Specificatie instrumentatie en dynamische metingen Botlekspoortunnel. CO /29 maart 1999

Transcriptie

1 Specificatie instrumentatie en dynamische metingen Botlekspoortunnel CO /29 maart 1999

2 Specificatie instrumentatie en dynamische metingen Botlekspoortunnel definitief COB : K300-W-002 GD : CO /29 maart 1999 Opgesteld in opdracht van: CUR/COB Postbus AK GOUDA AFDELING VERKENNING Projectleider: ing. A.J.M. Peters Projectbegeleider: ir. T.R. van der Poel GRONDMECHANICA DELFT Stieltjesweg 2, 2628 CK DELFT Postbus 69, 2600 AB DELFT Telefoon (015) Telefax (015) Postbank Bank MeesPierson NV Rek.nr

3 Titel en subtitel: Specificatie instrumentatie en dynamische metingen Botlekspoortunnel Schrijvers: ing. A.J.M. Peters ir. T.R. van der Poel Datum rapport: maart 1999 Rapportnummer opdrachtnemer: CO /29 Projectleider opdrachtnemer: ing. A.J.M. Peters Projectbegeleider opdrachtnemer: ir. T.R. van der Poel Naam en adres opdrachtnemer: Grondmechanica Delft Postbus AB DELFT Samenvatting rapport: Type rapport: definitief COB-document nummer: K300-W-002 Projectbegeleider opdrachtgever: ir. C.B.M. Blom Naam en adres opdrachtgever: Centrum Ondergronds Bouwen Postbus AK GOUDA Het onderzoeksdoel is de validatie van een aantal modellen voor trillingshinder rondom spoortunnels. In dit rapport worden het hiervoor benodigde meetsysteem bij de Botlekspoortunnel en de benodigde dynamische metingen gespecificeerd. Het meetsysteem bestaat uit een geïnstrumenteerde meetring in de tunnellining, drie geïnstrumenteerde prefab betonpalen en drie geïnstrumenteerde meetlocaties in de ondergrond. De metingen worden uitgevoerd door de tunnelbuis te belasten met een gecontroleerde bron (vibrator) en een goederentrein. Relationele rapporten: Trefwoorden: Boortunnels, instrumentatie, dynamische meting, versnelling, rek, waterspanning, gronddruk Classificatie: Classificatie deze pagina: Intern COB-rapport Nee Verspreiding: COB-commissie K300 Dynamisch gedrag Aantal blz.: Prijs: 30 Versie: Datum: Namens opdrachtnemer: Paraaf: Namens opdrachtgever: Paraaf: Ing. A.J.M. Peters Ir. C.B.M. Blom Ing. A.J.M. Peters Ir. C.B.M. Blom Ing. A.J.M. Peters Ir. C.B.M. Blom

4 Title en subtitle: Specification instrumentation and dynamic measurements Botlekspoortunnel Date report: march 1999 Report number contractor: CO /29 Project manager contractor: ing. A.J.M. Peters Project attendant contractor: ir. T.R. van der Poel Name and adress contractor: Delft Geotechnics P.O. Box AB DELFT The Netherlands Summary of report: Authors: ing. A.J.M. Peters ir. T.R. van der Poel Type report: final COB-report number: K300-W-002 Project attendant principal: ir. C.B.M. Blom Name and adress principal: Centrum Ondergronds Bouwen P.O. Box AK GOUDA The Netherlands The research objective is the validation of models for numeric analyses of vibrations around traintunnels. In this report the needed instrumentation and dynamic measurements are specified for the Botlekspoortunnel. The measurement system consists of an instrumented part of the tunnellining, three instrumented piles and three instrumented locations in the subsoil. The measurements are performed by loading the tunnel with a vibrator and a train. Relational reports: Keywords: Tunnels, Instrumentation, dynamic measurements, acceleration, strain, porewaterpressure, totalpressure Classification: Classificatie of this page: Internal COB-report No Distribution: COB-committee K300 Dynamisch gedrag Number of pages: Price: 30 Version: Date: On behalf of contractor: Initials: On behalf of principal: Initials: 01 98/12/21 Ing. A.J.M. Peters Ir. C.B.M. Blom 02 99/01/22 Ing. A.J.M. Peters Ir. C.B.M. Blom 03 99/03/19 Ing. A.J.M. Peters Ir. C.B.M. Blom

5 Auteursrechten Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of op enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de CUR/COB. Het is toegestaan overeenkomstig artikel 15a Auteurswet 1912 gegevens uit deze uitgave te citeren in artikelen, scripties en boeken, mits de bron op duidelijke wijze wordt vermeld, alsmede de aanduiding van de maker, indien deze in de bron voorkomt. " Rapport K300-W-002 Specificatie instrumentatie en dynamische metingen Botlekspoortunnel, maart 1999, CUR/COB, Gouda." Aansprakelijkheid CUR/COB en degenen die aan deze publicatie hebben meegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het samenstellen van deze uitgave. Nochtans moet de mogelijkheid niet worden uitgesloten dat er toch fouten en onvolledigheden in deze uitgave voorkomen. Ieder gebruik van deze uitgave en gegevens daaruit is geheel voor eigen risico van de gebruiker en CUR/COB sluit, mede ten behoeve van al diegenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze uitgave en de daarin opgenomen gegevens, tenzij de schade mocht voortvloeien uit opzet of grove schuld zijdens CUR/COB en/of degenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt.

6

7 COB: K300-W-002 definitief februari 2006 INHOUD Hoofdstuk 1 Inleiding...1 Hoofdstuk 2 Opzet van de metingen Doelstelling Positie instrumenten Instrumentatie tunnellining Instrumentatie onder de tunnelbuis Instrumentatie palen Instrumentatie ondergrond Keuze meetlocatie...7 Hoofdstuk 3 Specificatie Meetinstrumenten Programma van eisen Keuze sensoren en calibratie Data-acquisitiesystemen Versnellingsmeting Rekmetingen Waterspanningsmetingen Gronddrukmetingen Trillingsbronnen...11 Hoofdstuk 4 Plaatsing van de instrumenten Meetinstrumenten in de tunnellining Versnellingmetingen Rekmetingen Waterspannings- en gronddrukmetingen Asdetectiesysteem en meldingssysteem Meetinstrumenten in de ondergrond Meetinstrumenten in de palen Meetinstrumenten bovengronds Werkwijze paalkoppen Werkwijze maaiveld Bekabeling In de tunnel Aan maaiveld Plaatsingsrisico s...18 Hoofdstuk 5 Uitvoering metingen Meetprogramma Uitvoering metingen Opstelling Synchronisatie en meetprocedure Data-format...22 Hoofdstuk 6 Rapportage

