Risicoanalyse boorfrontstabililteit

Om de grond aan het boorfront van een tunnelboormachine (TBM) stabiel te kunnen afgraven dient dit boorfront door middel van een steundruk te worden gestabiliseerd. Bij een TBM van het type "vloeistof-ondersteund" gebeurt dit met behulp van een onder druk staande kleisuspensie, die daarbij ten dele het grondmassief indringt. Om een beter inzicht te verkrijgen in de hierbij benodigde steundruk en een beter inzicht te verkrijgen in hierbij optredende mechanismen en de daaraan gekoppelde kans op een instabiliteit is een niveau-II probabilistische berekening uitgevoerd. Onderzoek Bij dit onderzoek zijn verschillende mechanismen in beschouwing genomen, zoals globaal actief en passiefbezwijken (vervorming tot maaiveld); lokale instabiliteiten, die kunnen leiden tot het stilvallen van het boorproces, zoals microinstabiliteit, suffosie, liquefaction, hydraulic fracturing, instromend grondwater en wegstromende slurry. Met behulp van een foutenboom-analyse zijn deze mechanismen tot een samenhangend model voor boorfrontstabiliteit gevormd. Vervolgens is het gedrag van dit model met behulp van de methode AFDA "Approximate Full Distribution Approach" onderzocht, en is een beter inzicht verkregen in de samenhang van de maatgevende mechanismen, en de daaruit volgende kans op falen. Tevens is een beslissingsmodel toegevoegd, waaruit het risiconiveau als functie van de steundruk is uit te rekenen. Uitkomst In de figuur, waarin karakteristieke uitkomsten van het model zijn weergegeven is te zien dat er slechts een beperkte bandbreedte voor de steundruk beschikbaar is. De steundruk met de minimale kans op falen kan direct uit een dergelijke grafiek worden afgelezen. Het blijkt dat bij relatief lage steundrukken het globaal actief bezwijken en instromend grondwater maatgevend zijn. Bij relatief hoge steundrukken zijn liquefaction en opbarsten als gevolg van hydraulic fracturing maatgevend. Vit het beslissingsmodel blijkt dat het veiliger is om met een lage ingestelde steundruk te werken, ondanks dat de faalkans groter is, blijkt dat het risiconiveau lager ligt.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience