Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge – The tunnel elements with lengths of 180 m were poured in eight individual segments of 22.50 m each.

Bekistingstechnologie in de tunnelbouw

De wegenbouw wint voortdurend aan belang

De tunnelbouw kent een wereldwijde groei. Een blik op de statistieken van de tunnelbouw sinds de jaren 1960 toont een duidelijk stijgende curve, evenredig met de toename van het verkeer in de voorbije decennia. Twee factoren bevorderen deze ontwikkeling: de onverminderde groei van het individuele verkeer en de exponentieel stijgende goederenhandel en merchandising, die zo snel en zo vlot mogelijk alle uithoeken van de wereld wil bereiken. De vraag naar "altijd meer, sneller en verder" blijkt duidelijk uit de uitbreiding van het verkeersnetwerk met wegen die tijd en geld sparen, veilig zijn en zoveel mogelijk obstakels elimineren.


Versnelling, decentralisering en relocatie

De huidige verkeersplanning mikt op snelheid, betrouwbaarheid en veiligheid, met een minimum aan storingen. Dat geldt zowel voor landelijke gebieden als voor de steden en grootstedelijke gebieden, die gebukt gaan onder een verkeersoverlast. De verkeersstromen focussen nu vooral op transnationale langeafstandsverbindingen die uitgestrekte internationale economische regio's samenbrengen.

In deze context zijn tunnels en bruggen de belangrijkste componenten van de verkeersnetten. Ze gaan door bergen en over water, verkorten de afstanden, vermijden omwegen, nivelleren hoogteverschillen en elimineren kruispunten. Bovendien beschermen verkeerstunnels de mens en de natuur tegen lawaai en luchtvervuiling.


PERI: Specialist met een totaalbeeld

Parallel met de ontwikkeling van de tunnelbouw heeft men op alle niveaus van de planning en uitvoering specialisaties ontwikkeld die de succesvolle voltooiing mogelijk maken van grootschalige projecten, met behulp van beproefde bouwtechnieken en de bijbehorende informatie- en organisatiestructuren.

De planningteams voor tunnels omvatten meestal geologen, geodeten, specialisten in grondwerken, fundering- en wegenbouw, organisatie- en betontechnologen en planners van de transport- en operationele veiligheid. De lijst van al deze beroepen geeft al een eerste indruk van de grote complexiteit van deze bouwprojecten. PERI heeft in deze groep van specialisten een internationale reputatie verworven als een betrouwbare partner en leverancier van bekistings- en steigersystemen. En dat in alle fasen van het project – van de planning tot de voltooiing. 


Basisprincipes en streefdoelen van de tunnelbouw
Ondersteunende rol van de betontechnologie

Beton heeft als bouwmateriaal een basisdefinitie van systematische constructietypes in de tunnelbouw mogelijk gemaakt. Daarna heeft het de weg geopend naar een almaar betere methode om constructietaken van dit type aan te pakken en dus consistent de planning, het structurele ontwerp en de implementatie op economische principes te focussen.

In de loop van deze ontwikkeling zijn de prioriteiten in aanzienlijke mate veranderd. Vroeger werden bekistingen en steigers willekeurig aangekocht, als noodzakelijk accessoires in het fabricageproces. Nu veranderen ze in systemen en worden ze meer en meer productie- en organisatietools. De nauwe coördinatie van deze veelzijdige systemen verzekert vandaag het succes van elk tunnelproject.


Constructietypes en dragende structuren

De belangrijkste criteria voor de selectie van het constructietype en de dragende structuur zijn de doorsnedes en lengtes van de tunnel. Ook de objectgerelateerde bochten en hellingen van de tunnel spelen mee, net als de variërende geometrie van de vrije breedte en hoogte. Deze afwijkingen van de standaard doorsnede zijn noodzakelijk voor de integratie van parkeer- en pechinhammen, vlucht- en toegangsgalerijen of constructies die aangrenzende kokers met elkaar verbinden of die naar de oppervlakte leiden.