8 COB: K300-W-002 definitief maart 1999 Hoofdstuk 7 Hoofdstuk 8 Inkoopplan Instrumenten Inhuren materiaal Bekabeling en kasten...26 Planning...28 Hoofdstuk 9 Budgetraming...29 Hoofdstuk 10 Literatuur...30 BIJLAGEN A1 A2 A3 A4 B1 B2 Situatie meetring en palen Positie instrumenten Bedrading sensoren in de tunnel Bedrading sensoren aan maaiveld Specificaties meetsensoren Specificatie excitatiebronnen C1 Plaatsingshouder versnellingsopnemers C2 Houder versnellingsopnemers C2-1 Detail houder versnellingsopnemers C3 Bevestiging rekopnemers D1-1 Instrumentatie doorvoer D1-2 Insert lassamenstelling D2 Sondeerdoorvoer met Packer D3 Sondeerdoorvoer met afsluiter E1 E2 Planning installatie Budgetraming 2

9 COB: K300-W-002 definitief februari 2006 Hoofdstuk 1 Inleiding Op 23 oktober 1998 is door het Centrum Ondergronds Bouwen (COB) opdracht verstrekt tot het opstellen van een specificatie voor instrumentatie van een meetring, funderingspalen en ondergrond, en de uitvoering van dynamische metingen. De opdracht wordt uitgevoerd in het kader van het COBproject K300 Praktijkonderzoek Botlekspoortunnel. Het onderzoeksdoel is de validatie van een aantal modellen voor trillingshinder rondom spoortunnels. Doel van deze rapportage is een document waarmee het leveren en installeren van de instrumentatie en uitvoering van de metingen kan worden aanbesteed. Hiervoor komen aanverwante aspecten zoals motivatie van de meetopzet, planning, budgetramingen en mogelijk leveranciers ook aan de orde. Het project is begeleid door het Project Management Bureau (PMB). De technisch-inhoudelijke aspecten van deze specificatie zijn in een extra vergadering op 14 december 1998 met de COBcommissie K320 Dynamisch gedrag afgestemd. Daarnaast is het schriftelijk commentaar op de concept-rapportage dd 21 december 1998 verwerkt. In de achterliggende periode heeft, via het Project Management Bureau, tevens afstemming plaatsgevonden met de aannemer. In de commissievergadering van 2 februari 1999 is het rapport op hoofdlijnen goedgekeurd. Het commentaar uit deze vergadering is verwerkt in voorliggend eindrapport. In hoofdstuk 2 van voorliggende rapportage wordt de opzet van de voorziene metingen weergegeven. Hierbij wordt aangegeven welke doelen worden nagestreefd door de uitvoering van de verschillende metingen. Daarnaast wordt de keuze van de meetlocatie, de inrichting van de meetopstelling, positie van instrumenten en wijze van uitvoering aangegeven, inclusief de overwegingen voor een bepaalde keuze. In de volgende hoofdstukken wordt de gekozen opzet van de metingen nader gespecificeerd. 1

10 COB: K300-W-002 definitief maart 1999 Hoofdstuk 2 Opzet van de metingen 2.1 Doelstelling Het deelproject Dynamisch gedrag binnen het Praktijkonderzoek Botlekspoortunnel is opgezet om een aantal modellen (in het bijzonder het model ontwikkeld door CUR/COB commissie L400) te valideren voor trillingshinder rondom spoortunnels. Metingen die een dergelijke validatie mogelijk maken, zijn (voor de Nederlandse omstandigheden) niet beschikbaar. De buitenlandse literatuur op dit gebied is zeer beperkt en door de geheel andere bodemomstandigheden niet of nauwelijks bruikbaar. De enige (uitgebreide) set metingen die in dit kader bekend is, is de meting bij de Tweede Heinenoordtunnel, in het kader van studies voor de Noord-Zuidlijn in Amsterdam. Het betreft hier geen spoorwegtunnel, maar de resultaten van de proef bij de Tweede Heinenoordtunnel zullen wel degelijk kunnen bijdragen aan de validatie van (aspecten van) trillingshindermodellen. Primair draait het in dit project om de validatie van het L400-model, maar er wordt tevens een aantal Eindige Elementen berekeningen gevalideerd. Het L400-model heeft een zogenaamde modulaire opbouw. Voor de trillingsuitbreiding door geboorde tunnels zijn de volgende aspecten apart gemodelleerd: a) de trein als dynamische krachtbron b) de dynamische reactie van de tunnel c) de overdracht van trillingen van de tunnel naar de bodem d) de transmissie van trillingen door de bodem e) de transmissie van trillingen door de tunnel f) de imissie van trillingen in een nabijgelegen gebouw. In dit project wordt ernaar gestreefd de diverse aspecten van het model afzonderlijk te valideren. Daartoe zullen de volgende grootheden dienen te worden gemeten: 1. versnellingen aan de tunnelwand; de tunnelwand wordt op één locatie rondom voorzien van versnellingsopnemers, steeds in drie onderling loodrechte richtingen. 2. rekken aan de tunnelwand; de tunnelwand wordt op één locatie (dezelfde als bij 1) rondom voorzien van rekopnemers, zowel aan de binnenkant van de lining als aan de buitenkant; hiermee kunnen tevens de buigrekken worden vastgesteld 3. gronddrukken op de tunnellining 4. versnellingen in de bodem, zowel op diepte als aan maaiveld 5. versnellingen in heipalen, zowel aan de paalpunt als aan de paalkop. De punten 1 en 2 corresponderen met module b) en e). Onderdeel 3 is bedoeld om validatie van aspect c) mogelijk te maken. Punt 4 hoort bij module d). De versnellingen in de heipalen, punt 5 maken de validatie van f) mogelijk. Verder is er nog een grootheid die als optie in het plan is meegenomen, namelijk: 6. waterspanningen direct onder de tunnel. 2

11 COB: K300-W-002 definitief februari 2006 Deze laatste waarde wordt gemeten om inzicht te krijgen in de problematiek van mogelijk optredende verweking onder de tunnel als gevolg van de cyclische belasting die optreedt bij passage van een trein. In een later stadium van dit rapport wordt ervoor gekozen deze optie meet te nemen in het meetprogramma (paragraaf 2.2.2) Om het totaal van trillingsuitbreiding bij passage van een goederentrein door een geboorde tunnel te kunnen bestuderen, wordt daadwerkelijk gemeten bij passage van een goederentrein, zoals die ook in de toekomst zal rijden op het Betuwespoor. Omdat de diverse aspecten van de trillingsoverdracht sterk frequentieafhankelijk zijn, wordt daarnaast een aantal meetsessies gehouden, waarbij een monochromatisch signaal (kracht) wordt uitgezonden. Deze signalen zullen in de voor trillingshinder relevante range (ruwweg van 1 tot 80 Hertz) uitgezonden worden. Door de financiers van het project Praktijkonderzoek Botlekspoortunnel en door de leden van de deelcommissie Dynamisch gedrag zijn nog enkele aandachtsgebieden m.b.t. trillingsuitbreiding gesignaleerd, waarvoor in het meetplan voorzieningen zijn opgenomen: invloed van een tunnelbuis in de nabije omgeving; daartoe wordt de bron geplaatst in de eerste buis en gemeten in de eerste buis, als de tweede er nog niet is; daarnaast wordt gemeten (in de eerste buis) als beide buizen er liggen met de bron een keer geplaatst in de eerste buis en tweede buis invloed van de onderbouw; daartoe wordt een meetsessie gehouden als de tunnelbuis nog kaal is, maar ook als de onderbouw aanwezig is invloed van de 3-dimensionale effecten; daartoe wordt de met behulp van excitator opgewekte gecontroleerde kracht op diverse locaties in de tunnel uitgeoefend. 2.2 Positie instrumenten In tabel 1 wordt een overzicht gegeven van hoeveelheid instrumenten. De positie van de instrumenten is weergegeven in bijlage A Instrumentatie tunnellining Op een aantal posities over de tunneldoorsnede worden rekopnemers en versnellingsopnemers geplaatst. Alle sensoren worden permanent geplaatst. Bij de keuze van de posities van opnemers is uitgegaan van de volgende randvoorwaarden: de indeling van de tunnelring in segmenten en het feit dat pas tijdens de bouw bekend is op welke positie de segmenten in de ring worden geplaatst globaal aantal voorziene opnemers in het deelprojectplan (zie paragraaf 2.1) uitvoeringsaspecten; met name zoveel mogelijk eenduidigheid van de instrumenten in de segmenten Voor het installeren van opnemers onder de tunnelbuis is het instorten van doorvoeren voorzien (zie paragraaf 4.1.3). Binnen de alle genoemde randvoorwaarden ligt het voor de hand alle segmenten verder identiek te instrumenteren op één positie in het midden van het segment met ernaast de sondeerdoorvoeren. Op elke positie worden in axiale en in twee richtingen tangentiële rekken (binnen- en buitenzijde tunnelsegment) gemeten. De rekopnemers worden in de segmenten, voor het storten, bevestigd aan de wapening. De kabels worden per segment geleid naar een centrale aansluitdoos. Vervolgens wordt het segment gestort. 3

