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 pamnt 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 srma.In zona nasterilor sectiunea se evazeaza astfel incitsa poata fi preluate mai bine deplasarile verticale.Cintrele sunt astfel concepute inct 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 ct mai scurt de la terminarea operatiilortimp ct 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, permite

crearea de elemente etanseconstituite din terenul de fundareamestecat "in situ" cu suspensii pebaz de ciment. Terenul este tiatla presiuni extrem de ridicate cuajutorul unui jet de suspensie deciment, nsotit sau nu de jeturi deaer comprimat sau ap siamestecat odat cu miscareaduzelor de injectare. Prin ajustareaextragerii si rotirii tevilor de injectie,se realizeaz forme diferite deelemente etanse, de la coloanecvasicilindrice pn la pereti siecrane subtiri. Intreg procesultehnologic este monitorizatecrane subtiri. Intreg procesultehnologic este monitorizatpermanent,parametrii principali delucru fiind nregistrati 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 ale

metodei sunt:1. Pozitionarea in front a unei masini

speciale de forat prevazuta cu 5perforatoare, manevrata princomputer.

2. Saparea unui li avd o grosime de17 cm, o deschidere de 81 cm i oadncime de 4 m, n terenul dedeasupra bolii viitorului tunel.

3. Pe msur ce perforatoarele seretrag are loc umplerea liului pe oretrag are loc umplerea liului pe oadncime de 2.5 m, cu mortarinjectat prin intermediul unei duzemontate n centrul liului.

4. n continuare se repet paii 1-3astfel nct liurile s seintreptrund pn la formarea uneicmuieli continue pecircumferina 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: 1200adancimea: 4 m de la fata terenuluigrosimea 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 dezvoltat ca o tehnologie de spare a tunelelor n pmnturi slabe sub ruri. A fost aplicat pentru prima dat de ctre Marc Brunel la realizarea la Londra a unui tunel de subtraversare a fluviului de subtraversare a fluviului Tamisa, ntre 1825- 1843

Executia lucrarilor subterane cu scutulExecutia lucrarilor subterane cu scutul

Ideea de baz const n naintarea prin mpingere cu ajutorul unor vinciuri (prese hidraulice), a unui cadru rigid (scutul) n terenul slab, prevenind n acest mod prbuirea terenului i realizarea spturii la adpostul scutului.

Executia lucrarilor subterane cu scutulExecutia lucrarilor subterane cu scutulScutul este o structur ce permiterealizarea galeriilor n terenurinestncoase, n condiii de siguran, laadpostul unei carcase cilidrice din oel,cuprinznd un complex de instalaii pentruexcavare, susinerea spturii precum imontarea camuielii finale.Toate aceste instalaii alctuiesc ceea cenumim n mod generic scutul sau nnumim n mod generic scutul sau ntraducere maina de spat tunele (TBM= Tunnel Boring Machine). Funciilegenerale pe care le ndeplinesc acesteinstalaii sunt: decuparea (tierea)profilului (secinunea) tunelului pe msurce nainteaz; stabilizarea zonei excavate;evacuarea sterilului (materialului excavat)n afara tunelului.

Executia lucrarilor subterane cu scutulExecutia lucrarilor subterane cu scutul

In prima faza are loc excavarea pe o distanta echivalenta cu lungimea unui segment de camuial i dac este necesar sapatura poate fi sprijinit.In cea de a doua faz are loc avansarea scutului cu ajutorul preselor hidraulice ce mping n cmuiala deja montat. n timpul acestei operaii se produce umflarea pereilor spturii n spatele frontului excavat.In cea de a treia faz are loc montarea In cea de a treia faz are loc montarea bolarilor ce alctuiesc un inel de camuial, n timp ce presele hidraulice se retrag.In cea de a patra faz este umplut prin injectare interspaiul de 5 - 10 cm, dintre extradosul cmuielii i pereii spturii.Injectarea incomplet a golului, sau prbuirea pereilor atrag dup sine deformaii ale masivului i tasri la suprafaa terenului. Tasrile la suprafaa terenului pot fi limitate prin alegerea celui mai potrivit tip de scut, sau prin msuri suplimentare de tratare (stabilizare) a terenului din zon.

