exec.tuneluri in terenuri dificile.pdf

16
Executarea tunelurilor în terenuri dificile Metode speciale 1. Metode care îmbunătăţesc solul 2. Metode care păstrează starea existentă a solului 1. Metode care îmbunătăţesc caracteristicile solului a. Armarea terenului - o metodă de intervenţie definitivă care constă în introducerea de elemente structurale mai rezistente şi mai rigide decât solul în care se introduc. Ex. ancore, cable, ancore din fibre de sticlă, ţevi; b. Injectarea - o metodă de intervenţie definitivă care constă în introducerea în teren, sub presiune (20-40 bar), a unui material fluid (în general lapte de ciment cu diverse adaosuri care pătrunde în golurile existente, reducând permeabilitatea şi îmbunătăţind caracteristicile geotehnice; c. Jet grouting - o injecţie de înaltă presiune (peste 200 bari), tot cu lapte de ciment, care are ca rezultat o coloană (0.6 m diametru) din material cimentat; d. Drenarea - constă în executarea unor găuri de drenare care reduc presiunea apei, şi o colectează; e. Îngheţarea - intervenţia provizorie care constă în îngheţarea unui sol saturat cu apă, transformându-l într-o masă stabilă. După introducerea căptuşelii finale, îngheţarea este oprită. 2. Metode care protejază solul Aceste metode previn deteriorarea caracteristicilor solului şi atingerea valorilor de rupere, prin deranjarea minimă a stării de eforturi şi reducerea maximă a deformaţiilor în jurul lucrării subterane. a. Arcul de coloane injectate - constă în realizarea unui arc de coloane injectate (jet grouting) pe conturul viitorului tunel, şi pe direcţie orizontală, înainte de realizarea excavaţiei, la realizarea excavaţiei arcul este sprijinit cu cintre. b. Umbrela de ţevi de oţel (Steel pipe umbrela) constă în realizarea unei umbrele de protecţie din ţevi de oţel de formă tronconică, pe conturul viitorului tunel, tot înainte de realizarea excavaţiei şi în final susţinută cu cintre. c. Preconsolidarea frontului - se realizează în general cu ancoraje din fibre de sticlă . d. Metoda predecupajului mecanic (Metoda Havezei) constă în realizarea unei căptuşeli de protecţie, în avans, în teren, alcătuită din elemente distincte a căror dimensiuni sunt determinate de scula de tăiere a utilajului. e. Metoda arcului celular - este utilizată pentru excavaţii subterane mari şi scurte, şi constă în realizarea unei structuri de susţinere, alcătuită din tuburi (ţevi) de diametru mare, înfipte în teren prin presare, pe conturul viitoarei construcţii şi paralel cu aceasta, înainte de realizarea excavaţiei.

Upload: danut-dumitru-coveltir

Post on 26-Oct-2015

87 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Executia tunelurilor in terenuri dificile

TRANSCRIPT

Page 1: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf

Executarea tunelurilor în terenuri dificile

Metode speciale 1. Metode care îmbunătăţesc solul 2. Metode care păstrează starea existentă a solului

1. Metode care îmbunătăţesc caracteristicile solului

a. Armarea terenului - o metodă de intervenţie definitivă care constă în introducerea de elemente structurale mai rezistente şi mai rigide decât solul în care se introduc. Ex. ancore, cable, ancore din fibre de sticlă, ţevi;

b. Injectarea - o metodă de intervenţie definitivă care constă în introducerea în teren, sub presiune (20-40 bar), a unui material fluid (în general lapte de ciment cu diverse adaosuri care pătrunde în golurile existente, reducând permeabilitatea şi îmbunătăţind caracteristicile geotehnice;

c. Jet grouting - o injecţie de înaltă presiune (peste 200 bari), tot cu lapte de ciment, care are ca rezultat o coloană (0.6 m diametru) din material cimentat;

d. Drenarea - constă în executarea unor găuri de drenare care reduc presiunea apei, şi o colectează;

e. Îngheţarea - intervenţia provizorie care constă în îngheţarea unui sol saturat cu apă, transformându-l într-o masă stabilă. După introducerea căptuşelii finale, îngheţarea este oprită.