12 COB: K300-W-002 definitief maart 1999 Daarnaast worden op elke positie in 3 richtingen versnellingen (axiale, tangentieel en radiaal) gemeten. De versnellingsopnemers worden, na het boren van de tunnelbuis, op de tunnelwand geschroefd Instrumentatie onder de tunnelbuis In het projectplan zijn waterspanningsmeters en gronddrukmetingen nabij de tunnelbuis voorzien. Het gaat hierbij om de meting van de dynamische gronddruk op de tunnellining en de meting van de waterspanning in de grond direct onder de tunnel. De praktische haalbaarheid van het uitvoeren van deze metingen, inclusief de wijze van plaatsing, zijn nader geëvalueerd. Voor het aanbrengen van de instrumenten voor meting van waterspanning of gronddruk (= waterdruk + korreldruk) zijn er in principe drie mogelijkheden: 1. instorten in de tunnelsegmenten 2. plaatsing door de tunnelwand via een doorvoer 3. plaatsing vanaf maaiveld (boring of wegdrukken). Tijdens de tunnelconstructie wordt de ruimte tussen tunnelsegmenten en de grond geïnjecteerd met grout. Hierdoor wordt de werking van in het tunnelsegment geplaatste gronddruk- en waterspanningsmeters sterk beïnvloed. Een ingestorte waterspanningsmeter met het filter vlak met de buitenzijde van het tunnelsegment kan verstopt raken, of er kan een afgesloten holte ontstaan waarin de waterspanning wordt gemeten. Een op deze wijze aangebrachte gronddrukcel ondervindt ook last van de groutschil rondom de tunnelbuis. Een stijve groutschil zal namelijk spanning naar zich toe trekken, waardoor een te lage grondspanning wordt gemeten. Concluderend moet de wijze van installatie optie 1 worden ontraden. Het risico is groot dat er achteraf twijfels zullen ontstaan over de waarde van de resultaten. Installatie vanaf maaiveld is een goede mogelijkheid voor het plaatsen van meetinstrumenten op enige afstand naast en boven de tunnelbuis. Door schuin te boren (maximaal 20 tot 30 graden) kan enigszins onder de tunnel gemeten worden. Het installeren van gronddruk- en waterspanningsmeters kan door het afstellen van een dynamische gronddruk- en waterspanningsmeter in een boorgat en vervolgens het boorgat secuur af te dichten. Hoewel deze optie 3 technisch haalbaar blijkt en reeds eerder is toegepast, is het grote nadeel dat de metingen niet op de gewenste posities direct onder de lining kunnen worden uitgevoerd. Om deze reden valt optie 3 af. De beste manier om op de gewenste posities direct onder de tunnellining te kunnen meten, is het installeren van gronddruk- en waterspanningsmeters vanuit de tunnelbuis. Dit is de technisch moeilijkst te realiseren optie. Ter voorbereiding op het op deze wijze plaatsen van instrumenten worden instrumentatiedoorvoeren met packer ingestort in de tunnelsegmenten. Het systeem is reeds toegepast bij het uitvoeren van sonderingen onder de Wijkertunnel en de tunnel de Noord (zie bijlage D2 en D3). Omdat vooraf onbekend is waar de segmenten in de ring worden geplaatst, worden alle zeven segmenten voorzien van twee instrumentatiedoorvoeren op de posities van reeds in het bouwproces voorziene injectieopeningen. Locatie en afmetingen van de doorvoeren worden zo gekozen dat het wapeningsontwerp niet hoeft te worden aangepast. Door het voorzien in totaal 14 doorvoeren is het maximaal mogelijke gedaan de instrumenten te plaatsen op de gewenste posities. 4

13 COB: K300-W-002 definitief februari 2006 Bestaande injectie-openingen De mogelijkheid om de bestaande injectie-openingen te gebruiken voor het plaatsen van de instrumenten is geëvalueerd. Deze opening heeft een conische vorm waarbij de diameter aan de binnenzijde en buitenzijde van de tunnel respectievelijk 66 en 83 mm bedraagt (een verschil van 17 mm). Het gebruik van deze openingen heeft technisch gezien een aantal nadelen: er moet achteraf een flens worden gemonteerd op de injectie-opening ten behoeve van het plaatsen van een bolafsluiter en sluisconstructie de afdichtende werking van de packer op een conische betondoorgang kan problematisch zijn: - de diameter van de packer kan maximaal 63 mm bedragen en hiermee moet een doorgang met een diameter van 83 mm worden afgedicht (verschil van 20 mm); terwijl bij een rechte buis dit verschil slecht circa 5 mm bedraagt - onbekend is hoe goed de packer afdicht op het (ruwe?) beton; terwijl met het gebruik van een rechte buis goede ervaringen beschikbaar zijn de grondspanningsmeter moet, om het naar zich toe trekken van spanningen te voorkomen, worden ingebouwd in een vlakke plaat met een diameter van minimaal 65 mm (deze waarde is afkomstig uit laboratoriumonderzoek van Grondmechanica Delft); deze past maar zodanig krap in de injectie-opening dat het tot problemen zal leiden. De suggestie om in de bestaande injectie-opening na het storten een rechte buis te lassen kan gezien de genoemde minimale diameter van de grondspanningsmeter om meettechnische redenen niet. Daarnaast is het de vraag of lekkage op de lange termijn kan worden voorkomen. Concluderend wordt er dus voor gekozen de bestaande injectie-openingen niet te gebruiken en speciale doorvoeren in te storten Instrumentatie palen Op afstanden van 8, 16 en 24 meter uit de tunnelwand zijn drie prefab betonpalen voorzien (zie situatietekening in bijlage A1). De palen worden geheid tot circa 3 meter in de pleistocene zandlaag. Voor de instrumentatie is per paal het volgende voorzien: meting van versnellingen in drie richtingen in de paalpunt; deze sensoren worden permanent geplaatst meting van versnellingen in drie richtingen op de paalkop; deze sensoren worden per meetsessie tijdelijk geschroefd op de paalkoppen. Om het risico van beschadiging van instrumenten door het heien te minimaliseren, worden de instrumenten, na het heien, geplaatst in een buisprofiel. Het profiel is vooraf aangebracht in de prefab betonpalen. Hiervoor wordt voor het storten van de palen vanaf de paalkop tot 0,3 meter voor de paalpunt een stalen vierkant buisprofiel in het midden van de paal bevestigd aan de wapening. Bij de paalpunt is het buisprofiel dichtgelast. Tijdens het storten, opslag, transport en heien van de palen moet het stalen buisprofiel tot aan het installeren van de instrumenten aan de bovenzijde nauwkeurig worden afgesloten. Na het heien van de palen worden de pluggen in de paalkoppen verwijderd en de instrumenten geplaatst op 0,5 meter boven de paalpunt. Door gebruik te maken van de hoeken van het buisprofiel is de oriëntatie van de versnellingsopnemers vastgelegd. Vervolgens wordt het stalen buisprofiel over de gehele lengte geïnjecteerd met krimpvrije mortel. 5

