Curs 01 Tuneluri Final

Tuneluri i metropolitane note de cursProf.dr.ing. Anghel Stanciu

Cursul nr. 1 an IV CFDP1. Noiuni fundamentale; 3. Tuneluri din Romnia; 5. Accidente la tuneluri 2. Scurt istoric 4. Tuneluri celebre

Bibliografie: 1. N. Boi, A. Stanciu .a., Tuneluri i Metropolitane, Rotaprint Iai, 1989 2. P. Teodorescu, Tuneluri, Ed. Tehnic, 1977 3. P. Teodorescu, Constructia tunelelor, Ed. Cilor ferate, 1958 4. Szechky Karoly, Traite de Construction des Tunnels, Dunod, Paris, 1970

1. NOIUNI FUNDAMENTALEExigenele pe care le reclam cile de comunicaii moderne, n special n ce privete viteza mare de proiectare i lungimea ct mai redus a traseului, determin n condiiile reliefului accidentat, a zonelor cu mare densitate a populaiei, a apelor superficiale de lime mare etc., s se recurg la strpungerea maselor de roci i pmnturi prin executarea unor construcii subterane care s asigure gabaritul de circulaie a vehiculelor cii de transport respective. Avantajele tehnice ale poriunilor subterane ale acestor ci de comunicaii, ci ferate, drumuri, ci navigabile sunt evidente; traversarea unui lan muntos se face pe drumul cel mai scurt, n timp ce la suprafa, traseul trebuie s se desfoare pe o lungime de cteva ori mai mare, cu decliviti, curbe i serpentine incomode i care comport adesea lucrri inginereti - viaducte, consolidri etc. deosebit de pretenioase, n unele situaii la fel de grele i costisitoare. Situaia topografic, geologic i rezistena mecanic a terenului poate avea influene nsemnate n poziionarea cii.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

2

Din acest motiv, explorarea amnunit a terenului este de o importan major pentru calitatea i preul construciei. n ceea ce privete construciile de tunel nu este suficient s se efectueze numai cteva foraje de explorare de-a lungul traseului i desenarea profilului straturilor cercetate prin linii drepte deoarece masa de pmnt din imediata apropiere poate s aib o configuraie mult diferit. Pe de alt parte se face aceeai greeal, proiectnd pe direcia traseului rezultatele obinute la foraje, laterale, fr o cunoatere amnunit a structurii geologice i orientrii straturilor din zona respectiv. Cu ajutorul curbelor de nivel (izohipse) se determin alura, direcia, i panta acestor straturi. Se obine o imagine spaial a terenului, ceea ce permite construirea unor profile longitudinale i transversale reale. Apoi se pot efectua o serie de seciuni orizontale. Acestea permit poziionarea n plan vertical i orizontal a tunlului i din punct de vedere geologic i hidrologic.

Ce este tunelul?Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

3

Tunelul este o construcie subteran, destinat s asigure continuitatea unei ci de comunicaie n condiiile n care traseul trece pe sub nivelul terenului, prin straturile de roci i pmnturi din poriunea superficial a litosferei.

Figura 1.b. Seciune transversal

Figura 1.a. Profilul n lung al tunelului

Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

4

Figura 2. PortalTuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

5

Fig. 3 Tunel pe sub ruri a. profil longitudinal b. seciune tranversal

Tunelurile cu seciune mic se mai numesc i galerii. Susinerea lor poate fi provizorie, ca la galeriile de naintare n construcia tunelurilor, semi-definitiv, ca la multe galerii din industria minier, sau poate fi o susinere definitiv, ca la galeriile oreneti i la unele tuneluri din industria minier. Se obinuiete a se da numele de galerii i tunelurilor hidrotehnice i de protecie, dei unele din ele au seciune mare. Construcia de tuneluri s-a dezvoltat paralel cu execuia cilor de comunicaii terestre, ndeosebi a cilor ferate.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

6

a. galerie aduciune

b. tunel navigabil

Fig. 4. Tunel orenesc

c. seciune transversal hidrocentrala subteran (Lotru).

Fig. 5. Galerii de tuneluri hidrotehniceTuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

7

2. SCURT ISTORIC AL CONSTRUCIEI TUNELURILORTunelurile sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri. Primele tuneluri au fost cele naturale, formate din diferite peteri. Ele aveau seciuni variabile i se gseau n roci calcaroase. Unele din acestea au fost ntrebuinate ca locuine de omul primitiv. Lucrri n subteran s-au executat cu milenii naintea erei noastre. La egipteni, fenicieni, evrei, asirieni, greci, romani etc., s-au construit multe asemenea lucrri. Unele din ele au avut un scop religios, altele erau pentru exploatri miniere. Multe din vechile tuneluri s-au construit pentru a servi ca apeducte. Se menioneaz astfel tunelul executat ntre anii 727699 .e.n. pentru a aduce apa necesar la eleteul Siloam din Ierusalim. Tunelurile din timpurile antice aveau seciuni transversale mici, iar la construirea lor se ntrebuinau metode cu totul rudimentare. Sptura se executa cu ajutorul trncoapelor, rngilor i penelor btute cu ciocanul. Dup ce penele de lemn erau bine mpnate n stnc, ele se udau cu ap ca s se umfle i s poat sparge stnca.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

