TEHNOLOGII DE EXECUTIE IN PROCEDEU INCHIS · PDF fileamestecat "in situ" cu suspensii pe bazã de ciment. Terenul este tãiat la presiuni extrem de ridicate cu ajutorul unui jet de

TEHNOLOGII DE EXECUTIE IN

PROCEDEU INCHIS

Excavare in zone urbaneExcavare in zone urbane

• cresterea stabilitatii frontului excavatiei

• diminuarea influentei constructiei subterane asupra zonei adiacente

– grosimea stratului de pamânt de deasupra constructiei (acoperirea)

– nivelul apelor subterane

– etapele tehnologice specifice metodei adoptate

Metode de presustinere

• Obiectivul: realizarea unei structuri autoportante capabile sa preiaincarcarile masivului de pamant de deasupra inainte ca excavatiilepropriuzise sa inceapa.

• Se deosebesc prin anumite particularitati tehnologice impuse in principal de dimensiunile structurilor si natura terenului, astfel incat sunt intalnite sub diferite denumiri.

Metoda arcului de sustinere

• Aceasta metoda consta, in functie de conditiilegeologice, in realizarea unei "umbrele" din coloaneperforate injectate sau din conducte metalice deasuprafrontului de excavare inainte ca excavatiile propriu-zisesa inceapa.sa inceapa.

Metoda arcului de sustinereRealizarea unei umbrele din coloane perforate(simplu injectate sau injectate prin instalatiile"manchette" de-a lungul forajului pentruimbunatatirea conditiilor geologice in functie desituatia intilnita) deasupra frontului in zona boltiitunelului; coloanele vor lucra ca niste grinzi derezistenta continue, sprijinind pe cintrele metalicece vor fi instalate pe masura avansarii frontului.

Montarea ancorelor in nasteri ca masurasuplimentara ce se adauga forajelor injectateexecutate mai jos de acestea, pentru diminuareaexecutate mai jos de acestea, pentru diminuareaimpingerilor laterale si asigurarea stabilitatiiperetilor sapaturii.

Instalarea cintrelor insotita de torcretarea peretilorcu un strat de sprit-beton armat cu plasa de sârma.In zona nasterilor sectiunea se evazeaza astfel incitsa poata fi preluate mai bine deplasarile verticale.Cintrele sunt astfel concepute incât sa se poatamonta ancorele si micropilele laterale. Fiecarecintru capata o geometrie specifica pentru a puteaconlucra impreuna cu umbrela din coloaneperforate la asigurarea stabilitatii pamintului dedeasupra.

Metoda arcului de sustinereMetoda arcului de sustinere

1. Realizarea coloanelor deasupra frontului.2. Excavarea in trepte a sectiunii din zona boltii

insotita de montarea cintrelor si torcretarea peintreaga lungime

3. Realizarea micropilelor laterale si montareaancorelor orizontale

4. Excavarea laterala si a radierului insotita decompletarea sprijinirilor initiale.

5. Montarea radierului de beton si a elementelorlaterale de la baza inelului de beton, intr-untimp cât mai scurt de la terminarea operatiilortimp cât mai scurt de la terminarea operatiilorprecedente, pentru a impiedica deformatiilece pot apare ca urmare a fenomenului deumflare din vatra.

6. Montarea sistemului de impermeabilizarealcatuit din membrane de PVC pe torcretul debeton.

7. Turnarea camasuielii din beton

ObiectivulObiectivul principalprincipal este acela de apermite terenului chiar si in conditiile uneiacoperiri foarte mici mobilizarearezistentei prin realizarea unei boltiautoportante

Tunelul rutier Monteolimpio2

Jet grouting

• Metoda Jet-Grouting, permitecrearea de elemente etanseconstituite din terenul de fundareamestecat "in situ" cu suspensii pebazã de ciment. Terenul este tãiatla presiuni extrem de ridicate cuajutorul unui jet de suspensie deciment, însotit sau nu de jeturi deaer comprimat sau apã siamestecat odatã cu miscareaduzelor de injectare. Prin ajustareaextragerii si rotirii tevilor de injectie,se realizeazã forme diferite deelemente etanse, de la coloanecvasicilindrice pânã la pereti siecrane subtiri. Intreg procesultehnologic este monitorizatecrane subtiri. Intreg procesultehnologic este monitorizatpermanent,parametrii principali delucru fiind înregistrati automat pediagrame.

Metoda PASS (Metoda PASS (PrePre--Arch Shell SupportArch Shell Support))

• Acoperisul autoportant se realizeaza inaintea inceperii excavatiilor subforma unei camasuieli din mortar subtire, ce imbraca spre deosebirede exemplele prezentate anterior, intregul contur al viitoarei sectiuniexcavate.