14 COB: K300-W-002 definitief maart Instrumentatie ondergrond Op gelijke diepte en afstanden tot de tunnelwand als de prefab palen worden in de ondergrond versnellingsopnemers permanent geplaatst (zie situatietekening in bijlage A1 en A2). Het gaat hierbij dus om drie locaties, waarbij in drie richtingen de versnellingen worden gemeten. Daarnaast worden per meetsessie losse opnemers tijdelijk geplaatst aan maaiveld, die in drie richtingen de versnellingen meten. Voor het plaatsen van de sensoren in de ondergrond zijn er de volgende mogelijkheden: 1. het uitvoeren van een boring 2. wegdrukken van de opnemers. Bij het maken van een keuze tussen beide mogelijkheden spelen de volgende overwegingen een rol: Voordeel van een boring is dat de positie en oriëntatie van de versnellingsopnemers bij plaatsing goed kan worden bepaald. Bij wegdrukken kan de oriëntatie en positie van de opnemers verlopen. Een nadeel van de boring is dat een relatief groot gat wordt gemaakt, dat later weer zorgvuldig moet worden afgedicht om risico voor het bouwproces te vermijden. De koppeling van de versnellingsopnemers met de omliggende grond kan door de boring worden verstoord omdat bij een boring altijd enige mate van grondontspanning optreedt; dit betekent toch een risico m.b.t. de werking van de instrumenten. Een boring is in vergelijking met wegdrukken relatief duur, echter bij wegdrukken is de fabricage van de conus weer duurder. Alles overwegende is de keus gevallen op wegdrukken, om vooral een goede aansluiting van het instrument op de ondergrond te verkrijgen. Om het belangrijkste nadeel van wegdrukken (verloop oriëntatie en positie) te ondervangen, zal een wegdruktechniek met casing worden toegepast. Daarnaast zullen tijdens het wegdrukken de helling van de sondeerstreng worden gemeten. Het gat wordt na plaatsing zorgvuldig afgedicht. Meting Tunnellining (7 posities) Prefab palen (aantal 3) Rek 7x axiaal 14x tangentieel Versnelling 7x axiaal 6x hor., loodrecht 7x tangentieel t.o.v. de tunnel 1) 7x radiaal 6x hor., evenwijdig 1x vibrator aan de tunnel 1) 6x vertikaal 1 Waterspanning Gronddruk Aantal meetkanalen ) 3x permanent geplaatst en 3x tijdelijk (per meetsessie) aan maaiveld geplaatst ondergrond (totaal 9 locaties) 6x hor., loodrecht t.o.v. de tunnel 1) 6x hor., evenwijdig aan de tunnel 1) 6x vertikaal 1 3x 3x Tabel 1. Overzicht instrumenten Opmerking: het totaal aantal sensoren is 85 stuks; hiervan worden er 66 stuks ingekocht. De overige 19 stuks worden op huurbasis ingezet op de palen, maaiveld en vibrator. 6

15 COB: K300-W-002 definitief februari Keuze meetlocatie De omgeving van de Botlekspoortunnel biedt weinig ruimte voor de keuze van een meetlocatie. Uitgangspunten bij de keuze zijn: Er moeten heipalen en versnellingsopnemers geplaatst worden op enkele tientallen meters van de tunnel. Het is bovendien wenselijk dat de palen/ontvangers in een gebied staan met zo min mogelijk verstorende elementen, zoals wegen of gebouwen. Er moet gemeten kunnen worden als er één tunnelbuis ligt en als beide tunnelbuizen liggen. Het eerste uitgangspunt levert een zeer strenge beperking op. In de omgeving van de tunnel ligt een wirwar van kabels en leidingen, die in feite slechts twee echte open plek vertonen. De eerste plek is gelegen op de Oostoever, globaal tussen en Deze locatie is echter buitendijks waardoor het terrein in ieder geval een deel van het jaar praktisch onbegaanbaar zal zijn voor de noodzakelijke voertuigen. De andere plek ligt op de Westoever tussen en Locatie wordt gebruikt wordt voor Meetkruis MQ3; het lijkt om uitvoeringstechnische redenen (vrijwel gelijktijdige aanleg, mogelijke beschadiging) onwenselijk om daarmee te interfereren. De voorziene instrumenten in MQ3 kunnen gezien de lage meetfrequenties geen bijdrage leveren voor het onderzoek naar dynamisch gedrag. Concluderend is de meest geschikte locatie omdat deze locatie is gelegen binnen de hekken van het bouwterrein, zodat er geen onteigeningsprocedures en dergelijke aan te pas hoeven te komen. De locatie is uit praktische overwegingen zo dicht mogelijk tegen het hek gekozen (zie de situatietekening in bijlage A1). Een nadeel van deze locatie is, dat er een dwarsverbinding vrij dichtbij gepland is, die een verstoring in de metingen zou kunnen leveren. In dat geval wordt de locatie verschoven richting meetkruis MQ3 en zal er een vergunningsprocedure moeten worden opgestart. 7