Executia lucrarilor subterane cu scutulExecutia lucrarilor subterane cu scutul

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

stabilitatea golului este asigurat prin diverse metode care pot fi clasificate dupa cum urmeaz:clasificate dupa cum urmeaz:

sprijinire mecanica; sprijinire cu aer cornprimat; sprijinire cu fluid; sprijinire cu ajutorul materialului excavat.

Executia lucrarilor subterane cu scutulExecutia lucrarilor subterane cu scutul

n prezent se utilizeaz n mod frecvent, dou tipuri de maini: Slurry Shield Machines (STBM) Earth Pressure Balance (EPBM)

EPBM poate atinge rate mari de naintare necesitnd mai puine instalaii de pregtire acoperitoare dar este limitat de tipul de teren n care poate opera. acoperitoare dar este limitat de tipul de teren n care poate opera. STBM este mult mai versatil i poate opera ntr-o varietate mult mai larg de condiii de teren. Dezavantajul l constituie necesitatea unei staii de procesare i reciclare a noroiului bentonitic mult mai extinse. Deasemenea depozitarea materialului rezultat n urma excavrii implic costuri foarte mari legate de gsirea unui spaiu corespunztor i de reducerea efectelor negative asupra mediului.

Slurry Shield Machines (STBM) Sprijinirea cu fluid a excavaie

este un procedeu inspirat de tehnica de sprijinire a forajelor cu noroi bentonitic - utilizat la forajele petroliferesau la realizarea pereilor mulai. Stabilitatea frontului este asigurat cu ajutorul unei suspensii de noroibentonitic injectat sub sub presiune n camera de excavare, n faa capului tietor prin mijloace mecanizate(Fig. 6).Fluidul folosit este compus din ap i un aditiv care poate fi bentonita (folosit in Europa), argila natural saupolimeri (folosit in Japonia). Controlul presiunii la care se injecteaza fluidul se poate face fie prin variaii aledebitului (metoda japoneza) sau cu aer comprimat prin intermediul unui rezervor montat la partea superioar acamerei (metoda germana). Metoda este utilizat pentru o gam larg de pamnturi chiar i cu permeabilitateridicat, datorit formarii unei peliculei etane - dar mai ales n cazul terenurilor granulare uor noroioase. nterenurile argiloase principala problem o constituie lipirea argilei de diferite pri componente ale instalaiei.

Earth Pressure Balance (EPBM)

Sprijinirea cu ajutorul materialului excavat sau metoda de echilibrare prin presiuneaprmntului, utilizeaz pamtul excavat, meninut sub presiune, pentru asigurarea stabilitiifiontului chiar i n prezena apei subterane. Metoda a fost aplicat n Japonia n anul 1974 i acunoascut de atunci o larg utilizare n toat lumea, la realizarea galeriilor de metrou si galeriiloredilitare, datorita costurilor foarte mici in comparatie cu alte metode. n cazul n care materialulexcavat nu conine suficiente particule fine, este introdus, suplimentar, (dintr-o magazie specialprevzut n capul taietor) o suspensie de argil pentru mbuntirea proprietilor materialului.Omogenizarea materialului se realizeaz printr-un sistem mecanic, special alctuit din bare deamestec, montate pe capul tietor rotativ. Suplimentar pentru omogenizare i evitarea colmatrii sepoate introduce ap. Aceastmetod se utilizeaz de preferin n terenurile noroioase.

NOUA METOD AUSTRIAC (NATM)

Mrimea tasrilor n cazul utilizrii NATM n terenuri uoare este cuprins ntre10...130 mm. In Tabelul 1 este prezentat relaia ntre stabilitate frontului i curbagranulometric a terenului. Procentu1 de material fin ce trece prin sita cu ochiul de 74m trebuie s fie de cel putin 20% din total.

Un alt avantaj a1 metodei const n faptul c nu necesit multe echipamente, ilucrri provizorii de mare amploare, sau durat, care s duc la dezafectarea unorzone de teren. n condiiile n care infiltraiile depesc 100 l/min se impun msuride drenaj, folosirea aerului comprimat sau alte msuri speciale de meninere astabilitii spturii.