ПРОЕКТИРОВАНИЕ - ЭКСПЕРТИЗА - СТРОИТЕЛЬСТВО/.

..//...................................................................................ceo@микротоннелирование.рф

Аренда комплексов AVN фирмы Herrenknecht(Германия)

Бестраншейное строительство и реконструкция инженерных сетей и сооружений.

Проходка туннеля под Монреалем(через известняк)

АБСТРАКТНЫЕ


Монреаль, Квебек, Канада Туннель водохранилища Роузмонт проходит на 4,0 км ниже городских улиц, разломов скал, заброшенного карьера и действующего метро. История успешного прорыва ТБМ с двойным щитом диаметром 3,0 м включает в себя тщательный анализ геологии, рабочих параметров ТБМ и мер по укреплению грунта. За прошедшие годы геологи провели две программы алмазного бурения, в общей сложности 65 испытаний скважин на глубину от 21 до 65 м ниже жилых и коммерческих кварталов вдоль трассы туннеля. Программа отбора проб керна показала присутствие известняка средней и тонкой слоистости, а также некоторых сланцев и интрузивных пород, в основном даек и силлов. В то время как известняк в среднем составлял от 50 до 300 МПа UCS, порода в интрузивах колебалась от 100 до 430 МПа. Вдоль 4,0-километрового туннеля было нанесено на карту более 80 дамб и порогов шириной от нескольких сантиметров до 8–10 м. Подрядчик Foraction, Inc. принял меры, включая закачку цемента в вертикальные скважины в двух предполагаемых зонах разломов с поверхности на глубину 50 м. Даже при этих мерах трещиноватая порода и притоки воды, которые пришлось временно отклонить, замедлили продвижение и потребовали изменения параметров бурения на некоторых участках. Бригада в конечном итоге добилась успеха и в ноябре 2015 года совершила окончательный прорыв с помощью ТБМ. В этом документе будут проанализированы методы и производительность бурения ТБМ с учетом меняющихся геологических условий под Монреалем. Особое внимание будет уделено участкам в зонах разломов и под уязвимыми структурами, включая недействующий карьер и действующее метро Монреаля. Авторы проанализируют, как предварительные исследования в сочетании с оперативными методами и текущим геологическим мониторингом привели к очень эффективному проекту бурения туннеля в густонаселенной городской местности.

1. ВВЕДЕНИЕ


Город Монреаль в настоящее время модернизирует всю свою стратегию снабжения питьевой водой. Ожидается, что программа выйдет на завершающий этап в 2020 году. Одной из основных целей программы является восстановление крупнейшего на острове водохранилища (объемом 227 000 м3) и возобновление его снабжения питьевой водой жителей Монреаля, которые позволит улучшить баланс сети водоснабжения по всему острову. Это почти удвоит запасы питьевой воды, что является жизненно важной потребностью населения, которое резко увеличилось с тех пор, как в начале 1960-х годов было построено водохранилище Роузмонт. В течение последних двух десятилетий водохранилище, все еще в безупречной форме, использовалось для хранения воды в качестве резерва пожарной службы. Таким образом, проект предусматривал строительство четырехкилометрового туннеля с внутренним диаметром 2,4 метра. водопроводная магистраль, соединяющая водохранилище Роузмон, расположенное в парке Этьен-Демарто, с существующей сетью высокого давления, для которой водопроводная магистраль проходит с востока на запад вдоль улицы Нотр-Дам (рис. 1). Подрядчику ForAction (Les Entreprises Michaudville Inc.), оснащенному ТБМ Robbins Double Shield, потребовалось 205 дней бурения в известняке, перехваченном многочисленными твердыми магматическими дайками и силлами, за период чуть более 300 дней.


Тоннеля Роузмонт диаметром 3 метра. Строительство входного ствола буровзрывным способом велось за семь месяцев до запуска ТБМ в декабре 2014 года. Конечный ствол, расположенный рядом с водохранилищем в парке Этьен-Демарто, был построен позже, после завершения проходки тоннеля. в стадии реализации.

Рис. 1: Карта расположения. Туннель Роузмонт, Монреаль, Квебек. (Изменено из Google Карт 2016 г.)

