Блог

Oct 17, 2023

Инновации в проектировании и строительстве для проекта Потакет

Рисунок 1. Карта территории проекта, составленная Ирваном С. Халимом, Войтехом Эрнстом Галлом и Стефаном.

Рисунок 1 – Карта территории проекта

Ирван С. Халим, Войтех Эрнст Галль и Стефан Поликарп

Проект туннеля Потакет является первым этапом третьей фазы комбинированной программы переполнения канализационных коллекторов (CSO) Комиссии залива Наррагансетт (NBC), предназначенной для сокращения числа ОГО в общинах Потакет и Сентрал-Фоллс в Род-Айленде. Фазы I и II программы были сосредоточены на районе Провиденс и были завершены в 2008 и 2015 годах соответственно.

Планируется, что туннель Потакет будет иметь минимальный готовый внутренний диаметр 30 футов и длину примерно 11 700 футов. Туннель будет представлять собой каменный туннель с глубиной для переворачивания от 115 до 155 футов. Туннель будет проложен с использованием ТБМ и облицованы одновременно с прокладочными сегментами сборного железобетона. Этот проект реализуется по схеме «проектирование-сборка». Подрядчиком по проектированию и строительству является совместное предприятие CBNA и Barletta (СП CBNA-Barletta); также известный как CB3A. Главный разработчик — компания AECOM. GEI Consultants помогает AECOM в инженерно-геологических работах и ​​поддержке на местах. В число субконсультантов по проектированию входят Gall Zeidler Consultants, Mueser Rutledge Consulting Engineers и BETA Group.

Проект строительства туннеля Потакет включает в себя главный туннель для транспортировки и хранения; пусковая и приемная шахта тоннелепроходческой машины (ТБМ); туннельная насосная станция; опускные и вентиляционные шахты и соединительные штольни. При рытье туннеля будет использоваться гибридная ТБМ, способная работать в открытом или закрытом режиме баланса давления грунта (EPB), если того требуют условия.

По мере продвижения ТБМ туннель будет облицован сборными стальными фибробетонными сегментами. Местоположение проекта показано на рисунке 1 ниже. Пусковая шахта TBM имеет диаметр 60 футов и глубину примерно 150 футов и расположена рядом с шахтой туннельной насосной станции (TPS) на одной линии с туннелем. На этапе проектирования тендера в качестве альтернативной технической концепции (АТК) ТПС и пусковые шахты были перенесены, чтобы избежать известной зоны сдвига, и сведены ближе друг к другу. Пусковая шахта будет соединена с шахтой TPS туннелем всасывающего коллектора диаметром 10 футов. Предусмотрен хвостовой туннель TBM, а также предварительно вырытый стартовый туннель TBM. На трассе туннеля имеются четыре дополнительных места для опускных валов. Приемная шахта имеет диаметр 36 футов и глубину 130 футов.

Туннель по всей длине будет построен в кремнисто-обломочной породе формации Род-Айленд, перекрытой ледниковыми отложениями и другими наполняющими материалами, и будет расположен ниже уровня грунтовых вод. Была принята семисегментная универсальная система конических колец, как показано на рисунке 2. Размер кольца облицовки туннеля составляет 14 дюймов. толстый, 30 футов, 2 дюйма. внутреннего диаметра и 6 футов 7 дюймов. в длину и состоит из четырех правильных сегментов прямоугольной геометрии, двух контршпоночных сегментов правильной трапециевидной геометрии и одного клиновидного сегмента ключа. Все сегменты будут расположены в шахматном порядке, чтобы избежать образования крестообразных соединений, которые могут вызвать утечки и разрушение конструкции из-за концентрации напряжений. Поскольку ключевой сегмент не всегда может быть установлен на вершине туннеля, TBM должна иметь возможность удерживать сегменты на месте во время сборки кольца с помощью монтажного устройства и системы опорных роликов. Длина кольца была выбрана путем балансирования между факторами конструктивности (простота транспортировки, сборки и способность преодолевать кривые) и факторами полезности (ограничение количества соединений для уменьшения утечек и производственных затрат, а также для увеличения скорости продвижения туннеля).

Рисунок 2 – Геометрия обделки туннеля

Ключевой блок клиновидной формы часто проектируется как деталь меньшего размера, чем другие сегменты, поскольку с меньшими сегментами легче обращаться. В последнее время большой ключевой сегмент становится все более приемлемым в отрасли. В нашей конструкции использованы сегменты одинакового размера. Длина хорды по центральной линии составляет около 14,1 фута для обычных сегментов, 14,0 фута для сегментов контршпонки и 14,3 фута для ключевого сегмента. Из соображений конструкционности и технологичности выгодно сделать все сегменты как можно более одинакового размера. Продольные соединения, равномерно расположенные внутри кольца, повышают несущую способность и уменьшают деформации кольца. Более крупный ключевой сегмент также может уменьшить размер обычных сегментов (и, следовательно, количество продольных соединений). Сегменты не будут скреплены болтами друг с другом в продольных соединениях. Это поможет увеличить скорость продвижения туннеля, поскольку некоторые болтовые соединения будут устранены. Кольца соединяются друг с другом в кольцевых соединениях с помощью 14 дюбелей, расположенных на равном расстоянии друг от друга (SOF FAST 110). Кроме того, на кольцевых соединениях были установлены 14 пар сдвигающихся соединителей, расположенных на равном расстоянии друг от друга, т. е. сдвигающихся биконусов со стальным сердечником (Optimas Sofrasar F500), для центрирования и восстановления сдвига в отверстиях штольни туннеля, как описано ниже.