The effect of tunnelling technology on ground control

Abstract

The effects of tunnelling technology on ground control are studied for the Hydroshield Boring Machine. The studies are based on field measurements obtained at a tunnel in sand constructed for the Light Rail Transit system in Edmonton, Canada. Particular attention is given to the relationships between the slurry pressure and face displacements, between the grout pressure and the tail displacements, and between the liner convergence and the final displacements. The results are generalized using the concept of a Ground Reaction Curve. Different curves are obtained for different stratigraphic conditions and for different grout pressures. The results are fundamental for understanding the relative importance of various sources of ground displacements (face, tail, liner), as well as for a quantitative insight into the mechanics of ground-support interaction for a slurry shield. The results also have direct practical significance for design decisions (slurry pressure, grout pressure, stiffness of liner) associated with this tunnelling technique. Les effets de la technologie de creusement de tunnel sur le contrôle desmouvements de sous-sol sont étudiés dans le cadre de la machine à forer type ‘Hydroshield’. Les études sont basées sur des mesures faites lors de la construction d'un tunnel dans du sable pour le Light Rail Transit System à Edmonton au Canada. Une attention particuliére est prêtée aux relations qui existent entre la pression de la bentonite et les déplacements à l'avant du tunnel, entre la pression du béton et les déplacements à l'arrière du tunnel, entre la convergence du revêtement et les déplacements finaux. Les résultats sont généralisés à l'aide d'une courbe de réaction du sous-sol. Différentes courbes sont obtenues pour différentes conditions stratigraphiques et différentes pressions du béton. Les résultats sont d'une nature fondamentale d'une part pour la compréhension de l'importance relative des différentes sources de déplacement (avant, arrière et revêtement), et d'autre part pour obtenir une idée quantitative de l'interaction entre le support et le sous-sol. Les résultatsont une signification pratique directe pour le choixdes paramètres de construction (pression de la bentonite, pression du béton, rigidité du revêtement) associées avec la technique de creusement du tunnel.