После строительства 100-метровой галереи на глубине 32-33 метра ниже поверхности, служащей гаражом и «стартовой площадкой», тоннель на первых 1800 метрах приобретает уклон 0,5%, а затем увеличивается до 1 ,8% уклона на последних 2175 метрах перед конечным валом. Из-за увеличения топография и высота поверхности вдоль трассы, глубина туннеля составляет примерно 45 mbgs вдоль трассы. Перепад уклона должен был учитывать прохождение респектабельных 14 метров ниже линии метро Монреаля: переход, который, к счастью, оказался без происшествий.


Детали проекта на его начальном этапе, а также технические детали в отношении строительства ствола и методологии, а также обзор геологии, которая, как ожидается, будет прорвана, уже были представлены Rancourt et al. (2014) на предыдущей конференции TAC в Ванкувере в 2014 году. В настоящем документе обобщаются испытания и невзгоды, связанные со строительством туннеля в большом городском районе, под жилыми домами, предприятиями, историческими зданиями, линией метро и старыми карьерами позже. заполнены как бытовыми, так и промышленными отходами, не говоря уже о многих проблемах, связанных со сложными геологическими особенностями.

2. ГЕОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ


2.1 Скважинные программы


Геотехнические изыскания перед строительством тоннеля проводились в два этапа. Первый состоялся в 1976-77 годах, когда были пробурены первые 38 скважин. Первоначальный план состоял в том, чтобы пробурить 56 вертикальных скважин прямо в предполагаемую трассу туннеля. Интервал от 60 до 80 метров между скважинами даст достаточно информации для строительства. Первые 38 скважин были пробурены вертикально на открытом пространстве. Для скважин, расположенных под жилыми домами, зданиями, подземными коммуникациями и различной инфраструктурой, необходимо будет использовать другой план. Из-за бюджетных ограничений и других приоритетов городские власти Монреаля приостановили строительство тоннеля. Вертикальные скважины, оборудованные стояками для мониторинга подземных вод, были практически заброшены и оставлены открытыми. Никаких лабораторных испытаний кернов горных пород никогда не проводилось.


В 2012 году городские власти Монреаля поручили Les Services exp Inc. возобновить геотехнические исследования, начатые примерно 35 лет назад. После тщательного анализа данных 1976 г. компания exp составила предварительный геологический профиль вдоль трассы туннеля и рекомендовала уменьшить глубину оси туннеля по сравнению с первоначальным проектом 1976 г. Толщина кровельного столба увеличилась с 2,5 м до 6 м у южного входа в тоннель, где он наиболее тонкий.


Кампания бурения 2012 года, предложенная exp, была направлена ??на завершение работ, начатых в 1976 году, путем проведения подробного геологического и геомеханического каротажа керна горных пород, а также всех полевых и лабораторных испытаний, необходимых для характеристики горного массива. Затем геотехническое исследование 2012 г. позволит получить более полную базу данных, особенно по уязвимым зонам, таким как:
• начальная и конечная точки туннеля и туннельных шахт, данные по которым отсутствовали;
• области, где скважины 1976 г. действительно показали высокую трещиноватость в коренных породах и присутствие брекчии;
• район бывшего карьера, чтобы подтвердить максимальную глубину, достигнутую во время разработки карьера, и любое влияние работ в карьере на качество горной массы на глубине предлагаемого туннеля.


Геотехнические полевые работы 2012 г. проводились с 11 октября по 2 декабря 2012 г. и включали бурение 27 скважин диаметром от 40 до 60 метров алмазным бурением размером NQ, включая 22 наклонные скважины с ориентацией керна. Были отобраны образцы керна для проведения 135 лабораторных испытаний, включая определение UCS, прочности на трехосное сжатие, прочность на расщепление и прямое растяжение, а также испытания на определение абразивности. В рамках полевых работ были проведены испытания Lugeon на предполагаемых высотах туннеля, а четыре скважины были оборудованы вибропроводными пьезометрами. В предполагаемых местах стволов были установлены колодцы для мониторинга подземных вод. Эксперт также взял пробы и проверил грунтовые воды на коррозионную активность. Всего пробурено 1 251 метр, в том числе 1 033 метра пробурено в массиве горных пород. Подробности этого последнего исследования были опубликованы в Boivin et al. (2013).
Тестирование свойств горных пород дало результаты, которые были тщательно изучены техническим персоналом Роббинса, чтобы выбрать правильное оборудование для тоннеля Роузмонт. Наблюдалась высокая изменчивость твердости и прочности породы, результаты варьировались от 40 МПа UCS в глинистых известняках до 430 МПа UCS в некоторых интрузивных дайках.