8

Metoda cu focuri ntrebuinat de romani a fost considerat ca o prim mbuntire adus n construcia tunelurilor. Metoda const n nclzirea pn la o temperatur ridicat a suprafeei de front a galeriei. Dup aceasta, suprafaa era rcit brusc cu ap sau cu oet. Crpturile formate ajutau mult la lucrrile de excavare. Metoda a fost folosit de romani i la exploatarea minelor de aur din Dacia. Iluminarea lucrrilor subterane se fcea ntrebuinnd achii de brad i opaie cu ulei. Descrierea modului de lucru al tunelurilor executate de la nceputul erei noastre i n decursul timpului pn n secolul al XVI-lea a fost fcut de George Agricola, n cartea sa despre tuneluri. Acesta era de origin german (George Bauer), i tiprete cartea n anul 1557 la Ble (Elveia) n limba latin. Dar ea este tradus repede n mai multe limbi, fiind mult cutat. Mult timp a fost singurul tratat mai important de tuneluri. Construciile de tuneluri au fost reluate abia prin secolul al XV-lea, ns cu mult timiditate. Cu timpul, n secolele urmtoare, apariia tunelurilor pentru navigaie, a tunelurilor feroviare, hidrotehnice, dezvoltarea tunelurilor de drumuri, metrourilor etc. a determinat o evoluie a construciei tunelurilor, de toate categoriile.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

9

Printre cele mai vechi tuneluri despre care exist informaii concrete se numar: 1. Tunelul Eupalinos este un tunel de 1036m in Samos, Grecia, construit in secolul 6, excavat din ambele capete si utilizat ca apeduct. Astzi este o popular atracie turistic. 2. Tunelul Siloam Tunel este un tunel construit n secolul 8, in Ierusalim i are 533 m lungime, cu o inclinaie de 0,6 la mie. Este printre puinele tunele din acea perioada care poate fi parcurs pe lungimea lui.

Fig.6. Tunelul Eupalinos

Fig.7. Tunelul Siloam


10

3. TUNELURI DIN ROMNIA cale feratPrimele tuneluri de cale ferat din ara noastr dateaz din anul 1863, cnd a fost dat n circulaie linia Oravia-Anina. Aceast linie are 14 tuneluri cu cele mai mici gabarite existente azi pe reeaua noastr feroviar. Pe reeaua noastr feroviar se gsesc circa 150 tuneluri n lungime total cumulat de circa 4800 km. Cifrele cuprind tunelurile de cale ferat simpl, dubl i ngust. Tunelul Bereti (Tlmani) Acest tunel s-a executat ntre anii 1906-1912 pe linia Galai Brlad, avnd o lungime de 3330m. innd seama de natura pmntului (straturi de marn calcaroas i argiloas) s-a ales o seciune transversal sub form ovoidal. Tunelul a fost prevzut cu radier de rezisten. Pentru a obine costuri mai reduse, s-a ales metoda de lucru a bolii susinute (belgian), care utilizeaz o cantitate de lemnrie mai mic. Aceast metod, necorespunztoare pentru natura pmntului ntlnit, a cauzat mari neajunsuri n desfurarea lucrrilor. Pentru ventilarea natural a terenului n timpul exploatrii, s-au executat dou couri de ventilare de 2,00m diametru i cu o nlime de 57m respective 80m.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

11

Tunelul Teliu. Este executat pe linia Braov-Nehoiai i are o lungime de 4369,5m, fiind realizat n aliniament. Tunelul a fost atacat de la ambele capete, si anume: portalul Teliu n iulie 1924, iar portalul Brazi n august 1925. Este cel mai lung tunel feroviar din ara noastr. Pmntul strbtut este format din straturi din isturi argiloase, marn roiatic mult frmntat. Pentru construcie s-a ntrebuinat metoda profilului complet deschis (austriac).


12

Tunelurile de pe regionala Iai:Pe regionala Iai sunt 16 tuneluri n uz i unul care nu a fost folosit niciodat (tunelul de pe linia Hrlu - Botoani, linie neterminat). Cele 16 sunt: 1. Mestecni I - 1.666m (Gura Humorului - Vatra Dornei) 2. Mestecni II - 1.646m (Gura Humorului - Vatra Dornei) 3. Movileni - 965m (Iai - Dorohoi) 4. Larion - 856m (Vatra Dornei - Ilva Mica) 5. Cristeti - 844m (Pacani - Targu Neam) 6. Lucceti - 426m (Suceava - Gura Humorului) 7. Tunelul 8 - 255m (Vatra Dornei - Ilva Mica) 8. Brnova I - 243m (Iai - Vaslui) 9. Brnova II - 243m (Iai - Vaslui) 10. Tunelul 6 - 239m (Vatra Dornei - Ilva Mica) 11. Roia - 216m (Vatra Dornei - Ilva Mica) 12. Poiana - 215m (Vatra Dornei - Ilva Mica) 13. Bolovan - 166m (Vatra Dornei - Ilva Mica) 14. Tunelul 5 - 161m (Vatra Dornei - Ilva Mica) 15. Rchita - 150m (Vatra Dornei - Ilva Mica) 16 Tunelul Mic - 136m (Vatra Dornei - Ilva Mica)Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

13

Tunelului Mestecni I

Tunelul Roia

Tunelul Poiana

Tunelul de la Brnova


14

Tuneluri hidrotehnice n RomniaTunelul instalaiei hidrocentralei Sadu Sibiu are o lungime de circa 3 km i o seciune circular cu diametrul interior de 2 m; cel de la Moreni are o lungime de 2,5 km iar diametrul interior al seciunii circulare este de 2,6m; tunelul hidrotehnic de la Sadu-Gorj are o lungime de 1,5 km iar diametrul interior al seciunii circulare este numai de 1,50m. Cea mai important lucrare de acest gen din ara noastr este tunelul hidrocentralei de la Bicaz. Acest tunel are seciune circular, lungimea de aproximativ 4800m i diametrul interior de 7m. Tunelul are dou cptueli: una exterior, de beton, cu rolul de prelua presiunile date de masivul muntos i alta interioar, de beton armat, care va prelua presiunile interioare date de ap.