Metoda PASS (Metoda PASS (PrePre--Arch Shell SupportArch Shell Support))

Principalele etape tehnologice alemetodei sunt:

1. Pozitionarea in front a unei masinispeciale de forat prevazuta cu 5perforatoare, manevrata princomputer.

2. Saparea unui şliţ avâd o grosime de17 cm, o deschidere de 81 cm şi oadâncime de 4 m, în terenul dedeasupra bolţii viitorului tunel.

3. Pe mǎsurǎ ce perforatoarele seretrag are loc umplerea şliţului pe oretrag are loc umplerea şliţului pe oadâncime de 2.5 m, cu mortarinjectat prin intermediul unei duzemontate în centrul şliţului.

4. În continuare se repetǎ paşii 1-3astfel încât şliţurile sǎ seintrepǎtrundǎ pânǎ la formarea uneicǎmǎşuieli continue pecircumferinţa tunelului.

Inainte de aplicarea in practica a sistemului s-au facut numeroase incercari experimentale si analize numerice, care in final au condus la urmatoarele recomandari practice:

•unghiul la centru: 1200

•adancimea: 4 m de la fata terenului•grosimea camasuielii: 17 cm

• O alta solutie bazata pe acelasi principiu, al realizarii unui acoperis autoportant din tevimetalice care sa preintampine tasarile la suprafata terenului, a fost utilizata in cazul a douatuneluri de sectiuni foarte mari, excavate in terenuri nestincoase si cu acoperire foarte mica, totin Japonia.

Tunelul Katabira River

Conductele folosite la realizarea acoperisului, avind un diametru de711.2 mm, sunt confectionatedin otel special cu grosimea de 12 mmsi au fost prevazute cu elemente de imbinare, pentru obtinerea uneistructuri continue. Ca o masura suplimentara de imbunatatire astabilitatii terenului si preintampinare a eventualelor tasari in timpulexecutiei acoperisului, s-au executat injectii chimice de consolidarede la suprafata terenului.

De asemenea, pentru coborireanivelului apelor subterane inamplasament, a fost prevazut unsistem de pompaj alcatuit din 8 pompevacuumatice de mare adancime.Datorita dimensiunilor foarte mari alesectiunii transversale, sapaturile latunel au fost executate cuexcavatoare. Intre cintrele metalice siacoperisul deprotectie au fost introduse, deasemenea, elemente metalice, pentruasemenea, elemente metalice, pentruo mai buna sprijinire si conlucrare acelor doua sisteme. Ca urmare amasurilorde monitorizare luate, nu au fostsemnalate efecte negative asupracladirilor din vecinatate, sau reteleloredilitare deja existente, tasarileterenului fiind tinute sub control.Monitorizarea lucrarii a permis si operfectionare pe parcurs a tehnologiei.

Metoda arcelor celulare

• Metoda arcelor celulare consta in realizarea unui acoperis autoportant dinmicrotunele, unite prin arce de beton armat, la adapostul caruia urmeaza sa se desfasuare operatiile de excavare.

• Micro-tunelurile sunt alcatuite din conducte de beton armat cu diametrul de 2-10 m introduse in gaurile sapate cu ajutorul masinilor de forat.

• Acest acoperis autoportant este complet construit inainte ca operatiile deexcavare a intregii sectiuni sa inceapa.excavare a intregii sectiuni sa inceapa.

Principalele faze de executie ilustrate sunt:

1. Excavarea galeriei pilot centrale si consolidarea terenului inconjurator prin lucrari de injectii cu lapte de ciment, sau chimice, lucrari ce preced realizarea arcului celular.

2. Excavarea in doua faze a galeriilor de inaintarea in zona peroanelor laterale si continuarea lucrarilor de injectare a terenului din interiorul acestor galerii, urmata apoi de turnarea montantilor laterali.

3. Realizarea a 10 microtunele alcatuite din conducte de beton armat, cu diametrul de 2.10 m, introduse prin presare in zona boltii centrale.presare in zona boltii centrale.

4. Excavarea galeriilor de legatura intre microtunele si apoi realizarea galeriei de legatura intre cele din urma si galeriile laterale. Aceasta galerie va constitui cofrajul interior pentru turnarea betonului in arcul celular

5. Montarea armaturilor si turnarea betonului in arcul celular

6. Excavarea tunelului, in trepte, simultan cu finisarea sectiunii superioare

7. Excavarea radierului si turanarea betonului in radier.

Etapa 1: Consolidarea zonei corespunzatoare intregii sectiuni a tunelului,executata din galeria pilot centrala.Etapa 2: Consolidarea zonei micro tunelurilor executata din micro tunelurilor executata din aceeasi galerie.Etapa 3: Consolidarea unui strat de 6.5 m grosime aflat sub niveleul apelor freatice atit din galeria centrala cit si din cele doua galerii laterale.