Подземные воды были еще одним важным фактором при строительстве туннеля. В ходе расследований были отмечены некоторые нарушения, особенно в двух областях. Подрядчик приступил к благоустройству этих участков путем бурения случайных скважин и закачки цементного раствора - операция с ограниченным успехом.


Следуя некоторым рекомендациям расследования 2012 года, городские власти Монреаля рекомендовали дополнительные работы, включая сейсмический контроль зданий вблизи шахт во время строительства; 3D-моделирование; анализ массива горных пород в районе тоннеля метрополитена; и сейсмический мониторинг наследия и старых зданий, расположенных непосредственно над коридором туннеля во время прохождения ТПМ. Во время бурения также проводился мониторинг подземных вод, особенно в зонах разломов и вблизи древних карьеров. Вторичное бурение, состоящее из трех новых скважин, также было проведено, чтобы точно определить местонахождение второй зоны разлома, к югу от старых карьеров.

2.2 Геологическая обстановка


Профиль туннеля, показанный на рис. 2, пересекает палеозойскую толщу осадочных пород Нижней низменности Святого Лаврентия с почти горизонтальными плоскостями напластования, обычно меняющимися от 2° до менее 10° и падающими на юго-восток. Плоскости напластования значительно различались вблизи зон разломов (это также было одним из признаков того, что мы приближались к потенциальной зоне движения во время бурения). Туннель расположен на восточной стороне антиклинали Вильре, которая несколько погружается на северо-восток (Clarke, 1972). Региональная и местная геология, включая литологическое описание формаций, хорошо обобщена Глобенским и др. (1993).

Рис. 2. Упрощенная геологическая модель вдоль трассы тоннеля, основанная на результатах геотехнических полевых работ 2012 г.

(Бойвин и др., 2013 г.)

Вдоль туннеля нижележащие осадочные породы относятся в основном к двум формациям группы Трентон и, в меньшей степени в юго-восточной части, к сланцам группы Ютика. Последняя была перехвачена при строительстве первого ствола, но не вдоль трассы тоннеля. В дополнение к осадочным толщам, по всему туннелю были распространены несколько тел магматических спутниковых пород (дайки и силлы), связанные с вторжением Маунт-Рояль. Антиклиналь Вильре на юге разделена системой разломов Уайт-Хорс-Рапидс с востока на запад, при этом основной разлом расположен примерно в полукилометре к югу от входной шахты предполагаемого туннеля. Также присутствуют две другие системы разломов (северо-запад-юго-восток и северо-восток-юго-запад). Их видимое вертикальное движение варьируется от менее метра до шестидесяти метров и более. Геологические структуры, связанные с этими основными зонами разломов, определенно повлияли на проходку туннеля по крайней мере в четырех различных участках вдоль трассы.

Осадочные пласты в основном состоят из мелкозернистого известняка от темно-серого до черного с глинистыми прослоями: Формация Тетревиль обнажалась почти на две трети туннеля и состояла из трех горных фаций: правильной последовательности известняков, состоящих из мелкозернистых известняк темно-серый зернистый (мощность слоев от 2 до 15 см) с прослоями почти черного микрита (2-8 см). Вторая фация представляет собой «пасмурную» текстуру, желваковатую ископаемую известняков (известковистых аргиллитов) без правильных плоскостей напластования. Эти две фации оказывали относительно низкое сопротивление режущей головке ТБМ. Третья фация представляла собой более мягкие глинистые известняки, содержащие до 70-80% глинистых пород, и располагалась ниже в стратиграфии Тетревиль. Эта конкретная мягкая порода оказалась сложной задачей для подрядчика, как будет обсуждаться далее в этом документе.