15

Metroul din Bucureti

Ideea metroului n Bucureti dateaz de la nceputul secolui XX i aparine tnrului student pe atunci Dimitrie Leonida. Acesta este printre primii care avanseaz ideea construirii metroului n Bucureti. Este adevrat nu se ajunsese la fluxurile de 3-4 milioane de cltori pe zi, ct se nregistreaz n prezent dar n oraul primelor decenii rezolvarea problemei transportului n comun nu avea cum s nu atrag atenia i, mai mult, s nu invite la cutarea de soluii. Aa se face c, ntre 1934-1936, cnd s-a realizat acoperirea parial a Dmboviei (ntre Podul erban Vod i Oper) se cristalizeaz i opinia realizrii unor linii de transport n comun subteran cu trenuri sau tramvaie electrice. Linia NORD-SUD trebuia s porneasc de la Hipodrom, continua prin Piaa Victoriei, Piaa Roman, Piaa Naiunii, pn la intersecia cu Calea Rahovei. Lungimea total a magistralei: 8,2 km. Linia EST-VEST de 3,5 km, avea drept punct de plecare Gara Bucureti - Est, subtraversa bulevardul Academiei, pn la intersecia cu strada tirbei Vod. Linia Gara de Nord, cu o lungime de 1,5 km, pornea evident, din Gara de Nord i urmrea Blvd. I.G. Duca, oseaua Basarab, Piaa Victoriei.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

17

Astzi, trasee de 1,5 km i maximul 8,2 km ni se par modeste. ns pentru epoca n care au fost preconizate, pentru puterea economic, pentru posibilitile tehnice practice, ele erau deosebit de cuteztoare. Izbucnirea celui de-al doilea rzboi mondial vine ca un contrapunct dramatic i scoate de pe ordinea de zi aceste proiecte. Abia prin anii '50 revine n actualitate ideea construirii metroului n Bucureti. Construirea de tuneluri n subteran, cu ajutorul scutului, i-a preocupat pe proiectani din primele zile ale existenei ntreprinderii Metroul Bucureti. Aceast soluie nu se putea definitiva pn nu se creau toate elementele ei componente: utilajul de avans i montaj al bolarilor prefabricai scutul producia de bolari .a.m.d. Trebuia optat pentru un tip de scut care se putea produce repede n ar i s fie n msur s in frontul stratificaiei, care urma s fie strbtut fiind n bun parte nisipoas, iar instalaiile edilitare subtraversate, multe din ele, sensibile la tasri. S-a ales tipul de scut semisecurizat, cu front deschis. Scuturile pentru tunelurile de metrou au fost proiectate de I.P.C.F. pe baza temei elaborate de ntreprinderea Metroul Bucureti i au fost executate la ntreprinderea "23 August" Bucureti.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

18

1977 - lucrri pe antierul de construcie a Metroului Bucureti - zona staiei Eroilor

1976 - lucrri pe antierul de construcie a Metroului Bucureti pe Splaiul Independenei - zona Tribunalului Bucureti.

1977 - lucrri pe antierul de construcie a Metroului Bucureti - staia Piaa Unirii Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

19

1977 - lucrri pe antierul de construcie a Metroului Bucureti zona Republica

1984 - lucrri pe antierul de construcie a Metroului Bucureti - staia Piaa Unirii 2, din magistrala a II-a.

Staia Titan


20

Luat statistic, istoria exploatrii Metroului Bucuretean ar arta astfel:16 noiembrie 1979 - din Depoul Ciurel pleca spre staia Semntoarea primul tren de metrou care, de la peron a primit primii calatori ai metroului. Pe parcursul celor 8,1 km, ct msoar primul tronson al Magistralei I, erau 6 staii Semntoarea, Grozveti, Eroilor, Izvor, Piaa Unirii (1), Timpuri Noi - plus un depou. 28 decembrie 1981 - punerea n funciune a tronsonului 2, cuprins ntre Uzinele Timpuri Noi i Republica, n lungime de 9,2 km, cu 6 staii. 19 august 1983 - punerea n funciune a tronsonului 3 (astzi Magistral III), cuprins ntre staiile Eroilor i Industriilor, n lungime de 8,2 km, cu 4 staii. 22 decembrie 1984 - punerea n funciune a tronsonului 4a, cuprins ntre Semntoarea i Crngai, n lungime de 0,9 km, cu o staie. 24 ianuarie 1986 - punerea n funciune a tronsoanelor 1 i 2 ale Magistralei II de metrou, cuprinse ntre staiile Piaa Unirii 2 i Depoul IMGB, n lungime de 10,4 km, cu 8 staii. 25 august 1987 - punerea n funciune a tronsonului 4b, al Magistralei I, cuprins ntre staiile Crngai i Gara de Nord, n lungime de 3 km, cu o staie. 25 octombrie 1987 - punerea n funciune a tronsoanelor 3 i 4 ale Magistralei II, cuprinse ntre staiile Piaa Unirii 2 i Pipera, n lungime de 8,5 km, cu 6 staii.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

