineralen zoals steenkool, koper en tin te bereiken. Maar al snel werden ze populair bij spoorwegmaatschappijen en kanaalbouwers als efficiënte manieren om obstakels te omzeilen. De bouw van de allereerste verkeerstunnels wordt nog steeds beschouwd als een enorme prestatie op het gebied van bouw en civiele techniek.
Zelfs in deze moderne tijd is het belang van zowel ondergrondse als onderwatertunnels ongeëvenaard. De technologische vooruitgang van de laatste tijd heeft ons in staat gesteld tunnels te bouwen die langer en dieper zijn en waarmee men onder zeeën door kan, zoals de 50 km lange Engelse Kanaaltunnel en tunnels die continenten met elkaar verbinden, zoals de Mammatunnel in Istanbul.
Wat zijn de verschillende soorten tunnels?
De aanleg van tunnels is kostbaar en tijdrovend. Vervoer en communicatie via tunnelnetwerken zijn echter uiterst efficiënt en comfortabel. Moderne machines hebben het graaf- en stabilisatieproces veel gemakkelijker en veiliger gemaakt, waardoor tunnelnetwerken een populairdere keuze zijn geworden voor wegen, spoorwegen en zelfs waterwegen.
Voor onze discussie is het absoluut noodzakelijk op te merken dat er verschillende tunnelbouwmethoden zijn die worden gebruikt afhankelijk van de geologie, het type deklaag en de seismische en geluidsbeperkingen, zoals hieronder vermeld.
- Cut and Cover-methode:
Deze methode wordt vaak gebruikt voor de aanleg van ondiepe tunnels. Bij deze methode wordt een sleuf in de grond uitgehakt, tunnelbakelementen worden geïnstalleerd en vervolgens bedekt om het oppervlak opnieuw te bedekken met een ondersteuningsmethode die de belasting kan dragen. De eerste ondergrondse metrostations in Londen werden volgens deze methode gebouwd. Sommige gedeelten van wegennetten worden ook op deze manier gebouwd wanneer de vereiste tunneldiepte relatief gering is (de Marselis-tunnel in Aarhus en de Nordhavnsvej-tunnel in Kopenhagen zijn de eerste Deense “cut and cover”-tunnels).
- Boor- of mijnbouwtunnels:
Bij deze methode worden de tunnels gebouwd zonder het grondoppervlak af te graven. Deze methode wordt mogelijk gemaakt door het gebruik van Tunnelboormachines (TBM’s). Hiermee kunnen tunnels worden gegraven in de meest uiteenlopende bodemomstandigheden en onder steden, rivieren en zelfs hoge gebouwen. Zij doen dit door de statische druk van de bestaande grond in stand te houden om zettingen vrijwel te voorkomen, waardoor schade aan gebouwen of constructies aan de oppervlakte wordt voorkomen. TBM’s kunnen ook een betonnen ring aanbrengen voor permanente ondersteuning van de grond wanneer de tunnel in bedrijf is. Boor- of mijnbouwtunnels kunnen als volgt worden onderverdeeld:
- Tunneling in zachte grond:
Dit wordt gewoonlijk omschreven als tunneling door niet-zelfdragende materialen zoals zand, zeeklei, of een mengsel van beide, met MPa-niveaus van rond 40 of minder. Nederland wordt gewoonlijk geassocieerd met tunneling in zachte grond. Voorbeelden van tunnels in zachte grond zijn metrotunnels en wegtunnels, zoals de Rotterdamsebaantunnel in Den Haag en de Westerscheldetunnel in Zuid-Holland.
- Tunneling door hard gesteente:
Zoals de naam al doet vermoeden, gaat de geologie meestal door hard tot zeer hard gesteente met MPa-niveaus van meer dan 100. Er wordt gegraven met speciaal aangepaste TBM’s, die zeer schurende omstandigheden aankunnen in grotendeels zelfdragende geologie. In een dergelijke geologie kunnen tunnels in hard gesteente vaak ongemetseld blijven en worden gebruikt voor watertransport of waterkrachtcentrales. Zij kunnen ook worden gebruikt in bergachtige gebieden zoals Zwitserland voor wegtunnels, De Gotthard-wegtunnel in Zwitserland loopt van Göschenen in het kanton Uri aan het noordelijke portaal, naar Airolo in Ticino in het zuiden, en is 16,9 kilometer lang.
- Microtunneling en Pipejacking:
Deze methode wordt gebruikt voor relatief korte tunnels met een dienovereenkomstige kleine diameter, die voornamelijk worden gebruikt door de bouwsector van nutsvoorzieningen. Hierdoor kunnen kabels en leidingen onder wegen, rivieren, spoorlijnen en zelfs taxibanen en start- en landingsbanen van luchthavens worden doorgetrokken zonder het verkeer te hinderen. Het principe van de uitgraving is gebaseerd op “State of the Art” full face tunnelboormachines (TBM’s).
Wat is het belangrijkste doel van tunnelbouw?
Zoals in het hele artikel is besproken, hebben tunnels verschillende toepassingen die het leven voor ons gemakkelijker maken. Tunnels kunnen worden gebruikt tussen ondergrondse spoorwegstations voor het vervoer van vracht en passagiers, maar ook als afvoerkanalen voor water en rioolwater. Dit is wat tunnels zo veelzijdig en efficiënt maakt.