Тетровиль перекрывает более регулярную монреальскую формацию, обнажающуюся на последних 1400 м туннеля. Монреаль состоит из двух отдельных членов. Роузмонт Мб сложен тонкослоистыми кристаллическими известняками с волнистыми глинистыми прослоями. Известняки варьируются от мелкокристаллических до крупнокристаллических (от микрита до спарита) и от чистых до слабо глинистых. Слои линзовидные, иногда желваковые, разделены маломощными глинисто-черносланцевыми прослоями и характеризуют биотурбацию. Присутствие этой горной толщи примерно на 500 метров ниже бывшего карьера и далее на север контролируется двумя сбросами (интерпретация в ходе исследования 2012 г.) с сильными вертикальными смещениями.


Последний сброс вдоль туннеля обнажает Сен-Мишель Mb, сложенный ископаемыми мелко- и среднезернистыми кристаллическими известняками мощностью от 10 до 40 см, разделенными более тонкими черными глинистыми и очень ископаемыми микритами, с прослоями от 2 до 5 см в толщину. Он включает в себя вторую фацию, не содержащую ископаемых, очень твердых кристаллических известняков, которую можно проследить на протяжении последних 800 метров схемы туннеля.


Интрузивные породы встречаются в виде даек и силлов и происходят в основном из интрузий монтерегского яруса (габбро и сиенит) и других магматических эпизодов (Clarke, 1972). Они сильно различались по характеру, силе и размерам. Во время окончательного геологического картирования туннеля мы насчитали более 85 даек и силлов от кислых до основных (несколько габбро и проблемный оливиновый пироксенит), различающихся по размеру от нескольких сантиметров до 8-10 метров в толщину (при расположении под углом поперек трассы). туннеля, они могут простираться до 40 метров по ходу туннеля). Самая толстая и самая важная интрузия, порог, который был обнаружен в нескольких последовательных скважинах в центральной части трассы туннеля, возможно, пересекался более одного раза во время бурения из-за систем нормальных разломов, возникающих на стороне антиклинали. В районе к югу от бывших карьеров порог прорезан другими интрузивными породами.


Более крупные интрузии уплотнили вмещающие известняки и сланцы почти до состояния, близкого к мраморному и аргиллитовому, иногда стирая структуру слоистости. Образовавшаяся порода была мелкозернистой, массивной, очень твердой, часто со сложным рисунком трещин. Твердая кремнистая интрузивная брекчия также присутствовала в двух случаях в качестве границы с другими интрузиями или в виде одиночной дайки.

3 ТОННЕЛЕПРОМЫШЛЕННАЯ МАШИНА


Учитывая ожидаемую геологию, городские власти Монреаля выбрали открытый захват для твердых пород или ТБМ с двойным экраном (DS TBM). Подрядчик, компания ForAction (Les Entreprises Michaudville, Inc.), выбирает ТБМ Hard Rock Double Shield от The Robbins Company, исходя из ее возможностей, цены и доступности (рис. 3).

Рис. 3. Вид на ТБМ Robbins O3 м с двойным экраном, используемую в проекте Rosemont.

Малая ТБМ DS основана на принципе выемки открытым способом с использованием машинного ленточного конвейера для перемещения грунта через машину. Как правило, ТБМ DS или ТБМ с экранированным захватом используются в нестабильных и глыбистых геологических условиях с качеством горных пород от удовлетворительного до плохого ниже 75% или в твердых породах с низким потенциалом выдавливания или захвата щитом. TBM DS также предназначены для туннелей через массивную породу с зонами разломов, где требуется поддержка грунта для предотвращения обрушения туннеля.


По этим геологическим причинам ТБМ DS является предпочтительным инструментом для установки железобетонных сегментов за ТБМ, обычно в качестве последней облицовки туннеля. Однако логистика перемещения небольших сегментов и расходных материалов вместе с раствором для обратной засыпки создает узкие места, которые замедляют производство и снижают безопасность рабочих. Кроме того, производители труб могут поставлять трубы больших размеров и типов из различных материалов, соответствующих назначению трубопровода, и все это в заводских условиях с соблюдением высоких стандартов качества. Поэтому подрядчики очень часто прокладывают туннель как можно быстрее и «заливают на месте» или переносят и укладывают необходимую трубу. В этом проекте компания ForAction (Les Entreprises Michaudville inc.) решила «перенести и разместить» последнюю несущую трубу с помощью держателя для труб (рис. 4).

