The Kielder experimental tunnel: final results

Abstract

The entrance to the Kielder experimental tunnel was sealed late in 1979 about the same time as the driving of the 32 km long 3·3 m dia. tunnel for the Kielder Water Scheme was completed. The experimental tunnel was the scene of quite detailed studies of the performance of a variety of support systems in the Four Fathom mudstone over a period of five years. The important lessons learned from these long-term experiments are reviewed. In particular the most recent experiment where the same support, consisting of an annulus of sprayed concrete, was placed at different times after excavation (equivalent to different amounts of rock yielding) is reported. This has enabled characteristic lines, or ground-reaction curves, to be established in the field. The strains and deformations in the cast in situ concrete lining, in a part of the Kielder main tunnel where it passes through the same mudstone, are also presented. These demonstrate that it is lightly loaded-a result to be expected from the experimental tunnel studies. L'entrée du tunnel expérimenta1 de Kielder fut coulée vers la fin de 1979 presque simultantment avec l'achévement du tunnel de diamétre 3·3 m et de longueur 32 km pour le systéme hydraulique de Kielder. Des Ctudes assez détaillées du comportement de divers systémes de support dans le limon compact (Four Fathom mudstone) ont été faites dans le tunnel exérimental pendant une période de cinq ans. Les lecons importantes tirées de ces expériences á long terme sont passées en revue. L'expérience la plus rtcente est dérite, oú le même support (anneau de béton) projeté fut mis en place à desvaleurs diffirénts aprés I'excavation (équivalent à des valeurs diffkrentes du fluage des roches). Cette expkrience a permis le tract des lignes caracteristiques ou des courbes de r&ction;action du sol in situ. L'article donne aussi les contraintes et les déformations dans le revêtement en béton moulé in situ dans une partie du tunnel principal de Kielder 1á oú il passe à travers le même limon compact–on montre ainsi qu'il est légérement chargi–résultat auquel on aurait pu s'attendre d'aprts les itudes du tunnel exptrimental.