2. Metode care protejază solul Aceste metode previn deteriorarea caracteristicilor solului şi atingerea valorilor de rupere, prin deranjarea minimă a stării de eforturi şi reducerea maximă a deformaţiilor în jurul lucrării subterane.

a. Arcul de coloane injectate - constă în realizarea unui arc de coloane injectate (jet grouting) pe conturul viitorului tunel, şi pe direcţie orizontală, înainte de realizarea excavaţiei, la realizarea excavaţiei arcul este sprijinit cu cintre.

b. Umbrela de ţevi de oţel (Steel pipe umbrela) constă în realizarea unei umbrele de protecţie din ţevi de oţel de formă tronconică, pe conturul viitorului tunel, tot înainte de realizarea excavaţiei şi în final susţinută cu cintre.

c. Preconsolidarea frontului - se realizează în general cu ancoraje din fibre de sticlă .

d. Metoda predecupajului mecanic (Metoda Havezei) constă în realizarea unei căptuşeli de protecţie, în avans, în teren, alcătuită din elemente distincte a căror dimensiuni sunt determinate de scula de tăiere a utilajului.

e. Metoda arcului celular - este utilizată pentru excavaţii subterane mari şi scurte, şi constă în realizarea unei structuri de susţinere, alcătuită din tuburi (ţevi) de diametru mare, înfipte în teren prin presare, pe conturul viitoarei construcţii şi paralel cu aceasta, înainte de realizarea excavaţiei.

Page 2: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf

Tabelul 1 Compararea metodelor

Metoda Flexibilitate Fezabilitate Durabilitate Uşurinţă execuţie

Viteză de execuţie

Domeniu de aplicare

Control

Arc coloane injectate

De la medie la mare (este posibil să nu se armeze coloanele cu tevi)

Medie (dificil a cunoaşte condiţiile înainte de excavare)

Mare De la mediu la dificil(necesită lucrători calificaţi)

Medie (trebuiealternată cuexecavaţia)

Soluri variate(Dificilă în soluri cu bolovani sau argilă)

Dificil

Umbrelă de ţevi

Mare Mare(Elementele sunt aşezate sigur în teren)

Nu se ştie bine (posibil să se utilizeze materiale necorodabile)

Uşor Mare (trebuiealternată cu excavaţia)

Soluri variate Posibil

Armarea radiala teren

Foarte mare Mare Nu se ştie bine (idem umbrela de ţevi)

Uşor De la medie la mare - trebuie alternată cu excavaţia

Variate soluri până la roci

Posibil

Armare front Mare (poate fi cuplată cu alte metode)

Mare Intervenţie provizorie

Uşor De la medie la mare (trebuie alternată cu excavaţia)

Soluri slabe sau argiloase (cu/fără bolovani)

Posibil

Injecţii Medie (necesită sol potrivit)

De la medie la mare (sunt necesare teste)

Mare De la mediu la uşor

Slabă se execută: - din tunel pilot - de la suprafaţă - în front - din tunel adiacent

Nisip Pietriş

Posibil la dificil

Predecupaj mecanic

Slabă (se cuplează adesea cu armare front)

Mare Mare (căptuşeală de beton)

Dificil Medie (trebuiealternată cuexcavaţia)

Argilă sau soluri coezive

Posibil

Drenare Mare Mare De la medie la mare

De la mediu la uşor

Mare Sol cu apă Dificil

Page 3: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf

Pentru a realiza acestă comparaţie, câţiva parametri sunt definiti:

- Flexibilitate - adaptabilitatea la variaţia condiţiilor geologice şi geotehnice;

- Fezabilitate - garantarea că rezultatul este în concordanţă cu ceea ce s-a dorit;

- Durabilitate - gradul de scădere în timp a caracteristicilor de rezistenţă ale elementelor structurale sau ale solului;

- Execuţia lucrărilor - uşurinţa construcţiei este legată de dimensiunile, tipul şi costul utilajelor şi necesitatea utilizării de personal calificat;

- Viteza de execuţie - este un parametru important care se raportează la durata totală a execuţiei;

- Control - urmărirea şi asigurarea fezabilităţii tehnice.

1. Metode de îmbunătăţire a caracteristicilor solului 1.a. Tehnici de armare (ramforsare) a terenului.

Există mai multe scheme de ramforsare a terenului funcţie de nevoile structurale ale proiectului.

1.a.1. Intervenţia tranversală de la suprafaţă Ex. Tunel de şosea, acoperire max. 70 m.