Рисунок 4. Трубопровод с отрезком трубы

Машина состоит из пяти основных секций:
1) режущая головка и узел переднего щитка,
2) телескопическая Узел щитка,
3) Узел щитка захвата,
4) Узел хвостового щитка со вспомогательными упорными цилиндрами и
5) Резервная система — см. Рисунок 5.

Рис. 5. Вид в разрезе типичной ТБМ DS

Узел вращающейся режущей головки представляет собой сварную сборную конструкцию для тяжелых условий эксплуатации с седлами резцов для установки однодисковых резцов из легированной стали с высоким усилием, способным выемывать твердые породы. На ТБМ Rosemont были использованы самые большие из возможных задних дисковых фрез, кольца диаметром 17 дюймов с номинальной нагрузкой 245 кН, чтобы максимизировать скорость проходки и, что наиболее важно, повысить безопасность рабочих. Ковши для навоза, облицованные износостойкой сталью, устанавливаются по периферии режущей головки и зачерпывают и переносят каменную «крошку» или отвал в бункер. Под действием силы тяжести каменная крошка перемещается на ленточный конвейер, который проходит через машину и резервную систему к гусеничной погрузочно-разгрузочной машине для удаления на пусковой вал и транспортировки на поверхность.


Режущая головка поддерживается узлом основного подшипника большой грузоподъемности, установленным внутри переднего щита. Для вращения режущей головки в TBM используются четыре электродвигателя с регулируемой скоростью и редуктор в сборе, которые приводят в движение зубчатый венец и переходник режущей головки, который вращает режущую головку. Силовые кабели идут от этих двигателей к частотно-регулируемым приводам (ЧРП), расположенным в электрическом шкафу, расположенном в резервной системе TBM. Чтобы предотвратить эксцентричное колебание режущей головки, оператор ТБМ использует набор стабилизирующих прокладок, установленных по периферии переднего щитка, чтобы удерживать передний щит на месте, чтобы режущие диски на режущей головке следовали по одним и тем же концентрическим окружностям или «пропилам» для каждого вращения (см. рис. 6).

Рис. 6. Пример «прореза» ножевой головки или шаблона резки

Передний щит крепится к одному концу набора упорных цилиндров, которые создают усилие, необходимое для вдавливания режущей головки в горную породу. Другой конец цилиндра прикреплен к щиту захвата. Между ними находится телескопический щит, состоящий из двух перекрывающихся щитов, внутреннего щита и внешнего щита. Эти щиты выдвигаются друг над другом по мере выдвижения упорных цилиндров. Это обеспечивает защиту рабочих и оборудования от камнепадов.
Для предотвращения «качения» телескопического щита относительно переднего щита к моментным рычагам прикреплены большой и короткий ходовые гидроцилиндры. Моментные рычаги представляют собой пару сварных деталей из толстой стальной пластины. Один конец крепится к задней стороне переднего щита, а другой конец к прочной задней переборке на щите захвата. Промежуток между этими моментными рычагами заполнен моментным цилиндром — по одному с каждой стороны ленточного конвейера машины, — который в основном проходит через центр машины. Оператор регулирует давление в этих цилиндрах, чтобы машина оставалась ровной.


Задняя перегородка телескопического щита крепится к узлу захватного щита. Этот щит содержит набор горизонтально выровненных накладок захвата (по одной с каждой стороны ТБМ), контур которых соответствует диаметру отверстия. Цилиндры захвата установлены на каждой опоре и выдвигают обе опоры на стенку пробуренного туннеля, когда режущая головка вращается, а упорные цилиндры выдвигаются, чтобы противодействовать крутящему моменту режущей головки и предотвратить скатывание всей ТБМ.
Узел хвостового щитка прикреплен к щитку захвата. Он содержит платформы для бурения кровли (рис. 7), опоры кровли и вспомогательные упорные цилиндры. Если геология меняется от прочной породы, где не требуется поддержки грунта, к блочной или трещиноватой породе, подрядчик должен будет установить стальные кольцевые балки и доски или проволочную сетку. Комплекты колец должны быть изготовлены из плоских стержней толщиной 1 дюйм вдоль нижних 90 ° комплекта колец, чтобы позволить резервному сборочному помещению ТПМ пройти через наземную опору. Если захваты становятся неэффективными из-за мягких горных пород, телескопические щиты и щитки захвата могут быть сброшены с помощью вспомогательных упорных цилиндров.