16 COB: K300-W-002 definitief maart 1999 Hoofdstuk 3 Specificatie 3.1 Meetinstrumenten Programma van eisen Alle meetinstrumenten dienen een frequentiebereik te hebben van minimaal Hz. Dit is gebaseerd op het volgende: de predictieberekeningen ten behoeve van de validatie van het model worden uitgevoerd in het bereik 5 50 Hz de in de doelstelling geformuleerde range 1 80 Hz de SBR-schaderichtlijn hanteert een meetbereik Hz. Omdat de resultaten van de predictieberekening niet beschikbaar zijn, is op basis van vergelijkbare metingen een inschatting gemaakt van de verwachte signalen in de tunnelbuis, palen en ondergrond. Hiermee zijn de specificaties opgesteld waaraan de verschillende meetinstrumenten moeten voldoen. Het resultaat wordt weergegeven in tabel 2. Meetinstrument Meetbereik Nauwkeurigheid Resolutie Versnellingen +/- 0,2g 250 g 20 g Rekken +/ Waterspanningen +/- 150 kpa 1 0,5 kpa 0,1 kpa Gronddrukken +/- 300 kpa 1 1 kpa 0,2 kpa 1 ) meetbereik nadat de stationaire waarde is weggeregeld Tabel 2. Minimum eisen meetinstrumenten Naast de eisen in tabel 2 zijn bij de selectie van sensoren ook een aantal andere criteria gehanteerd zoals de uitvoeringsvorm, bekabeling, levensduur (minimaal 2 jaar) en afmetingen van de sensor. Vanwege het grote aantal permanent geplaatste sensoren is ook de prijs een belangrijke factor Keuze sensoren en calibratie In tabel 3 worden de gekozen sensoren, inclusief belangrijkste specificaties aangegeven. De uitgebreide specificaties zijn opgenomen in bijlage B1. Meetinstrument Meetbereik Nauwkeurigheid Resolutie Versnellingen: QLC-400 +/- 10g 200 g (0,2 %FS) 10 g Rekken: TNO hele brug +/ Oneindig Waterspanningen: XTC-190M 170 kpa 0,26 kpa (0,15 %FS) Oneindig Gronddrukken: VM kpa 2,8 kpa (0,2 %FS) Oneindig (FS= Full Scale) Tabel 3. Keuze sensoren 8

17 COB: K300-W-002 definitief februari 2006 Alle sensoren voldoen aan de minimum eisen behalve de gronddrukcel die niet aan de wensen met betrekking van nauwkeurigheid kan voldoen. Vanwege de afmetingen en uitvoeringsvorm is deze gronddrukcel toch het meest geschikt. De sensoren worden gekalibreerd door de leverancier. Het resultaat wordt gepresenteerd in een kalibratie certificaat. 3.2 Data-acquisitiesystemen Het data-acquisitiesysteem bestaat uit de volgende componenten: Sensor: het meetelement Signalconditioning: het geschikt maken van de analoge signalen voor de datalogger Datalogger (A/D conversie en opslag): omzetten van de analoge signalen in digitale signalen en opslag. Hierbij worden alleen de ruwe meetsignalen (in mv en ma) opgeslagen. In de praktijk zullen de metingen worden uitgevoerd door per meetsessie (tijdelijk) twee dataacquisitiesystemen te plaatsen, die via een kabel met een lengte van circa 1 km worden gesynchroniseerd. Het ene meetsysteem (A) wordt in de tunnel geplaatst het andere meetsysteem (B) bevindt zich op het maaiveld bij de geïnstalleerde palen. Het totaal aantal meetkanalen is 87. Beide data-acquisitiesystemen dienen te voldoen aan de algemene specificaties in tabel 4. Per type meting wordt vervolgens aangeven aan welke specifieke eisen het meetsysteem tevens moet voldoen. Meetsysteem Aantal kanalen Bemonsteringsfrequentie Meetsysteem A: in de tunnel Meetsysteem B: aan maaiveld Synchronisatieverschil Synchronisatie of asdetectie: 1 Versnellingen segmenten: 21 Versnelling vibrator:1 Rekken segmenten: 21 Gronddruk onder lining: 3 Waterspanning onder lining: 3 Totaal 50 kanalen Synchronisatie of asdetectie: 1 Versnellingen palen: 18 Versnellingen grond: 18 Totaal 37 kanalen <1 ms Meetperiode 500 Hz Excitatie trein: 30 s Excitatie vibrator: 10 s 500 Hz Excitatie trein: 30 s Excitatie vibrator: 10 s Tabel 4. Minimum algemene eisen data-acquisitiesysteem Versnellingsmeting De versnellingsopnemers zijn voorzien van een stroom uitgang en kunnen met behulp van een weerstand van hoge kwaliteit worden omgezet in een spanningssignaal die direct aan de datalogger kan worden aangeboden. Hierdoor kan een signalconditioning met behulp van signaalversterkers in principe achterwege blijven. Wel dienen langs elektronische weg de verticale versnellingsopnemers gecompenseerd te worden voor de heersende zwaartekracht. Met de weerstand wordt het volle bereik op +/- 0,2g afgeregeld. 9

18 COB: K300-W-002 definitief maart 1999 Gezien de gewenste resolutie dient minimaal een 16 bits A/D convertor (15 bits en 1 signbit) te worden gebruikt voor de omzetting van analoge signalen in digitale signalen. Bij een 16 bits A/D convertor is het Least Significant Bit (LSB): 6,1 g. Dit is beter dan de resolutie van de sensor en voldoet aan de gestelde eisen in tabel 1. Alternatief: Het is toegestaan eerst een voorversterking uit te voeren en vervolgens een 13 bits A/D (12 bits en signbit) conversie toe te passen. De voorversterking (lineairiteit, ruisniveau) en A/D conversie dienen zodanig te worden uitgevoerd dat wordt voldaan aan de gestelde eisen in tabel Rekmetingen De rekopnemers zijn voorzien van een volle brug van rekstrookjes. De output bedraagt hiervan 2,6 mv/v. Ten behoeve van het leveren van een stabiele voedingsspanning en afregelen van de rekopnemers zal een signalconditionor worden gebruikt. Deze dient te voldoen aan de gestelde specificaties in tabel 1 en 3. De signalconditionor moet zo worden afgeregeld dat in stationaire toestand de output nul is en dat het volle bereik wordt afgeregeld op +/ Gezien de gewenste resolutie dient minimaal een 13 bits A/D convertor (12 bits en signbit) te worden gebruikt voor de omzetting van analoge signalen in digitale signalen. Bij een 13 bits A/D convertor is het Least Significant Bit (LSB): 0,37. Dit voldoet aan de gestelde eisen in tabel Waterspanningsmetingen De waterspanningsmeters geven bij een nominale voeding van 10 V bij volle schaal een output van 100 mv. Ten behoeve van het leveren van een stabiele voedingsspanning en afregelen van de rekopnemers zal een signalconditionor worden gebruikt. Deze dient te voldoen aan de gestelde specificaties in tabel 1 en 3. De signalconditionor moet zo worden afgeregeld dat in stationaire toestand de output nul is en dat het volle bereik wordt afgeregeld op +/- 150 kpa. Gezien de gewenste resolutie dient minimaal een 12 bits A/D convertor (11 bits en signbit) te worden gebruikt voor de omzetting van analoge signalen in digitale signalen. Bij een 12 bits A/D convertor is het Least Significant Bit (LSB): 0,07 kpa. Dit voldoet aan de gestelde eisen in tabel Gronddrukmetingen De waterspanningsmeters geven bij een nominale voeding van 7,5 V bij volle schaal een output van 100 mv. Ten behoeve van het leveren van een stabiele voedingsspanning en afregelen van de rekopnemers zal een signalconditionor worden gebruikt. Deze dient te voldoen aan de gestelde specificaties in tabel 1 en 3. De signalconditionor moet zo worden afgeregeld dat in stationaire toestand de output nul is en dat het volle bereik wordt afgeregeld op +/- 300 kpa. Gezien de gewenste resolutie dient minimaal een 12 bits A/D convertor (11 bits en signbit) te worden gebruikt voor de omzetting van analoge signalen in digitale signalen. Bij een 12 bits A/D convertor is het Least Significant Bit (LSB): 0,15 kpa. Dit voldoet aan de gestelde eisen in tabel 1. 10