PERI stelt vier types tunnelconstructies voor:

  • open tunnelbouw 
  • mijnmethode
  • open bouwputmethode
  • bijzondere en aanvullende constructietypes

Los van de bouwmethode zijn verschillende doorsneden van de dragende structuur beschikbaar, afhankelijk van de geologische omstandigheden en het geplande gebruik. De eenvoudige vorm van een rechthoek is de voordeligste optie voor de productie. Maar afhankelijk van de omstandigheden kunnen cirkelvormige, elliptische of bijzondere doorsneden specifieke voordelen bieden. 


Dragende structuren in de tunnelbouw


Oplossingen voor tunnelbouw van PERI en voorbeelden van projecten

Alle oplossingen voor tunnelbouw van PERI zijn op één enkel systeem gebaseerd – het VARIOKIT Engineerskit – los van de vereiste automatiseringsgraad voor het bekisten en ontkisten of voor de verplaatsingen. De systeemoplossingen van PERI bestrijken alle fasen van de levenscyclus van tunnelstructuren, van hun bouw tot hun onderhoud en reparatie.


Overzicht van de oplossingen van PERI voor tunnelbouw

 

Graphical display of open cut tunneling in tunnel construction: interrupted cross-section

Open tunnelbouw: onderbroken doorsnede.

Net als in de gewone hoogbouw worden de vloeren, de wanden en de plaat van de tunneldoornede onafhankelijk geproduceerd.

Raamvoorwaarden

  • Cycluslengtes tot 30 m
  • Vrije hoogte ca. 3 m tot 10 m
  • Vrije breedte volgens de structurele beperkingen
  • Aantal cyclussen: max. 10 cyclussen

Graphical display of open cut tunneling in tunnel construction: semi-monolithic

Semi-monolithische open tunnelbouw.

De wanden en de bovenplaat worden in één keer gestort. Ze worden met twee afzonderlijk bewegende, structureel autonome bekistingswagens gerealiseerd

Raamvoorwaarden

  • Cycluslengtes tot ca. 25 m
  • Vrije hoogte ca. 4 m tot 10 m
  • Vrije breedte ca. 4 m tot max. 20 m per wagen
  • Aantal cyclussen min. ca. 10 tot max. ca. 60 cyclussen

Graphical display of open cut tunneling in tunnel construction: semi-monolithic

Semi-monolithische open tunnelbouw.

De wanden en de vloer worden in één keer gestort. Omdat ze volledig waterdicht is, wordt deze bouwmethode vooral in zones met grondwater gebruikt.

Raamvoorwaarden

  • Cycluslengtes tot max. 15 m
  • Vrije hoogte ca. 4 m tot 8 m
  • Vrije breedte ca. 25 m
  • Aantal cyclussen min. ca. 10 tot max. ca. 60 cyclussen

Graphical display of open cut tunneling in tunnel construction monolithic

Monolithische open tunnelbouw.

De vloer, de wanden en de bovenplaat worden in één keer gestort. Dankzij het minimale aantal voegen is de volledige doorsnede van de tunnel zeer waterdicht.

Voorwaarden
Variant met verschuivende balk:

  • Cycluslengtes min. ca. 10 m tot max. 24 m
  • Vrije hoogte ca. 3 m tot ca. 10 m
  • Vrije breedte max. ca. 20 m
  • Aantal cyclussen min. 50 cyclussen

Variant met portaal- en achterwagen:

  • Cycluslengtes min. ca. 10 m tot max. 20 m
  • Vrije hoogte ca. 4 m tot ca. 9 m
  • Vrije breedte max. 18 m
  • Aantal cyclussen min. 25 cyclussen

 


Graphical display of the mining method in tunnel construction

Mijnmethode

De tunnel wordt ondergronds gebouwd. De cirkelvormige of ovale doorsneden worden met springstof of tunnelboormachines uitgegraven.