Рис. 7. Вид на буровую установку и рабочую платформу

TBM имеет систему резервного копирования, состоящую из пяти прокатных платформ и семи салазок. Все электрические и гидравлические системы обеспечения ТБМ, включая кабину оператора, расположены на подвижных платформах. Резервные салазки в основном поддерживают ленточный транспортер ТПМ, но также содержат пространство для хранения основного питающего кабеля и кассеты для хранения вентиляционного канала туннеля. Резервные салазки обеспечивают пространство или длину для навозоуборочного поезда, способного принять два толчка грунта, или примерно 2,5 м продвижения за цикл проходки.


Из-за строгого экологического надзора со стороны города Монреаля компания ForAction (Les Entreprises Michaudville inc.) использовала только биоразлагаемое масло для всех смазочных и гидравлических жидкостей на случай случайного разлива.
Для направления ТБМ вдоль трассы тоннеля поставщиком ТБМ была предоставлена ??автоматическая система наведения.
Для подачи свежего воздуха в рабочую зону вокруг ТБМ компания ForAction использовала рукавный канат диаметром 800 мм для перекачки свежего воздуха из начального и малого промежуточного валов в головку. В состав ТПМ входили вентиляционные каналы и осевые вентиляторы, обеспечивающие постоянную подачу свежего воздуха. Пыль с режущей головки и конвейеров отвала всасывалась в отдельный комплект воздуховодов и отводилась в скруббер для удаления частиц пыли из воздуха за ТБМ.

4 ПРОДВИЖЕНИЕ ТОННЕЛЯ: С ДЕКАБРЯ 2014 ГОДА ПО НОЯБРЬ 2015 ГОДА


4.1 Планирование


Подрядчик Foraction планировал провести две 9-часовые смены на ТБМ и третью 6-часовую смену технического обслуживания посреди ночи, 5 дней в неделю, что они и сделали. Среднее прогнозируемое продвижение составляло порядка 20 погонных метров в день.
После нескольких дней пробных запусков в декабре 2014 года они начались, как и планировалось. Первый месяц оказался месяцем вымогательства и приспособления к условиям. Добыча была ниже оптимальной, так как производилось всего несколько метров в день (до 10 метров в день) в почти идеальных горных условиях. Это было ожидаемо.


К февралю все шло хорошо, в среднем 21,8 метра в день, а два или три дня чуть ниже 30 метров в день. Производство в марте было очень хорошим, со средней скоростью 23,9 м/день, с несколькими днями выше 30 м/день, до конца месяца, когда перерыв в начале конвейера замедлил продвижение. ТПМ работала в течение трех недель в апреле, включая несколько дней со скоростью 30-40 метров в день. Месяц май был полным пробегом и составлял в среднем почти 24 метра в день. К началу июня тоннель находится на отметке 1,8 км, и здесь в процесс начинают вмешиваться геологические факторы.


Остальная часть пути была немного более сложной, с зонами разломов, чрезмерным притоком грунтовых вод, анизотропией коренных пород, обеспечивающей неравномерное сопротивление горных пород, и кратковременным отклонением от курса. Наконец, успех был достигнут в соответствии с графиком, до конца года. После июньского спада было решено, чтобы уложиться в сроки, к недельному графику нужно добавить шестой день (одну смену). В октябре 2015 года был установлен рекорд (700-метровый спринт), и 12 ноября 2015 года ТБМ достиг своего конечного вала, мишени (см. рис. 8).

4.2 Проверка реальности на месте: твердая порода, мягкая порода, разломы и грунтовые воды


Геологическая интерпретация предложенного маршрута туннеля, содержащаяся в геотехническом исследовании, оказалась на удивление точной, но несколько сомнительных зон остались неизвестными, несмотря на рекомендации по дальнейшему исследованию. Однако, даже при дальнейшем исследовании предполагаемых зон разломов, было бы трудно точно предсказать, как массив горных пород, полноценный или нет, мог вести себя и удерживаться вместе во время прохода ТБМ. Можно было бы принять некоторые меры предосторожности, но, несмотря на предварительные разведочные скважины через каждые 60–80 метров вдоль предлагаемой трассы туннеля, оставалось неизвестным, что могло произойти между скважинами. Адаптация к этим непредвиденным условиям была тем, что с успехом сделала компания Foraction.