Teren frământat, conţinând bolovani într-o masă de argilă, cu apă din abundenţă. Soluţia aleasă datorită instabilităţii frontului dar şi a tunelului în generala fost realizarea unor piloti foraţi 1,20 m diametru, de la suprafaţă, care realiza o consolidare generală a masi de rocă. La excavarea, pe zona secţiunii, piloţii se excavau odată cu restul terenului.

Page 4: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf

1.a.2. Intervenţii subterane radicale care pot fi: a. Din tunel succesiv cu avansarea frontului realizată cu ancore active sau

pasive, cabluri sau ţevi de oţel sau fibre de sticlă. Ex.1 - Tunel de CF dublă, S = 110 m2 acoperire 150-500 m, executat în roci cu intercalaţii de formaţiuni argiloase slabe. În zonele cu dificultăţi s-au utilizat ancore cimentate pasive radiale realizate în două soluţii.

- din tunel progresiv cu avansarea - dintr-un tunel pilot, pentru zonele cu deformaţii prea rapide

Ex. 2 - Armare radială, armare front şi umbrelă de ţevi 2 tunele de şosea (24m interax) 12 m diametru, acoperire 30-40 m , 200 m lungime, executat în roci slab fracturate (micaschist) cu multe falii. Probleme de instabilitate a frontului şi a zonei dintre tunele. Soluţia adoptată: umbrelă de ţevi cimentatede 9 m lungime, ancore longitudinale în front din fibre de sticlă (12 m lungime).

Page 5: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf
Page 6: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf

Ex. 3 - Tunel de şosea cu acoperire mică, executat într-o masă de teren produsă de o veche alunecarecu material de umplutură şi blocuri. Existenţa pericolului reactivării alunecării a determinat adoptarea soluţiei cu umbrelă de ţevi realizată în avans şi armare radială cu ţevi de diametru mare cimentate.

b. Dintr-un tunel pilot (Ex.1) 1.a.3. Intervenţii subterane transversale dintr-un tunel alăturat sau din tunel pilot. Ex. Tunel de şosea cu două tunele pilot. Geologie: gneise cu largi falii umplute cu milonit si blocuri (>30m).

Page 7: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf

1.a.4. Intervenţii subterane longitudinale

- utilizarea umbrelei de ţevi - Ex. 4 - Tunel de şosea, 90 m2 secţiune, acoperire 2-70 m, în terenuri

aluvionare, compuse din nisipuri saturate cu blocuri. S-a adoptat umbrela de ţevi pe conturul secţiunii, de formă tronconică, 12 m lungime şi 3 m suprapunere.

- armarea frontului cu fibre de sticlă. Ex. 2.

Page 8: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf
Page 9: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf

2. Injecţii Ex. 5 - Tunel de CF dublă, 8,8 m diametru, acoperire 10-13 m, 430 m lungime, în nisip cu pietriş. Terenul necoeziv fiind instabil a necesitat executarea unei injectări dintr-un tunel pilot.

Page 10: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf

3. Jet Grouting Arch Ex. 6 - Tunel de CF dublă, acoperire max. 26 m, 600 m lungime, 120 m secţiune, executat în terenuri aluvionare cu nisip mâlos cu argilă şi pietriş (c = 0, φ = 30-35o). Deformaţiile mari apărute la excavare au necesitat ramforsarea conturului superior al tunelului cu coloane injectate sub presiune (13 m lungime), de formă tronconică, 0,6 m diametru şi 0,5 m distanţă inter ax.

Page 11: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf

4. Metoda predecupajului mecanic (Havezei)

5. Metoda arcului celular Ex. 7 - Staţia de CF Veneţia - Milano Faze de execuţie: 1. Îmbunătăţirea caracteristicilor terenenului pentru injecţii. 2. Execuţie puţuri de capăt pentru infigere tuburi. 3. Înfigere tuburi de beton armat 2.1 m diametru prin microtunelire şi împingere

cu prese. 4. Excavarea galeriilor laterale cu realizarea picioarelor drepte. 5. Excavarea secţiunii cu realizare arce de susţinere a tuburilor longitudinale.

Page 12: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf
Page 13: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf
Page 14: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf
Page 15: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf
Page 16: EXEC.TUNELURI IN TERENURI DIFICILE.pdf