19 COB: K300-W-002 definitief februari Trillingsbronnen Belangrijkste eis voor de trillingsbron is dat minimaal trillingen in het bereik 5 tot 85 Hz kunnen worden opgewekt met een zodanige amplitude dat deze met behulp van de gespecificeerde meetinstrumenten in tabel 1 kunnen worden geregistreerd. Verder dient de bron de tunnelbuis in verticale richting te belasten. Als bron voor de meting wordt het volgende ingezet: 1. (seismische) vibrator (3 meetsessies) 2. zware goederentrein (1 meetsessie). Voor de eerste drie meetsessies wordt de vibrator ingezet. De vierde meetsessie wordt uitgevoerd met treinen als bron. Ten opzichte van een valgewicht, zoals toegepast bij dynamische metingen bij de Tweede Heinenoordtunnel, biedt de vibrator de volgende voordelen: er kan een gecontroleerde trilling van een bepaalde frequentie worden opgewekt, waardoor duidelijke signaalherkenning mogelijk is hetgeen de interpretatie van de metingen vergemakkelijkt optimaal voor validatie van de rekenmodellen (ook hier wordt bij een bepaald aantal frequenties de gehele overdracht van signalen doorgerekend) de belasting van de tunnel is minimaal. Er zijn tot nu toe twee bedrijven gevonden met een dergelijk systeem, die op huurbasis kunnen worden ingezet: Shaker van TNO, bereik Hz, maximaal 4 kn belasting P-wave vibrator van OYO-CAG, Hz, maximale belasting 0,5 kn; door de leverancier wordt aangegeven dat onder deze omstandigheden ook frequenties beneden 10 Hz haalbaar zijn. De specificaties van beide systemen wordt gegeven in bijlage B2. Gezien het gespecificeerde bereik en de opgedane ervaring met de Shaker met vergelijkbare probleemstellingen verdient dit systeem de voorkeur. 11

20 COB: K300-W-002 definitief maart 1999 Hoofdstuk 4 Plaatsing van de instrumenten 4.1 Meetinstrumenten in de tunnellining Versnellingmetingen Ter voorbereiding op de plaatsing worden de sensoren gemonteerd in een houder waarbij de drie sensoren zich allen loodrecht op elkaar en loodrecht op de montagezijde van de houder bevinden. Na plaatsing staat één van de drie sensoren dus precies radiaal de ander twee meten het horizontale vlak loodrecht daarop in twee richtingen onderling loodrecht op elkaar. Een voorbeeld van een plaatsingshouder voor de versnellingsopnemers in de tunnel wordt in bijlage C1. De sensoren worden voorzien van kabel en verbinding voldoen aan de volgende eisen: per sensorsignaal afgeschermd PUR-mantel trekontlasting van de kabel op de houder zodanig afgewerkt (ingieten) dat wordt voldaan aan (min. IP 65). Tijdens de plaatsing wordt de houder op de tunnelwand bevestigd met schroeven/pluggen. De gehele constructie dient zodanig te worden uitgevoerd dat de versnellingsensor mechanisch stijf bevestigd is op de wand van de tunnel. De lengte van de schroef in de wand bedraagt maximaal 45 mm. (De minimale dekking van de wapening is 50 mm) Rekmetingen De instrumenten worden voor het storten van de tunnelsegmenten gefixeerd op de wapeningsstaven van de tunnelsegmenten. De vorm van het wapeningsnet is op dit moment niet goed bekend. De specificaties zijn gebaseerd op de volgende aanname: binnenzijde tunnel: een kruisnet met staven (diameter 10/12 mm) en opening mazen 100 x 250 mm. buitenzijde tunnel: een tangentiële wapening (diameter 10/12 mm) en ruimte 100 mm de wapening heeft een dekking van 50 mm (zowel binnen als buitenzijde lining). Twee rekopnemers worden in tangentiële richting geplaatst op het binnenste en buitenste wapeningsnet. De derde rekopnemer wordt geplaatst in axiale richting op het binnenste wapeningsnet. De rekopnemers worden met staaldraad gevlochten aan de staven op een zodanige wijze dat ze tijdens het storten niet kunnen verschuiven (zie tekening in bijlage C3). Opmerking: het is toegestaan, indien noodzakelijk dit in de uitvoering nodig blijkt, de tangentiële rekopnemers en kabeldoos maximaal +/- 0,2 m uit het midden in tangentiële richting te verschuiven. 12

21 COB: K300-W-002 definitief februari 2006 Aan de binnenzijde van het segment wordt een kleine kabeldoos tussen het kruiswapeningsnet geplaatst met afmetingen van circa 80x230x100 mm. De doos wordt gefixeerd aan de wapeningsstaven. De deksel van de kabeldoos (80x230 mm) ligt vlak met de binnenzijde van de meetring. Hierin komen de kabeleinden van de drie rekopnemers uit met een extra lengte van 0,5 meter. De kabeldoorvoeren bestaan uit wartels type PG, de doos is waterdicht (minimaal IP 66). De bekabeling wordt via de wapeningsstaven naar de kabeldoos geleid. Hierbij worden de kabels minimaal elke 20 cm met tire-raps gefixeerd. Opmerking: het is toegestaan, indien noodzakelijk in verband met het plaatsen van de segmenten in de ring, de positie van de kabeldoos te wijzigen Waterspannings- en gronddrukmetingen Werkwijze Direct onder de tunnellining worden, na aanleg van de tunnelbuis, waterspanningsmeters geplaatst op drie locaties en gronddrukmeters geplaatst op drie locaties. Doel is het dynamisch meten van de waterspanningen en gronddrukken direct onder de tunnellining. De opnemers worden, via een speciale voorziening, door de wand van de tunnel geïnstalleerd vanuit de tunnelbuis. Ter voorbereiding van het plaatsen van de waterspanningsmeters door de tunnelsegmenten is een instrumentatie doorvoer met packer voorzien. De doorvoer wordt voor het storten aangebracht in de wapeningsconstructie (zie bijlage D1-1 en D1-2). Het systeem is reeds toegepast bij het uitvoeren van sonderingen onder de Wijkertunnel en de tunnel de Noord. Tijdens het storten en van het segment dienen beide zijden van de doorvoer nauwkeurig te worden afgesloten. Voor de plaatsing van de segmenten in de ring wordt de doorvoer afgedicht met een packer en blindflens met pakking. Hierdoor is de waterdichtheid tijdens de tunnelbouw optimaal. Voor het plaatsen van de waterspanningsmeter wordt de blindflens verwijderd en een afsluiter met sluisconstructie geplaatst (zie bijlage D2). Voor het losmaken van de packer is een speciaal stuk gereedschap beschikbaar, die via de sluisconstructie wordt ingebracht; het gereedschap dicht via o-ringen af op de ingang van de sluisconstructie. Alvorens de afsluiter wordt geopend wordt de sluisconstructie onder waterdruk gebracht om bij het verwijderen van de packer instroom van (grond) materiaal te verhinderen. Na het verwijderen van de packer wordt op gelijke wijze een kernboor via de sluisconstructie ingebracht. De as van de kernboor wordt via een afdichting doorgevoerd in de sluisconstructie; het boorapparaat bevind zich dus in de tunnel (atmosferisch) en de kernboor in het grondpakket onder druk. Na het onder waterdruk brengen wordt door de groutschil (circa 25 cm dik) geboord en de kern verwijderd. Er dient rekening mee gehouden te worden dat plaatselijk de groutschil dikker kan zijn (aanname: maximaal circa 50 cm). Daarna wordt het meetinstrument geplaatst. Dit bestaat uit een packer met een doorvoer voor een staaf met kabel. De doorvoer bestaat uit een lager met o-ring afdichting. Aan de voorzijde van de staaf (richting de tunnelbuis uit) is de meetsensor gemonteerd. De speciale packer met staaf en meetsensor wordt via de sluisconstructie aangebracht op het einde van de sondeerdoorvoer. Vervolgens wordt de sluisconstructie verwijderd en kan, afhankelijk van het type meting de meetsensor (gronddruk of waterspanning) worden geplaatst. De precieze wijze van plaatsing voor de waterspannings- en gronddrukmeter verschillen namelijk essentieel: 13

