Bouw van de elementen

Op de bodem van het bouwdok wordt een uitvullaag van grind of gedraineerd zand aangebracht, met hierop een bekistingplaat. De bovenkant van de uitvullaag wordt in het gewenste profiel afgewerkt. De uitvullaag voorkomt tevens dat het element bij opdrijven aan de bodem blijft ‘kleven’. Om dit ‘kleven’ te voorkomen wordt de voorkeur aan grind gegeven, omdat dat een hoge water doorlatendheid heeft.

Gebruikelijk is dat elk element vervolgens wordt gebouwd in een aantal stortmoten van ca. 20 meter lengte. Opgemerkt wordt dat de tendens in de markt is deze lengte groter te willen kiezen.  Zie ook de algemene beschrijving van functie van mootvoegen in Zink-, sluit- en mootvoegen afgezonken tunnels (art. nr. 95).

Op de bekistingplaat wordt eerst de tunnelvloer gestort. Na verharding van de vloer worden de wanden en het dak gestort. Hiervoor zijn twee methoden beschikbaar:

• Alle wanden en dak in één stort: Hierbij worden alleen de buitenwanden en eventueel (afhankelijk van de toelaatbaarheid van scheuren en de koelberekeningen) ook de binnenwanden gekoeld.
• Binnenwanden eerst storten (eventueel met koeling) en daarna buitenwanden en dak tegelijk: In dit geval worden de buitenwanden en, afhankelijk van de koelberekeningen, ook het dak gekoeld.

Met het koelen van vers gestort beton wordt voorkomen dat ontoelaatbare (watervoerende) krimpscheuren ontstaan in een constructiedeel, dat tegen of op een reeds verhard constructiedeel wordt gestort. Overigens dient te worden opgemerkt dat koelen krimpscheuren niet in alle gevallen volledig kan voorkomen. Een voorbeeld hiervan is de 2^e Coentunnel, waar autogene krimp, ondanks koelen, nog steeds tot scheurvorming heeft geleid.

Bij het tegelijkertijd storten van wanden en dak wordt gebruik gemaakt van een z.g. tunnelkist.

Bij enkele recente grote zinktunnel projecten in het buitenland, zoals de Oresund tunnel, is een fabrieksmatige aanpak gekozen waarbij met een ingenieuze installatie een continu doorlopende fabricage van de elementen plaatsvindt. De elementen worden, na voorzien te zijn van wapening en vormwerk in één keer gestort. Zie Baber en Lunnis [134], pagina 373.

Voegvlakken

Aan de kopeinden van de elementen worden voorzieningen getroffen om de elementen in de definitieve situatie waterdicht met elkaar te verbinden. Deze voorzieningen bestaan o.a. uit in te storten stalen omrandingen, bevestigingsmogelijkheden voor afdichtingsprofielen en voegsponningen. In de voegsponningen zijn deuvels en ankerbussen opgenomen voor het doorkoppelen van de voegwapening.

De tunnelelementen dienen na afzinken nauwkeurig op elkaar aan te sluiten en het theoretisch lengteprofiel binnen kleine toleranties te volgen. Hiervoor worden, als de tunnelelementen nog in het bouwdok liggen, instelbare stalen kopplaten in de omrandingen opgenomen. De kopplaten worden na inmeten van de tunnelelementen gesteld en vastgelast. De ruimte tussen kopplaat en omranding wordt geïnjecteerd. Maatafwijkingen in het lengteprofiel van het tunnelelement en in de voegvlakken c.q. omrandingen worden zodoende zo goed mogelijk gecorrigeerd.

Eén voegvlak (primaire eind) wordt voorzien van een tijdelijk afdichtingsprofiel van rubber, het zogenaamde Gina-profiel. Het andere voegvlak (secundaire eind) is door middel van de kopplaat glad afgewerkt zodat het tijdelijke afdichtingsprofiel bij afzinken waterdicht zal aansluiten.

Na afzinken wordt de zinkvoeg verder afgewerkt. Dit houdt o.m. in:

• het aanbrengen van een tweede afdichting met behulp van een omegaprofiel;
• het aanbrengen van deuvels en voegwapening;
• het aanstorten van de voeg in de vloer en wanden;
• het aanbrengen van een hittewerende bekleding in de voeg ter plaatse van het dak en het bovenste gedeelte van de wanden.

Tijdelijke voorzieningen

Ten behoeve van het opdrijven, transporteren, afzinken en funderen van de tunnelelementen worden een aantal tijdelijke constructies aangebracht die na dit proces geheel of gedeeltelijk worden verwijderd. Dit zijn:

• Kopschotten: Het tunnelelement wordt hiermee in de bouwfase aan de einden afgesloten. Hierdoor ontstaat een gesloten doosconstructie, die bij een juiste dimensionering van de tunneldoorsnede zelfdrijvend is.
• Ballasttanks: Ten behoeve van het tijdelijk ballasten van het tunnelelement in de opdrijf- en afzinkfase worden in het element ballasttanks geplaatst. De ballasttanks zijn stalen containers of kunnen zijn opgebouwd uit stalen balken met houten of betonnen schotten.
• Voorspanning: De moten van een tunnelelement worden ten behoeve van het opdrijven, transport en afzinken met elkaar verbonden door middel van voorspanstrengen.
• Opleggingen: Het tunnelelement wordt voorzien van tijdelijke oplegconstructies, een primaire oplegging bestaande uit een kinoplegging aan het primaire eind en een neusoplegging aan het secundaire eind van het element. De neus is voorzien van een vanginrichting (zoeker of vang genoemd) en de kin is uitgerust met een pen. Deze voorzieningen zorgen er tijdens het afzinken voor dat de neusoplegging van het af te zinken element precies op de kinoplegging van het reeds afgezonken element terechtkomt. Onder het tunnelelement, op ca. een kwart van de elementlengte gemeten vanaf het secundaire eind, wordt een stelsel van hydraulisch bediende stempelpennen aangebracht, de z.g. secundaire oplegging.
• Bolders: T.b.v. het vastmaken van sleep- en verhaaldraden bij het transporteren en positioneren van het tunnelelement.
• Hijsogen: T.b.v. het vastmaken van hijsdraden.
• Toegangsopening: In het dak van het tunnelelement wordt een afsluitbare opening gemaakt met aansluitvoorzieningen voor een toegangskoker.
• Onderstroomvoorzieningen: Afhankelijk van het systeem worden in de vloer (en buitenwanden) van het tunnelelement buizen aangebracht t.b.v. het transport van het onderstroomzand. Deze buizen monden onder de vloer uit met injektieopeningen.
• De juiste plaats van de oplegpennen, ballasttanks etc. en de dimensionering van de doorsnede is o.a. afhankelijk van de berekening van transport- en afzinkbelastingen in het element en de evenwichtsberekeningen.

Kritische aspecten:

• ontwerp dwarsprofiel, rekening houdend met inwendige kokerafmetingen, sterkteberekeningen en evenwichtsberekeningen;
• koeling wanden;
• stellen omrandingen en kopplaten;
• waterdichtheid omrandingen.