Raamvoorwaarden

  • Korte afstanden: Gebogen bekistingen worden met schoren gecombineerd
  • Middellange afstanden: Horizontaal verplaatsbare systeembekistingswagens
  • Meer dan 60 stortcyclussen: geautomatiseerd gebruik van gebogen bekistingswagens

Graphical display of the cut-and-cover method in tunnel construction

Open bouwputmethode. 

Constructie met een minimum aan hinder voor het verkeer. Met deze bouwmethode reikt de uitgraving slechts tot de onderste rand van de toekomstige bovenplaat van de tunnel.

Raamvoorwaarden

  • Cycluslengtes tot ca. 30 m
  • Vrije hoogte tot max. 12 m
  • Onbeperkte vrije breedte
  • Aantal cyclussen vanaf 1 cyclus

Symbol for deviations from the standard cross-section in tunnel construction.

Afwijkingen van de standaard doorsnede.

Aanpassing van de standaard doorsnede voor parkeer- en pechinhammen, vlucht- en toegangsgalerijen enz.

Raamvoorwaarden

  • Met een minimum aan extra werk aan variaties van de doorsnede aanpasbare bekistingswagen 
  • De bekisting kan zonder vertragingen aan standaard en afwijkende doorsneden worden aangepast 

Symbol for transitional structures, which link above-ground traffic routes with the underground routing.

Doorgangstunnel / bovengrondse zone

Doorgangsstructuren verbinden bovengrondse routes met de tunnel.

Raamvoorwaarden

  • De vorm en afmetingen van de bekistingsgeometrie kunnen flexibel aan de topografie en het landschap worden aangepast. 
  • Ook de oppervlakteafwerking van de portaalwanden kan flexibel worden gevormd.

Symbol for half-open tunnels with single-sided or overhead light in tunnel construction.

Galerijstructuren / halfopen structuren.

Halfopen tunnels met verlichting zijdelings of boven. Galerijen kunnen onafhankelijke structuren of langere doorgangsstructuren zijn.

 

Raamvoorwaarden

Technisch ontwerp en productie analoog met de in de tunnelbouw beproefde constructiemethodes

Geschikt voor alle bekistings- en steigersystemen van PERI die voor tunnelbouw in aanmerking komen.


Symbol for construction-related measures for the maintenance, partial renewal or modification of existing tunnel structures.

Onderhoud van tunnelstructuren.

Constructiemaatregelen voor het onderhoud, de gedeeltelijke vernieuwing of de aanpassing van bestaande tunnelstructuren.

Raamvoorwaarden

Voor alle bovenvermelde tunnelconstructies kan men systeemcomponenten gebruiken

De beschadigingen worden grondig geanalyseerd en men houdt rekening met de technische en organisatorische eisen 

De planning van het onderhoud en de processen volgen de algemeen toepasselijke regels en reglementen.


De systeemtechnologie van PERI in de tunnelbouw

Modulair concept en voordeel voor de klant

PERI heeft van bij het begin een speciaal modulair concept toegepast dat twee ogenschijnlijk tegenstrijdige doelstellingen als één geheel beschouwt en er technisch combineert in de ontwikkeling van producten en bouwcomponenten. Aan de ene kant worden bekistings- en steigersystemen van PERI 

gekenmerkt door de grootst mogelijke vereenvoudiging van hun structuur en behandeling. Aan de andere kant maken de uiterst gestandaardiseerde componenten een maximale variatie van objectspecifieke combinaties mogelijk.

Het functioneel en logistiek geoptimaliseerde concept varieert van enkele kerncomponenten met geïntegreerde, zelfvergrendelende en zelfregelende koppelingen, tot een evidente logica van de constructie van de bekistings- en steigersystemen, met tools voor de digitale planning en uitvoering die een vlot verloop van het proces verzekeren, zowel op het vlak van de bouw als op dat van de logistiek.