К моменту запуска ТБМ осталось несколько вопросов, на которые не ответили: как большой порог толщиной от 8 до 10 метров, наблюдаемый над профилем туннеля, так резко исчез с карты? Каково состояние породы на месте в предполагаемых зонах разломов? Можем ли мы столкнуться с чрезмерной поломкой короны? Насколько широки зоны разломов? Сколько грунтовых вод нам предстоит встретить? Каково качество породы под карьерами? Имеются ли глубокие трещины, ведущие к просачиванию загрязненных сточных вод?

Со всеми вышеперечисленными неизвестными столкнулись и успешно преодолели. Подрядчик смог пройти по этим зонам, несмотря на различную прочность горных пород и непредсказуемый характер. Даже с учетом геологических проблем, включая некоторые притоки воды и прорывы на небольших участках, подрядчик смог достичь скорости проходки в среднем от 20 до 38 м в сутки за две смены по 9 часов каждая. Большая часть грунта была самонесущей, хотя подрядчик устанавливал анкерные болты каждые 2,5 м (8,2 фута) на участках свода туннеля, а сетка, анкерные болты и стальные листы использовались на участках неустойчивой породы.

Регулярные визиты инженера-геолога раз в два месяца для проверки анкерной крепи и других методов крепления, когда это необходимо, были необходимы, а наличие геолога на месте на полный рабочий день не было роскошью. Геолог совершал ежедневные визиты, часто более одного раза, к передней части ТПМ, чтобы наблюдать за любыми изменениями в природе горных пород, их структуре, характере трещин, притоках грунтовых вод и т.д. Очень хорошим ключом к любым литологическим изменениям было постоянное наблюдение за отвалом навоза, поднимающимся на поверхность. Любое изменение его обычных характеристик, таких как фрагменты, форма, размер, цветовая твердость и содержание воды в навозе, вызовет тревогу и покажет геологу, что режущая головка входит в другую литологию. Подрядчик приказал поднять вагонетки на поверхность и сложить их возле шахты. При пересечении основного пласта известняка навоз состоял в основном из плоских и продолговатых кусков известняка диаметром от 2 до 10 см с долей мелких частиц. Когда бурили другое скальное тело или структуру, грязь менялась. Это дало визит геологу на фронт. Как говорится, «без геолога тоннель в скале не прокопаешь». Это многократно подтверждалось.

Первая зона разлома, расположенная примерно на 1900 метров вглубь туннеля, была самой сложной для прохождения. Это касалось части большого подоконника, которая казалась «соскальзывать» вниз в нормальный разлом. Вполне вероятно, что огромный упавший блок частично раздробил лежащий под ним менее стойкий слоистый известняк, который впоследствии, но довольно слабо, перекристаллизовался кальцитовым цементом. Результат: сила ТПМ через разлом длиной почти 30 метров помогла создать крупный прорыв и обвал примерно на 1,5 метра в кровле после прохождения интрузивного блока. Когда-то твердый известняк превратился в песок или мелкий гравий. ТБМ застрял в этой зоне на пару недель, так как не мог зацепиться за стену туннеля. Также был большой приток воды с южного конца разлома, что затруднило все операции. Наконец, бригада смогла протолкнуть ТБМ через зону по четверти за раз и закрепить пещеру глубокими анкерными болтами, а также несколькими слоями проволочной сетки. После того, как вся колонна ТПМ прошла через эту зону, территория была защищена временной системой стальных ребер, позже замененной двумя слоями торкретбетона.

