ПОДРЯДЧИК: BALFOUR BEATTY TUNNELLING
СУБПОДРЯДЧИК: MURPHY AND SONS TUNNELLING
Проблема клиента
Идущие в Великобритании продолжительные ливни привели к переполнению канализационной сети Манчестера, из которой растворенные канализационные стоки попали в местные ручьи и водотоки, став источником загрязнения воды. В конечном итоге сточные воды могли попасть в Манчестерский канал. В течение последних 5 лет компания United Utilities инвестировала 150 млн фунтов стерлингов в программу модернизации канализационной системы в Большом Манчестере. Тоннель ManTrunk является частью этой программы. Компания Normet UK предоставила для этого проекта свое первое решение по подготовке грунта, а также поставила тампонажные смеси для эффективного цементирования позади сегментов. Проектные параметры: тип тоннелепроходческих машин: отремонтированные машины Lovat EPB; диаметр среза: 4,25 м; длина тоннеля: 625 м; тип грунта: плотная водонепроницаемая глина с высоким потенциалом закупоривания; шахты: 1 пусковая, 1 промежуточная, 1 приемная; используемые строительные химические составы Normet для тоннелепроходческих машин: • TamSoil 280AC (противонабухающая пенная добавка) • TamCem 8BFG (замедлитель/пластификатор) • TamShot 10SS (жидкий ускоритель твердения).
Рабочие задачи
Система подготовки грунта и заданные геологические параметры были несовместимы друг с другом, вследствие чего занятым на площадке специалистам Murphy and Normet пришлось многому учиться. Для всей длины тоннеля требовалось обеспечить режим компенсации давления горных пород для защиты критически важных сооружений на поверхности. Первоначально тоннелепроходческая машина была предназначена для проходки через зыбучие пески, для которых обычно не требуется отдельное инъектирование воды в забой.
Вначале скорость продвижения составляла примерно 7-15 мм/мин, при этом и крутящий момент машины, и температура грунта из подземной выработки были очень высокими. Кроме того, было сложно добиться выравнивания и поддержания давления, и имели место случаи вылета шнека. После проведенного Normet исследования было выяснено, что установка по подготовке грунта была неспособна подавать достаточное количество жидкости в забой для достижения рекомендуемых параметров грунта в соответствии с заданным геологическим строением, исходя из предварительных лабораторных испытаний.
Подготовка грунта является неотъемлемой частью процесса компенсации давления горных пород, скорость выполнения которого сильно зависит от соответствия системы подготовки грунта. Такое большое препятствие потребовало значительной поддержки со стороны Normet, чтобы увеличить количество смонтированных колец обделки тоннеля за смену с 2-4 шт. до требуемых 8 шт. или более.
Решение
Основной целью Normet UK было повышение и сохранение на новом уровне скорости проходки, которая является одним из главных компонентов, определяющих общую производительность тоннелепроходческих машин. После этого была проведена оптимизация потребляемых материалов для обеспечения эффективности и экономии.
Решение заключалось не только в использовании подходящих продуктов Normet, но и в обслуживании и технических знаниях, предоставляемых командой специалистов Normet, управляющих тоннелепроходческими машинами. Вместе с Murphy команда повысила скорость проходки с 7-15 мм/мин до 30-45 мм/мин. Также была достигнута и сохранена требуемая компенсация давления горных пород до величины 2 бар. Опираясь на теоретические исследования и полевые наблюдения, специалисты регулировали систему подготовки грунта, чтобы закачать максимальное количество дополнительной воды в забой. Также были внесены дополнительные улучшения в параметры пены, чтобы увеличить количество пенного раствора, подаваемого в забой, и приняты меры по уменьшению объема свободного сжатого воздуха в рабочем пространстве. И, наконец, благодаря постепенному уменьшению скорости вращения режущей головки уменьшилась и температура вынутого грунта, значительно повысив эффективность его подготовки. В результате грунт из выработки приобрел пластичность, благодаря чему существенно выросла производительность тоннелепроходческих машин.
Компания Murphy была чрезвычайно довольна проектированием тампонажных работ; проектно-инженерное обеспечение Normet обеспечило технические характеристики тампонажа на основе проектных параметров и личного опыта. Кроме того, компания Normet анализировала цементный раствор на месте работ и осуществляла регулярные проверки, чтобы гарантировать соблюдение согласованных технических требований.
При поддержке команды операторов тоннелепроходческих машин Normet компания Murphy достигла целевого показателя — 8 колец обделки тоннеля в день, и осуществляла работы безопасно и эффективно до завершения проходки тоннеля.