21

28 martie 1988 - se ncepe construcia staiei Piaa Roman, neinclus n planul iniial al Magistralei II, se da n folosin staia Piaa Roman pe Magistral II. 5 decembrie 1988 - se definitiveaz staia Constantin Brncoveanu, pe Magistrala II, realizat nc din 1986 dar nedat n folosin. 17 august 1989 - punerea n funciune a tronsonului 5, al Magistralei I, cuprins ntre staiile Gara de Nord i Dristor 2, n lungime de 7,8 km, cu 6 staii. mai 1991 - punerea n funciune a tronsonului 6, n de 1,4 km cu o staie, cuprins ntre Republica i Pantelimon (Antilopa). Iniial staia a fost proiectat ca una cu rol tehnic, servind Depoului Pantelimon din imediata vecinatate. 1 martie 2000 - este pus n funciune tronsonul 1 al Magistralei IV, cuprins ntre staiile Gara de Nord 2 i 1 Mai, n lungime de 3,6 km, cu 4 staii. 19 noiembrie 2008 - este pus in funciune tronsonul 2 al Magistralei III, cuprins ntre staiile Nicolae Grigorescu 2 i Linia de Centur, n lungime de 4,75 km, cu 4 staii.


22

Clasamentul metrourilor lumii (n anii 80) dup distanele dintre staii: 1. Moscova 1.840 m 2. Leningrad 1.780 m 3. Atlanta 1.740 m 4. Bucureti 1.620 m 5. Boston 1.540 m 6. Londra 1.320 m


23

4. TUNELURI CELEBRECele mai lungi tuneluri din lume sunt: 1. Apeductul Delaware 137 km, 1945, este spat n roc dur i utilizat pentru aduciunea de ap. 2. Tunelul Pajanne 120 km, Irlanda, utilizat pentru aduciunea de ap are o seciune de 16 mp. 3. Tunelul Seikan este cel mai lung tunel de cale ferat, 53,8 km, construit n 1988 n Japonia. 4. Channel tunel 50,45 km este cel mai lung tunel din Europa, n Marea Britanie i este un tunel de cale ferat, 1944.


24

Tunelul Canalului Mnecii


25

Tunelul Canalului Mnecii (n englez Channel Tunnel, "Tunelul Canalului", n francez Tunnel sous la Manche, "Tunelul pe sub Canalul Mnecii") este un tunel feroviar submarin, lung de 50 km, care leag vestul Franei cu sud-estul Angliei, pe sub Canalul Mnecii. Tunelul a fost construit n cooperare de guvernele Regatului Unit i Franei. Este al doilea tunel feroviar ca lungime din lume, depit fiind doar de tunelul japonez Seikan. Traversarea mainilor, autocarelor, motocicletelor i camioanelor este asigurat de navete feroviare i dureaz aproximativ 35 de minute de la peron la peron. Transportul cltorilor este asigurat de compania Eurostar, care utilizeaz trenuri de tip TGV modificate pentru a se adapta specificului tunelului i reelei britanice (alimentare prin a treia in). Caracteristici tehnice Spat n stratul de cret albastr, la o adncime medie de 40 m sub fundul mrii (107,3 m adncime maxim), tunelul este format de fapt din 3 galerii: dou tuneluri feroviare (doua galerii), cte unul pentru fiecare sens, cu un diametru util de 7,6 m; o galerie de serviciu lat de 4,8 m, prin care circul vehicule speciale.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

26

Are cea mai mare portiune submarina din lume, desi tunelul Seikan din Japonia este si mai lung, 33.46 km, si mai adanc, 790 m.

Cele 3 galerii sunt legate la fiecare 375 de metri prin culoare de comunicaie. Acest sistem a permis evacuarea cltorilor cu ocazia incendiului din 18 noiembrie 1996. Aceste culoare asigur i aerisirea tunelului. Aerul este introdus n galeria de serviciu pe la capete i este mpins n tunelurile feroviare prin clapete uni-direcionale, ceea ce mpiedic ptrunderea fumului de la un eventual incendiu n galeria de serviciu. Exist i evi ntre cele dou tunele feroviare, pentru a permite aerului s se mite, reducnd astfel rezistena la naintare.La fiecare treime a parcursului subteran exist legturi ntre cele dou tunelrui feroviare, pentru a permite izolarea unei seciuni a tunelului n caz de necesitate. n aceste puncte, galeria de serviciu este plasat lng cele dou tuneluri.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

27


28

Din motive de securitate, tunelurile feroviare sunt iluminate de 20.000 de neoane i au un trotoar continuu pe partea dinspre galeria de serviciu, pentru a asigura evacuarea rapid a cltorilor. Exist antene care asigur comunicaia radio cu suprafaa. Construcia tuneleului a costat aproximativ 105 miliarde de franci francezi (16 miliarde de euro), asigurai de investitori privai care au pierdut 87,2% din sum la cursul curent al aciunii. Terminalul francez al tunelului a fost conceput de arhitectul Paul Andreu.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

29

Marea Britanie

Frana

Calcar gri Marn calcaroas Marn glauconic Argil de Gault

Tunel Punct de ntlnire


30

Interiorul Tunelului Canalului MneciiTuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