22 COB: K300-W-002 definitief maart 1999 De waterspanningsmeter wordt los geplaatst in de grond. De opnemer met filterconstructie wordt circa 10 tot 30 cm weggedrukt in de grond. Daarna wordt de meter ontkoppeld en de staaf minimaal 5 cm teruggetrokken, waardoor trillingen van de constructie niet kunnen worden overgebracht op de opnemer. Dit gebeurt omdat het hierbij om meting van de waterspanning in de omliggende grond zonder de effecten van, door trillingen opgewekte, waterspanningen. De gronddrukcel wordt gefixeerd aan de tunnellining. De opnemer is vast gemonteerd aan de staaf en ingebed in een plat vlak. Na het vastzetten van de packer wordt de gronddrukmeter naar buiten geduwd totdat deze in contact komt met het onderliggende grondpakket en vervolgens gefixeerd. Dit gebeurt omdat het bij deze meting juist gaat om de interactie tussen de tunnelbuis en omliggende grond. Installatie apparatuur Voor het plaatsen van de instrumenten wordt gebruik gemaakt van de volgende apparatuur: bolafsluiter en sluisconstructie conform de bijlagen D1, D2 en D3 (lengte maximaal 1,5 meter) kleine hydraulische pers (lengte maximaal 1,5 meter) hoogwerker en/of kleine kraan. Afwerking Na de plaatsing van de instrumenten wordt de werking gecontroleerd door middel van metingen. Vervolgens wordt de doorvoer dichtgegegrout met krimpvrije mortel en een blindflens met kabeldoorvoer type PG gemonteerd. Hiermee is de afdichtende werking van het tunnelsegment hersteld. De niet gebruikte doorvoeren, waarvan er een aantal omhoog gericht zijn, worden als volgt afgewerkt. Eerst worden de blindflenzen verwijderd. Vervolgens wordt een houten dummy blindflens gemonteerd met een opening voor de groutinjectie. Na uitharding van het grout worden de dummyflenzen verwijderd en vervangen door de originele flensen met pakking. Specificaties In dit rapport wordt het instrument voor meting van de grond- en waterspanningen, inclusief wijze van plaatsing in globale termen beschreven. Het instrument als geheel is niet commercieel beschikbaar en zal dus moeten worden ontworpen en getekend. Dit valt buiten de scope van deze opdracht, wel worden hier een aantal randvoorwaarden gedefinieerd voor het ontwerp: er dient te worden uitgegaan van de gekozen sensoren (zie paragraaf 3.1) en de beschreven werkwijze en afwerking in deze paragraaf roestvrijstalen doorvoeren en een goede afdichting na plaatsing (levensduur 100 jaar) de sensor VM-750 moet geheel vlak worden ingebouwd in een platte schijf met een diameter van minimaal 65 mm de instrumenten dienen te worden ingebouwd in de doorvoer met een inwendige diameter van 72 mm (zie bijlage D1-2) de inbouw van sensoren, kwaliteit filter en ontluchting dient zo te worden gekozen dat signalen tot een frequentie van 100 Hz ongestoord worden doorgegeven aan de sensor tijdens de plaatsing van instrumenten en boren dient de veiligheid ten alle tijden te worden gewaarborgd; afdichting en inbrengen instrumenten gebeurt via de sluisconstructie (zie bijlage D2). 14

23 COB: K300-W-002 definitief februari Asdetectiesysteem en meldingssysteem Door de Nederlandse Spoorwegen is hiervoor reeds een systeem ontwikkeld. Dit systeem kan worden gekocht bij NSTO. Het systeem werkt op de magnetische inductie veroorzaakt door de passage van een wiel van de trein. Twee van dergelijke asdetectiesystemen (één per spoorrail) worden in principe aangebracht in het hart van de meetring. Om uitvoeringstechnische redenen mag hiervan maximaal +/- 3 meter worden afgeweken. De gerealiseerde positie dient nauwkeurig in x, y en z coördinaat (RD en NAP) en ten opzichte van de meetring te worden ingemeten. Het optisch meldingssysteem wordt aangeraden, maar is niet verplicht. Het meldingssysteem wordt, indien toegepast, op 400 meter (+/- 0,1 meter) van het hart van de meetring aangelegd. De kabel wordt naar de tunnelwand geleid in een kabeldoosje van 100 x 100 x 50 mm (minimaal IP 65). Tijdens metingen wordt het meldingsysteem via een 400 meter lange kabel naar het opgestelde data-acquisitie systeem gebracht. 4.2 Meetinstrumenten in de ondergrond Het plaatsen van de versnellingsopnemers wordt uitgevoerd door ze op een speciale manier weg te drukken. Hiervoor wordt eerst een GMF-casing met standaard sondeerstreng en een georiënteerde hellingconus weggedrukt tot circa 1 meter boven de pleistocene zandlaag. Daarna wordt de sondeerstreng getrokken en vervangen door een conus met drie versnellingsopnemers. Vervolgens wordt de conus met versnellingsopnemers vanuit de casing circa drie meter weggedrukt in de pleistocene zandlaag en ontkoppeld waarbij circa 2 meter sondeerstang achterblijft. Tijdens het trekken wordt de casing afgevuld met bentonietcement. Door het toepassen van deze speciale wegdruktechniek wordt: het verloop in de positie van de conus met versnellingsopnemers gemeten m.b.v. de conus met hellingmeting: de laatste 3 meter wordt niet gemeten maar verkregen door extrapolatie van de waarnemingen het verloop van de oriëntatie van de conus geminimaliseerd omdat deze in de casing juist kan worden gepositioneerd een maximale aansluiting met de grond verkregen, is de grootte van het gat minimaal en de afdichting optimaal. 4.3 Meetinstrumenten in de palen Om risico van beschadiging van instrumenten door het heien te minimaliseren worden de instrumenten na het heien geplaatst in een buisprofiel die vooraf is aangebracht in de prefab betonpalen. Vooralsnog is uitgegaan van prefab palen 250 x 250 mm met een lengte van 30 meter die door extra voorzieningen zijn te transporteren naar de meetlocatie. Voor het storten van de palen wordt vanaf de paalkop tot 0,3 meter voor de paalpunt een stalen vierkant buisprofiel in het midden van de paal bevestigd aan de wapening. Specificatie van het buisprofiel: stalen vierkant profielbuis: 60 x 60 x 3 mm lengte 29,7 meter bij de paalpunt is de buis dichtgelast; bij de paalkop is een tijdelijke plug aangebracht oriëntatie profielbuis ten opzichte van prefab betonpaal in bovenaanzicht (niet op schaal): 15