Conductele ce formeaza sectiuneasuperioara au fost lansate dintr-ocaverna astfel realizata incit sa nuperturbeze traficul de deasupra, intimpul manevrarii echipamentului sial conductelorConductele de beton armat,fabricate prin centrifugare, au undiametru interiorde 1.80 m, diametrul exterior de2.10 m, iar lungimea de 2.00 m. Inafara de miezul de otel din interior,betonul de deasupra este armat deasemenea cu armaturalongitudinale si transversala.Din cauza dimensiunilor foarte Din cauza dimensiunilor foarte mari ale garii, a fost necesara excavarea unorgalerii de inaintare laterale avand o deschidere maxima de 7 m, forma lor incadrlndu-se in forma viitoarei sectiuni a garii. Sprijinirea acestor galerii, cu dimensiuni mult mai mari deciit ale tunelurilor rutiere sau feroviare obisnuite s-a facut cu cintre mtalice.Volumul total a1 excavatiilor in cele doua galerii, ce insumeaza impreuna o lungime de 435 m a fost de 25230 m3 iar volumul de beton de 1 1140 m3

MoniMonittorizarea Iorizarea Iuucrarcrariilorlor

Instrumentarea completa a lucrarilor poate furniza informatii valoroase, de mare ajutor in evaluarea raspunsului structurii si terenului in timpul constructiei, ce pot servi ca baza de calcul in proiectareatehnologiilor, in ajustarea lor pe parcurs, sau pentru validarea metodelor aplicate.Progrese inregistrate in domeniul IT, a facut posibila inregistrarea automata a raspunsului si cresterea timpului real al monitorizarii.

Principalele aspecte urmarite sunt:urmarite sunt:

1. stabilitatea deschiderii in timpul executiei

2. miscari induse in masivul inconjurator

3. integritate sistemului de sprijinire

Executia lucrarilor subterane in sapatura inchisaExecutia lucrarilor subterane in sapatura inchisa

• NATM• Mijloace mecanizate (TBM)

Executia lucrarilor subterane cu scutulExecutia lucrarilor subterane cu scutul

Metoda scutului a fost dezvoltată ca o tehnologie de săpare a tunelelor în pământuri slabe sub râuri. A fost aplicată pentru prima dată de către Marc Brunel la realizarea la Londra a unui tunel de subtraversare a fluviului de subtraversare a fluviului Tamisa, între 1825- 1843


Ideea de bază constă în înaintarea prin împingere cu ajutorul unor vinciuri (prese hidraulice), a unui cadru rigid (scutul) în terenul slab, prevenind în acest mod prăbuşirea terenului şi realizarea săpăturii la adăpostul scutului.


Scutul este o structură ce permiterealizarea galeriilor în terenurinestâncoase, în condiţii de siguranţă, laadăpostul unei carcase cilidrice din oţel,cuprinzând un complex de instalaţii pentruexcavare, susţinerea săpăturii precum şimontarea camăşuielii finale.

Toate aceste instalaţii alcătuiesc ceea cenumim în mod generic scutul sau înnumim în mod generic scutul sau întraducere maşina de săpat tunele (TBM= Tunnel Boring Machine). Funcţiilegenerale pe care le îndeplinesc acesteinstalaţii sunt: decuparea (tăierea)profilului (secţinunea) tunelului pe măsurăce înaintează; stabilizarea zonei excavate;evacuarea sterilului (materialului excavat)în afara tunelului.


In prima faza are loc excavarea pe o distanta echivalenta cu lungimea unui segment de camăşuială şi dacă este necesar sapatura poate fi sprijinită.In cea de a doua fază are loc avansarea scutului cu ajutorul preselor hidraulice ce împing în cămăşuiala deja montată. În timpul acestei operaţii se produce umflarea pereţilor săpăturii în spatele frontului excavat.In cea de a treia fază are loc montarea In cea de a treia fază are loc montarea bolţarilor ce alcătuiesc un inel de camăşuială, în timp ce presele hidraulice se retrag.In cea de a patra fază este umplut prin injectare interspaţiul de 5 - 10 cm, dintre extradosul cămăşuielii şi pereţii săpăturii.Injectarea incompletă a golului, sau prăbuşirea pereţilor atrag după sine deformaţii ale masivului şi tasări la suprafaţa terenului. Tasările la suprafaţa terenului pot fi limitate prin alegerea celui mai potrivit tip de scut, sau prin măsuri suplimentare de tratare (stabilizare) a terenului din zonă.