31

Tunelul YangtzeEste primul tunel realizat n Chiangjiang ce traverseaz fluviul Yangtze din China, fiind finalizat n 2008. Tunelul este primul dintr-un complex de tunele gemene deschis n octombrie 2009, nainte de Expro Mondiale n Shanghai. Fiecare dintre tuneluri are trei benzi de circulaie cu o lungime de 7.47 km, tuneluri sunt realizate la adncimi de 65m sub pat rului. Tunelele au dou nivele de trafic cu trei benzi de circulaie la partea superioar i servicii i faciliti de siguran la partea inferioar, cu spaiu suplimentar pentru un metrou. Tuneluri au fost construite de ctre Shanghai Changjiang Tunnel & Bridge Construction i partenerul chinez Shanghai Tunnel Engineering (STEC). Tunelul a fost realizat folosind una dintre cele mai mari maini Mixshield S317 (TBM) construit vreodat. TBM-ul folosit pentru primul tunel, are un diametru de 15.43m, lungime total de 135m si o greutate total de 2.300 t. Acesta a fost construit de Herrenknecht dup un contract atribuit n primvara lui 2005 i a fost predat pentru a ncepe activitatea la sfritul lunii aprilie 2006. TBM a fost construit n patru luni ntr-un loc n Shanghai Wuhaogou (Pudong), 6 km de la siteul tunelului.


32

Tunelurile vor lega continentul cu insula Changxing.

Cele dou tuneluri vor necesita eliminarea de 2,7 milioane de metri cubi de pmnt pn n momentul n care sunt finalizate.


33

Construcia celui de al doilea TBM identic (S-318) pentru cel de al doilea tunel a fost demarat la mijlocul anului 2006. Prile principale ale dispozitivului de tiere, oferind o putere de tiere de 3.500 kW i o greutate 170t fiecare, au fost fabricate n Germania i transportate la Shanghai cu vaporul. Pentru realizarea tunelului se vor angaja 1500 muncitori n construcii i este de ateptat s coste n plus 1,5 miliarde de dolari fa de estimrile iniiale.

Scopul proiectului Shanghai este un ora industrial i lipsa de spaiu necesar numrului mare de lucrtori rezideni n ora au condus la realizarea de legturi cu zonele urbanistice nvecinate prin realizarea de infrastructuri moderne, facilitnd astfel migraia muncitorilor de la un ora la altul. Chinezii vor s creeze unul dintre primele lor oraele -eco mai nti n mijlocul rului Yangtze Delta.


34

Noul ora va fi construit pe insula Chongming, care va fi conectat la insula Changxing (600.000 locuitori), cu un pod. La rndul su, Insula Changxing va fi conectat la continentul Shanghai n zona Pudong de ctre cele dou tuneluri noi 7.47 km


35


36

Datele proiectului:

Nanjing, China S-349, S-350, 2 scuturi Diametru: 14,930 m Puterea instalat: 3,750kW Lungimea tunelelor: 2.985m, 2.990m Geologie: praf, nisip, argil, pietri

Shanghai, China S-317, S-318, 2 scuturi Diametru: 15,430 m Puterea instalat: 3,500kW Lungimea tunelelor: 2x 2.700m Geologie: nisip, argil, moloz


37

37

Tunelul Carmel - Israel


38

Tunelul Carmel - IsraelHaifa este pe cale s adere la orae mai mari, cum ar fi Tokyo, Paris i Stockholm, unde tuneluri subterane ajut la reducerea traficului datorit creterii continue a zonei urbane. Uimitor, ideea de proiect megaloman a fost iniial conceput cu peste 100 de ani n urm de ctre turci n timpul domniei a Imperiului Otoman. Astzi proiectul Carmel Tunnels este considerat al doilea proiect ca mrime ntreprins n Orientul Mijlociu. Tunelurile va avea trei portaluri: unul din vest, n apropierea parcului de afaceri Matam Advanced Technology, unul n centrul n zona rutier Rupin iar din est s conduc la schimbul Kerayot, de asemenea, cunoscut sub numele de "Checkpost". Proiectul are ca scop conectarea Israelului de Autostrada de coast (Road 2), la intrarea de sud din Haifa cu intrarea de nord, ocolind centrul orasului. Pe baza cunotinelor privind premisele geologice ct i la realitatea hidrologic i de rezisten, se stabilete modul de construcie a tunelului precum i tehnologiile aplicate apoi se trece la definitivarea tipului constructiv, la calculul i efectuarea msurtorilor pentru construcia propriu-zis.


39

n anumite cazuri sunt necesare cteva msuri speciale att cu privire la fundaie ct i la construcia propriu-zis, care s necesite mijloace speciale pentru efectuarea n condiii optime a unor asemenea lucrri. Astfel, proiectul poate fi influenat n mod hotrtor de unele condiii, cum ar fit reinerea apei sau stabilizarea pmntului n terenul de fundaie, realizarea izolrii construciei, realizarea ulterioar a ventilaiei ct i amenajrile interioare. Tuneluri Carmel sunt construite ca un proiect BOT (construcie, funcionare, transfer), astfel nct pentru a putea conduce n tuneluri va fi necesar plata unei taxe. Proiectul a trecut deja prin numeroase dificulti i a fost nchis de mai multe ori. Carmelton a obinut finanare pentru proiect n 1999, dar construcia a fost amnat pn n 2002 datorat unor obiecii i alte aspecte legale. n cele din urm, costul total al proiectului s-a ridicat la suma de aproximativ 300 milioane dolari, incluznd 4.7 km de tuneluri i 6.5 km de osele.