24 COB: K300-W-002 definitief maart 1999 constructieve eisen: - koppelingen dienen uitgevoerd te worden met moffen; de binnenzijde van het profiel moet glad blijven (maximaal verschil 0,5 mm) - het profiel moet over de gehele lengte recht worden aangebracht (maximale afwijking 10 mm) - het profiel moet ongeveer in het midden worden aangebracht volgens aangegeven oriëntatie (afhankelijk van de wapening is een afwijking van maximaal 50 mm toegestaan) - de lasnaden van de buisprofielen dienen allen in elkaars verlengde te worden aangebracht. Na het heien van de palen worden de pluggen in de paalkoppen verwijderd en de instrumenten geplaatst op 0,5 meter boven de paalpunt. Door tijdens de plaatsing gebruik te maken van de hoeken van het buisprofiel is de oriëntatie van de versnellingsopnemers vastgelegd. In bijlage C2 wordt getoond hoe de versnellingssensoren worden gemonteerd in een houder die precies past in de stalen profielbuis. Na montage van de sensoren en de kabel met trekontlasting wordt de houder volgegoten met epoxy. Plaatsing gebeurt met behulp van een peilstok, bestaande uit delen van circa 3 meter. De delen van de peilstok zijn voorzien rechtdraaiende schroefdraad. De bevestiging van de peilstok op de houder heeft linksdraaiende schroefdraad zodat op de juiste diepte kan worden ontkoppeld. Vervolgens wordt het stalen buisprofiel over de gehele lengte, van onderaf, geïnjecteerd met krimpvrije mortel. Dit wordt uitgevoerd door een kunststof slang tot beneden in de stalen buis te brengen. Een eis hierbij is dat ook het instrument goed door de grout wordt omhuld. De paalkoppen staan dus gedurende langere tijd boven het maaiveld. Indien noodzakelijk dient hiervoor een tijdelijke ontheffing te worden regelen. In ieder geval dient de bekabeling over de bovenste 5 meter van de paal niet te worden ingestort zodat bij het inkorten van de palen in ieder geval de metingen in de paalpunt toch kunnen worden uitgevoerd. 4.4 Meetinstrumenten bovengronds Bovengronds worden versnellingssensoren geplaatst op de paalkoppen p1 tot en met p3 en op maaiveld bij de punten s1 tot en met s Werkwijze paalkoppen De versnellingssensoren worden, geplaatst in een behuizing conform bijlage C1, met schroeven en pluggen bevestigd aan de paalkoppen op circa 0,5 meter boven maaiveld. Door hergebruik van de pluggen worden de instrumenten, per meting, op precies dezelfde positie bevestigd aan de paalkop. De oriëntatie van horizontale versnellingssensoren is bij voorkeur loodrecht en evenwijdig aan de tunnelas. De precieze positie en oriëntatie van de instrumenten wordt in de meetverslagen vastgelegd Werkwijze maaiveld Voor het plaatsen van de instrumenten aan maaiveld zijn er twee eisen: een goed contact met de omliggende grond een soortelijk gewicht van meetinstrument zoveel mogelijk in de orde-grootte van de omliggende grond. 16

25 COB: K300-W-002 definitief februari 2006 Om dit te realiseren worden de drie versnellingssensoren (2x horizontaal en 1x verticaal) per locatie los van elkaar geplaatst. De versnellingssensor wordt geplaatst in een houder die via een schroefverbinding is bevestigd aan een 300 mm lange roestvrijstalen pen (diameter 10 mm). Bij plaatsing van het instrument wordt eerst een circa 25 cm diep gat gegraven. Vervolgens wordt de pen in de grond geslagen en de houder met sensor op de pen geschroefd. Het gat wordt gevuld met zand en aangedrukt. De oriëntatie van horizontale versnellingssensoren is bij voorkeur loodrecht en evenwijdig aan de tunnelas. De precieze positie en oriëntatie van de instrumenten wordt in de meetverslagen vastgelegd. Na de metingen worden de houder met sensor verwijderd, terwijl de pen achterblijft in de ondergrond. Het schroefdraad wordt beschermd met een flinke gekleurde dop zodat de pennen in een later stadium kunnen worden kunnen worden hergebruikt. De locatie dient te worden gemarkeerd en beschermd. 4.5 Bekabeling In de tunnel De bekabeling van de sensoren worden vanaf het punt op de tunnel wand via kabelgoten naar een centraal punt geleid. Hier wordt een afsluitbare aansluitbox (minimaal IP65) met klemstroken (afmetingen 500x500x200 mm) geplaatst op de tunnelwand. Bevestiging met schroeven en pluggen. De positie van de kabelgoten en aansluitbox wordt gegeven in bijlage A3. De kabels voor de rekopnemers zullen eerst moeten worden opgelengd. Hiervoor wordt een kabelverbinding gemaakt en ingegoten. De versnellingsopnemers worden geplaatst met de juiste hoeveelheid bekabeling. Voor de keuze van de kabels wordt het volgende gespecificeerd: per sensorsignaal afgeschermd PUR-mantel. Over het onderste deel van de tunnel wordt op een bepaald moment een vloer gestort (inlay) met een waterafvoer. De bekabeling moet zo worden aangelegd dat de afvoer niet wordt gekruist. Dit gebeurt door het aanbrengen van bekisting en wapening en dit vervolgens vol te storten met beton. De sensoren en kabels dienen, indien nodig, over dit deel van de tunnel hiertegen extra mechanisch te worden beschermd door het plaatsen van stalen kappen over de sensoren en kritische delen van de bekabeling Aan maaiveld Alle sensoren worden geleverd met de juiste kabellengte. De specificaties van de kabel zijn gelijk met de kabelspecificaties in paragraaf De kabels uit de palen en ondergrond worden naar een centrale afsluitbare aansluitbox (minimaal IP66) met klemstroken (afmetingen van 500x500x200 mm) geleid. De kabels worden op 0,5 meter onder maaiveld aangelegd. Op de paalkoppen wordt over het deel dat boven de grond uitsteekt de kabels door een kabelgoot geleid. De positie van bekabeling en aansluitbox wordt gegeven in bijlage A4. 17