• Tehnologiile de excavare cu scutul:1. în front deschis;2. în front sprijinit.Tehnologiile de excavare cu scutul în front sprijinit:

– stabilitatea golului este asigurată prin diverse metode care pot fi

clasificate dupa cum urmează:clasificate dupa cum urmează:

• sprijinire mecanica;

• sprijinire cu aer cornprimat;

• sprijinire cu fluid;

• sprijinire cu ajutorul materialului excavat.


• În prezent se utilizează în mod frecvent, două tipuri de maşini:• Slurry Shield Machines (STBM) • Earth Pressure Balance (EPBM)

EPBM poate atinge rate mari de înaintare necesitând mai puţine instalaţii de pregătire acoperitoare dar este limitată de tipul de teren în care poate opera. acoperitoare dar este limitată de tipul de teren în care poate opera. STBM este mult mai versatilă şi poate opera într-o varietate mult mai largă de condiţii de teren. Dezavantajul îl constituie necesitatea unei staţii de procesare şi reciclare a noroiului bentonitic mult mai extinse. Deasemenea depozitarea materialului rezultat în urma excavării implică costuri foarte mari legate de găsirea unui spaţiu corespunzător şi de reducerea efectelor negative asupra mediului.

Slurry Shield Machines (STBM) Sprijinirea cu fluid a excavaţie

este un procedeu inspirat de tehnica de sprijinire a forajelor cu noroi bentonitic - utilizată la forajele petroliferesau la realizarea pereţilor mulaţi. Stabilitatea frontului este asigurată cu ajutorul unei suspensii de noroibentonitic injectată sub sub presiune în camera de excavare, în faţa capului tăietor prin mijloace mecanizate(Fig. 6).Fluidul folosit este compus din apă şi un aditiv care poate fi bentonita (folosit in Europa), argila naturală saupolimeri (folosit in Japonia). Controlul presiunii la care se injecteaza fluidul se poate face fie prin variaţii aledebitului (metoda japoneza) sau cu aer comprimat prin intermediul unui rezervor montat la partea superioară acamerei (metoda germana). Metoda este utilizată pentru o gamă largă de pamânturi chiar şi cu permeabilitateridicată, datorită formarii unei peliculei etanşe - dar mai ales în cazul terenurilor granulare uşor noroioase. Înterenurile argiloase principala problemă o constituie lipirea argilei de diferite părţi componente ale instalaţiei.

Earth Pressure Balance (EPBM)

Sprijinirea cu ajutorul materialului excavat sau metoda de echilibrare prin presiuneapărmântului, utilizează pamâtul excavat, menţinut sub presiune, pentru asigurarea stabilităţiifiontului chiar şi în prezenţa apei subterane. Metoda a fost aplicată în Japonia în anul 1974 şi acunoascut de atunci o largă utilizare în toată lumea, la realizarea galeriilor de metrou si galeriiloredilitare, datorita costurilor foarte mici in comparatie cu alte metode. În cazul în care materialulexcavat nu conţine suficiente particule fine, este introdusă, suplimentar, (dintr-o magazie specialprevăzută în capul taietor) o suspensie de argilă pentru îmbunătăţirea proprietăţilor materialului.Omogenizarea materialului se realizează printr-un sistem mecanic, special alcătuit din bare deamestec, montate pe capul tăietor rotativ. Suplimentar pentru omogenizare şi evitarea colmatării sepoate introduce apă. Aceastămetodă se utilizează de preferinţă în terenurile noroioase.

NOUA METODĂ AUSTRIACĂ (NATM)

Mărimea tasărilor în cazul utilizării NATM în terenuri uşoare este cuprinsă între10...130 mm. In Tabelul 1 este prezentată relaţia între stabilitate frontului şi curbagranulometrică a terenului. Procentu1 de material fin ce trece prin sita cu ochiul de 74µm trebuie să fie de cel putin 20% din total.

Un alt avantaj a1 metodei constă în faptul că nu necesită multe echipamente, şilucrări provizorii de mare amploare, sau durată, care să ducă la dezafectarea unorzone de teren. În condiţiile în care infiltraţiile depăşesc 100 l/min se impun măsuride drenaj, folosirea aerului comprimat sau alte măsuri speciale de menţinere astabilităţii săpăturii.

Documents

TEHNOLOGII DE EXECUTIE IN PROCEDEU INCHIS · PDF fileamestecat "in situ" cu suspensii pe bazã de ciment. Terenul este tãiat la presiuni extrem de ridicate cu ajutorul unui jet de