40


41

Portalul de vest n apropierea parcului de afaceri Matam Advanced Technology


42

Portalul din zona rutier Rupin


43

Poduri ce intr n portalul de est, care s conduc la schimbul Kerayot


44

Construirea de tuneluri a nceput la nceputul anului 2006 i urmeaz s fie deschis traficului pn la sfritul anului 2010. Detalii suplimentare oferite de site-ul oficial a tunelului Carmelton: nlimea tunelului: 6,5 metri; lime tunelului: 10 metri; tuneluri sunt spate 100-200 de metri sub zonele populate din Mt.Caramel; n fiecare zi, sunt spai aproximativ 2000 de metri cubi de pmnt pentru trasport folosindu-se 100-200 camioane. planificarea duratei de execuie: 10 ani (1996-2006). durata total estimat a punerii n aplicare: 4 ani. perioada de concesiune: 35 ani timpul necesar pentru trecerea oraului Mt. Caramel prin tuneluri: 6 minute (viteza de conducere 60 km / h).


45

Detalii execuie


46

Tunelul Saint Gotthard din Elveia


47

Realizarea tunelului Gotthard a avut nevoie de 10 ani de studiu i 15 de ani de construcie. Liniile noi de cale ferat vor fi puse la sfritul anului 2013, iar tunelul Gotthard va fi cel mai lung tunel feroviar din lume, cu 57 km; 6.5 milioane de pasageri i 49 milioane de tone de marf va trece prin tunel n fiecare an. Obiectiv: pentru a reduce traficul de camioane, care a crescut cu 12 falduri n 25 de ani n aceast regiune. Tunelul va costa 7 miliarde de franci elveieni (4,51 miliarde de euro).


48


49


50

Proiectul Marmara


51

1. INTRODUCERESingurul ora din lume situat pe 2 continente, de o parte i de alta a strmtorii Bosfor, Istambulul este o metropol cu circa 15-18 milioane de locuitori. Oraul are un mare potenial industrial, comercial, dar mai ales turistic, densitatea construciilor este mare, iar strzile relativ nguste, unele cu decliviti de pn la 4%, fac ca transportul de suprafa s se desfoare destul de dificil. Sistemul de transport public este destul de bine organizat i n continu dezvoltare. Exist numeroase trasee de autobuze, minibuze, tramvaie, metrou greu i uor, cale ferat regional, precum i vapoare de pasageri i feriboturi care traverseaz Bosforul pe diverse rute. Vehiculele sunt relativ noi i ofer condiii decente de cltorie. Exploatarea acestora este mixt, att cu companii de stat ct i private. Nu exist o autoritate unic de transport public, coordonarea exploatrii este fcut de Municipalitatea oraului i de Ministerul Transporturilor. Zona critic a sistemului este traversarea strmtorii Bosfor, respectiv transportul ntre partea european i partea asiatic a oraului. n afara reelei de vase de pasageri i feriboturi, mai exist alternativa traversrii pe unul dintre cele 2 poduri rutiere existente, ns la orele de vrf aici apar sistematic blocaje de trafic care fac ca durata traversrii s ajung la 60-90 minute.


52

n ceea ce privete reeaua feroviar, aceasta este ntrerupt ntre partea european i partea asiatic a Turciei, punctele terminus fiind grile Sirkeci in partea european i Haydarpasa in zona asiatic. Singura posibilitate de transbordare a vagoanelor trenurilor internaionale ntre cele dou gri este cea cu un feribot special amenajat, ceea ce conduce la costuri de transbordare destul de mari i la o cretere cu cteva ore a duratei calatoriei. Toate acestea au condus la necesitatea demarrii proiectului Marmaray care urmeaz s realizeze o reea de mass-transit menit s descongestioneze traficul rutier, precum i o legtura feroviar direct ntre cele dou continente.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

53

2. ISTORICUL PROIECTULUI Ideea unui astfel de tunel subacvatic dateaz nc din 1860 cnd a fost propus construcia unui tunel flotant aezat pe piloni. Ulterior, n 1902 a mai existat un proiect de tunel forat sub fundul mrii. Actualul proiect se bazeaz pe o tehnologie nou, imaginat prin anii 1900 i dezvoltat ulterior, aceea a unui tunel din elemente prefabricate aezate i interconectate pe fundul mrii. Studiile de fezabilitate au fost ncepute nc din 1985 i au fost finalizate n 1998. Bugetul iniial estimat pentru acest proiect a fost de 2,6 miliarde USD la nivelul anului 1999, el urmnd a fi reevaluat periodic n funcie de evoluia costurilor. n 1999 Turcia i JBIC au semnat acordul de finanare ODA (Official Development Assistance mprumut pe 40 ani, dobnda 0,75%, perioada de graie 10 ani) pentru contractul BC1, finanare care acoper cam 35% din costurile ntregului proiect. n august 2000 a avut loc licitaia pentru serviciile de Inginerie i Consultan, contractul fiind semnat n decmbrie 2001 cu consoriul AVRASYACONSULT. Proiectul a demarat n martie 2002, cnd consultantul AVRASYACONSULT a nceput elaborarea caietelor de sarcini i a documentaiilor de licitaii pentru lucrri.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

54

n octombrie 2003 a avut loc licitaia pentru lucrrile contractului BC1, in iunie 2004 a fost semnat contractul cu consoriul TGN (Taisei Gama Nurol), iar predarea amplasamentului s-a fcut n august 2004. n toamna lui 2004 a fost semnat un alt acord de mprumut, de data aceasta cu B.E.I pentru finanarea infrastructurii de suprafaa a proiectului (segmentul CR1). n octombrie 2005 a avut loc licitaia pentru lucrrile contractului CR1, iar in februarie 2006 a fost semnat contractul cu consoriul AMD (Alstom Marubeni - Dogus).