Werkfasen in de tunnelbouw

 

Projectfasen van de bouw, het onderhoud en de reparatie van tunnelstructuren

West tunnel of the former Elbe tunnel which pedestrians continued to use, while the other tunnel was being repaired.

Voorbeelden van projecten van PERI

  • Nieuwe constructie
  • Onderhoud / reparatie
  • Onderhoud / renovatie
Two engineers planning a tunnel with a 3D-model.

Planningfase

  • 2D / 3D planning
  • Het bekistingssysteem bepalen
  • De bekistingsplaat bepalen
  • De bouwvolgorde bepalen
  • Het logistieke concept opstellen
The hydraulic VARIOKIT arched formwork carriage is flexibly adjusted to the conditions in the Elbe tunnel in Hamburg.

Bekistingsfase

  • De bekisting aanpassen
  • De bekisting verplaatsen
  • De bekisting ontmantelen
  • De bekisting optrekken
Worker stands on the formwork carriage and does installation work on the arched slab.

Stortfase

  • Het beton leveren / distribueren
  • Het beton injecteren
  • Het beton comprimeren
  • Het beton uitharden

Ongeëvenaarde toepassingsmogelijkheden: Het VARIOKIT engineeringsysteem

Het VARIOKIT Engineerskit 

kan echt alles. Het is een van de weinige systemen ter wereld die zonder beperkingen in tunnel- en bruggenbouw en in de burgerlijke bouwkunde kunnen worden gebruikt. Dit essentiële voordeel voor de klant is het resultaat van een verregaande standaardisering en de mogelijkheid om de systeemcomponenten te combineren. Alles vertrekt in essentie van slechts drie kerncomponenten:

  • de SRU universele stalen gording
  • de RCS klimrail
  • en de SLS zwaarlastspindel.

Dit betekent dat het VARIOKIT engineeringsysteem ongeveer 80% standaardcomponenten telt en dat alleen het resterende 20% uit objectspecifieke, aangepaste speciale onderdelen bestaat. Bovendien beperkt de mogelijkheid om de standaardcomponenten van PERI te huren de rentevoet van het vastgelegde investeringskapitaal. Tegelijkertijd krijgen de klanten van PERI een betrouwbare wereldwijde toegang tot een pool van technisch en functioneel geteste en onderhouden systeem- en productcomponenten. Een bijkomend en niet te verwaarlozen economisch voordeel van het VARIOKIT engineeringsysteem is de mogelijkheid om het uit te breiden tot een op eigen kracht bewegende, hydraulisch ondersteunde "tunnelbekistingsmachine" die veel stappen van het werk nauwkeurig en automatisch uitvoert.

 

 


Meer gedetailleerde informatie

Tunnelbekistingstechnologie | Technologisch handboek

Alle bovenvermelde onderwerpen worden meer gedetailleerd behandeld en met foto's voorgesteld in het gespecialiseerde handboek "Formwork technology tunnel" van PERI. Een groot aantal systeemschetsen verduidelijken de uitvoerige verklaring van specifieke bouwmethodes en werfsituaties, met praktische verwijzingen naar gerealiseerde tunnelprojecten.

Meer dan 100 van de 160 pagina's van het technologische handboek zijn gewijd aan de gedetailleerde documentatie van projecten voor tunnelbouw. Ook hier wordt de voorstelling van specifieke werfsituaties en van in samenwerking met PERI ontwikkelde en uitgevoerde oplossingen aangevuld met individuele schema's en grote foto's. Om ook het perspectief van de gespecialiseerde bedrijven die de werken uitvoeren aan bod te laten komen, geven de "praktijkmensen op de bouwwerf" van de bedrijven hun mening over de eisen waaraan bekistingen moeten voldoen en verklaren ze de beslissingen die ze in de verschillende situaties hebben genomen.

 

Tunnelbekistingstechnologie

Technologisch handboek

160 pagina's kostbare kennis van experts – compact, duidelijk en volgens de actuele praktijk.

Het technologisch handboek bestellen