Большинство зон разломов дали предупреждение: внезапное изменение угла залегания, инфильтрация грунтовых вод через трещины, учащение трещиноватости и увеличение случайных прожилков кальцита и т. д. Другие предполагаемые разломы были обнаружены там, где ожидалось. Подрядчик прошел более успешно, тщательно отрегулировав органы управления на ТБМ, проезжая на гораздо меньшей скорости.
Проход под старыми каменоломнями также представлял собой непростую задачу. После того, как большая часть породы была извлечена из карьеров, они позже использовались в качестве полигонов бытовых отходов и содержали как промышленные, так и бытовые отходы. Часть фильтрата со свалки медленно проникла в трещины горных пород в зоне разлома, расположенной к югу от карьеров, и оказалась в туннеле. К счастью, несмотря на прежние взрывные работы, коренная порода непосредственно под более крупным карьером была в отличном состоянии на высоте туннеля, и утечка была предотвращена, за исключением ранних скважин после первого исследования, которые остались открытыми и обеспечили быстрый и простой путь для бурения. фильтрат, чтобы пробиться в туннель. Они были подключены, как только это было практически возможно.


Подземные воды еще раз пробились в туннель, когда ТБМ пересекла участок под участком между двумя древними карьерами. Несмотря на то, что ранее случайным образом бурили и заливали раствором, подземная трещина в зоне небольшого разлома была открыта, и поток воды с силой полностью открытого пожарного шланга с силой проник в туннель, спровоцировав еще одно замедление.
На скорость бурения также влияла неоднородность породы внутри диаметра тоннеля. TBM будет стремиться двигаться по пути наименьшего сопротивления или может попытаться «ехать» параллельно прочной поверхности кристаллического известняка. Бригаде приходилось вручную точно управлять режущими дисками в нескольких случаях, когда твердый изверженный силл или дамба проходили полупараллельно, но встречались только в одной половине или стороне туннеля, оставляя другую половину гораздо более мягкой осадочной породой.
Замедление также происходило, когда выделялась особенно глинистая известняковая фация. Твердую плотную породу бурить несколько легче, чем мягкую сланцеватую породу, особенно когда требуется вода.
резак. Вода и сланец образуют шлам, который чаще всего приводит к очистке дисковых ножей, не говоря уже о сложности удаления жидкости, вынесенной на поверхность.


Что касается человека, жалобы на шум от жителей были многочисленны. Даже на глубине 40 метров люди в своих домах и на рабочих местах могли слышать медленное движение ТБМ, а также пуски и остановки между толчками. Шум резцов, пробивающихся сквозь скалу, был слышен внутри стен зданий, особенно когда фундамент здания располагался прямо на скале. Приглушенный «скрежет» был слышен в основном при приближении ТБМ, до 50 метров до того, как машина достигла фактического места расположения здания. Когда прямо под ним и один раз проходили, ничего не было слышно. Департамент связи города Монреаля был хорошо подготовлен, и граждане были хорошо проинформированы по крайней мере за неделю до прибытия ТБМ под их домом. На каждого заявителя был дан ответ, и большинство из них остались довольны. Пара дней шума — небольшая цена по сравнению с неудобствами нескольких месяцев земляных работ. Местная районная газета опубликовала статью на развороте, в которой простым языком описывалось все, что населению нужно было увидеть, чтобы чувствовать себя хорошо информированным.

 

5 ЗАВЕРШЕНИЕ ТОННЕЛИРОВАНИЯ


ТБМ прорвался 12 ноября 2015 г. на большой церемонии, на которой присутствовал мэр Монреаля (см. рис. 9). Менее чем через 24 часа после прорыва туннеля подрядчик сформировал бригады для выполнения различных задач: одна для демонтажа режущей головки на концевом стволе, другая бригада приступила к протаскиванию конвейеров и другого оборудования, а третья бригада выполняла силовую промывку стенки туннеля водой под высоким давлением, а также снятием и заменой рейки. Очистка была необходима для обеспечения хорошей адгезии цементного раствора после установки бетонных труб.

 

Весь комплекс генподрядных работ по строительству подземных и наружных сетей.

 

 

О КОМПАНИИ....................УСЛУГИ...............ТЕХНИКА ю..........ююПРОЕКТЫю.......СТАТЬИ.../.....///КОНТАКТЫ

.//. ......................................................................ceo@микротоннелирование.рф

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ - ЭКСПЕРТИЗА - СТРОИТЕЛЬСТВО

 

Благодаря руководству, слаженным усилиям опытных проходчиков,

шахтёров и ИТР сложные проекты реализуются качественно и точно в срок.