55


56

3. DESCRIEREA PROIECTULUI Capacitatea de transport: 75000 cltori / or i sens (n prezent: 10000 cltori / ora i sens); Durata total a cltoriei (Halkali Gebze): 104 min. (n prezent 195 min, cu transbordare tren ferryboat tren); Viteza maxim de exploatare a trenurilor: 100km/or; Viteza comercial estimat: 45km/or; Intervalul ntre trenuri:120-600 secunde; Lungimea total a traseului este de 76,3 Km, din care 19,6 Km n partea european i 43,4 Km n partea asiatic; n total vor fi 41 de staii, staiile terminus fiind Halkali (n zona european) i Gebze (n zona asiatic) unde sunt localizate i cele 2 depouri care deservesc sistemul de transport. Numai 5 dintre staii vor deservi i trenurile Intercity, respectiv 2 staii n zona european, 5 staii n zona asiatic i 1 staie n tunel (Yenikapi). Pe cele 2 zone supraterane sistemul de transport este prevzut cu 3 linii feroviare (T1, T2, si T3), din care T1 si T2 sunt destinate traficului de tip Commuter Rail, iar T3 este rezervat pentru traficul feroviar clasic (trenuri Intercity i trenuri de marf).


57

n cazul indisponibilitii liniei T3, n mod excepional trenurile Intercity vor putea circula deviat i pe una din liniile T1 sau T2., ins nu vor avea acces prioritar faa de trenurile Commuter Rail. Pe zona tunelelor exist numai liniile T1 si T2, unde vor avea prioritate trenurile Commuter Rail, n timp ce trenurile Intercity vor circula resticionat n intervalele disponibile dintre 2 trenuri Commuter Rail. Trenurile de marf nu vor avea acces n tunel dect n timpul nopii.


58

Constrngeri si dificultatea specifice proiectului: Protejarea structurilor istorice de patrimoniu; Densitatea mare a construciilor n zona antierelor de lucrri; Descoperirile arheologice din zona antierelor de lucrri; Accesul limitat n unele zone (uniti militare, traficul maritim, feroviar i rutier); Protecia zonei puului tehnologic al tunelului imersat contra riscului unei coliziuni cu o nav; Dificulti legate de exproprierea unor terenuri proprietate privat; Racordarea tunelelor forate cu tunelul imersat; Nivelul ridicat al apei freatice; Vecintatea coastei marine (n mod special la staia Uskudar); ncadrarea n peisagistica urban;


59

Lucrrile proiectului Marmaray au fost licitate pe 3 pachete, respectiv: Contractul BC1, care cuprinde att partea de tunel imersat pe fundul Bosforului, ct i cele 2 tunele de legtur dintre tunelul imersat i zonele de suprafa de pe ambele maluri. Contractul CR1, care cuprinde reconstrucia i modernizarea infrastructurii feroviare existente n zonele de suprafa aferente proiectului. Contractul CR2, pentru achiziia de material rulant nou de tip Commuter Rail. Termenul iniial prevzut pentru finalizarea proiectului este luna aprilie 2010, ns din diverse motive lucrrile sunt mult ntrziate, iar bugetul proiectului a devenit aproape triplu fa de cel iniial.


60

4. TUNELUL IMERSATTunelul imersat de sub Bosfor este realizat din 11 segmente prefabricate de tunel dublu, fiecare avnd 135 metri lungime. Acestea vor fi amplasate pe un canal dragat pe fundul mrii, astfel nct n final profilul fundului mrii nu va suferi modificri majore fa de starea iniial. Partea superioar a tunelului va fi n final acoperit cu o membran impermeabil peste care se va depune un strat protector de beton, apoi nc un strat de balast de aproximativ 2 metri grosime.. Adncimea maxim a tunelului este de 58 metri.


61

Lucrrile de dragare necesit manipularea a circa 1 milion de metri cubi de pmnt moale, nisip, pietri i roc dur. Utilajele necesare trebuie s fie capabile sa lucreze la adncimi mari (40-58 m) i s aib o productivitate corespunztoare. De menionat puterea instalat a sistemului de dragare care ajunge la 40000 CP, iar capacitatea cupei ntre 4 m3 i 17 m3.


62


63


64

Tunelul imersat este compus din 11 seciuni prefabricate, construite n doc uscat la antierul naval din Tuzla, apoi parial inundate i trase cu remorchere n zona unde trebuiesc scufundate.


65


66


67


68

De remarcat densitatea armturii ct i modul de legare (cu crlige).


69

Protecia catodic a structurii metalice i a armturii tunelului se realizeaz cu anozi de sacrificiu din aluminiu plasai pe pereii laterali exteriori. Fiecare segment de tunel este izolat din punct de vedere electric fa de ceilali, iar anozii de sacrificiu sunt dimensionai pentru 100 de ani.


70


71


72


73


74

Imersarea controlat a segmentului de tunel se face cu o barj special echipat n acest scop.


75

Poziionarea segmentului de tunel se face cu o precizie de 2 cm, graie unui sistem complex de sonare instalat pe barja de lansare.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

76

Fiecare segment este etanat la capete cu capace de oel prevzute cu ui etane de tip naval. Imersarea controlat se face prin inundare cu ap i coborrea segmentului cu ajutorul vinciurilor din dotarea barjei de lansare. n total sunt 11 segmente identice de tunel imersat, exceptnd segmentul nr.1 dinspre partea asiatic, la captul cruia a fost ataat un pu tehnologic necesar pentru accesul provizoriu n tunel i pentru manipularea materialelor. Accesul spre puul tehnologic se face pe un ponton provizoriu construit special n acest scop.


77

Dup lansarea segmentului, urmeaz conectarea acestuia la cel adiacent. Tragerea segmentului de tunel se face cu un cilindru hidraulic, iar etanarea se face pe o garnitura de neopren montat la capetele acestuia.

Urmeaz evacuarea prin pomparea apei din sas i din segmentul de tunel ataat, apoi uscarea tunelelui. In acest scop se folosesc cantiti masive de silicagel depozitat n saci aezai de-a lungul tunelului. ntr-o faz ulterioar, capacele sasurilor dintre segmentele tunelului urmeaz s fie tiate n buci mici i scoase afar din tunel prin puul tehnologic ataat segmentului nr.1. Pn atunci, trecerea ntre segmentele tunelului imersat se face prin deschiderea uilor etane de tip naval cu care sunt prevzute aazisele capace de la capetele fiecrui segment.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

78

n partea dreapt a tunelului se pot observa tancurile de balast, umplute cu ap. Ele sunt provizorii i vor fi golite si desfiinate dup consolidarea exterioar a tunelului. Se mai pot observa sacii cu silicagel (stnga jos), conductele de evacuare a apei i tubulatura provizorie de ventilaie a tunelului.


79

5. TUNELELE FORATE Acestea vor face legtura ntre tunelul imersat i zona de la suprafaa solului, de o parte i de alta a strmtorii Bosfor. Lungimea total a tunelelor forate este de 12,3 Km, din care 4,8 Km tunel dublu n zona european i 7,5 Km tunel dublu n zona asiatic. Restul de 1,3 Km se execut prin metoda cut & cover, respectiv n zonele staiilor Yenikapi si Uskudar. Tunelele se execut cu 5 scuturi mecanizate, pe trasee paralele, fiecare tunel avnd diametrul de 7,04 metri, cu cte o singur cale de rulare. La anumite intervale sunt prevzute treceri ntre cele 2 tunele, att din considerente tehnologice, ct i pentru situaii de urgen.


80

Zona de lansare a scuturilor 4 si 5 din staia UskudarTuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

81

De observat: Tubul de aeraj al tunelului (sus); Conducta de evacuare a solului excavat (stnga jos); Bancheta lateral prevzut cu balustrade (se circula i cu bicicleta); Calea de rulare provizorie cu 4 ine avnd acelai ecartament ntre toate perechile de ine.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

82

Calitatea suprafeei i precizia execuiei bolarilor este impresionant. La fel i modul de ambalare, transport i depozitare a acestora. Bolarii sunt depozitai i marcai pe seturi, fiecare bolar avnd inscripionate cu vopsea toate datele de identificare. Pe zona de mbinare, bolarii sunt prevzui cu garnituri de neopren. ntruct sistemul de alimentare al trenurilor este n curent alternativ, nu a fost avut in vedere nici un fel de sistem de colectare a curenilor vagabonzi, iar armatura bolarilor nu este conectata electric nici mcar la centura de mpmntare a tunelului.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

83

Surprinztor, viteza medie de avans cu scuturile mecanizate (Mitsubishi) nu depete 5-6 m / zi. Dei solul nu este foarte dur (argil i fragmente de roc calcaroas), capetele de tiere se uzeaz sau se rup destul de repede i necesit nlocuire la intervale de cteva zile.... iar nlocuirea acestora dureaz inc vreo cteva zile. Exista suspiciuni att privind calitatea capetelor tietoare (vidia), cat i n cea ce privete alegerea incorecta a unghiului de taiere.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

84

Transportul bolarilor spre frontul scutului se face cu ajutorul unei locomotive miniere (cu acumulatori). n partea dreapt se poate observa un concasor care mruntete materialul excavat, l fluidizeaz prin amestec cu noroi de foraj, apoi l pompeaz prin conducte n exterior.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

85

Aici fragmentele de roc sunt separate ntr-un separator cu grtare vibratoare. Noroiul de foraj este reciclat i trimis napoi spre scut prin alt conduct.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

86

Imagini din zona frontal a scutului:


87


88


89

n partea stng este cabina de comand i monitorizare a scutului, iar n dreapt se poate vedea mai bine concasorul de roc. n prim plan, un japonez foarte exigent verific atent fiecare bolar nainte de montaj.Tuneluri i Metropolitane - note de curs Prof. dr.ing. Anghel Stanciu, Asistent ing. Oana Col, Asistent ing. Mircea Aniculesei

90

Documents

Curs 01 Tuneluri Final