tehnologii de executie in procedeu inchis

7/27/2019 Tehnologii de Executie in Procedeu Inchis

http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-executie-in-procedeu-inchis 1/30



Excavare in zone urbane

• cresterea stabilitatii frontului excavatiei

• diminuarea influentei constructiei subterane asupra zonei adiacente – grosimea stratului de pamânt 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 dedimensiunile structurilor si natura terenului, astfel incat sunt intalnite sub

diferite denumiri.



Metoda arcu lui de sus t inere

• 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-zise

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 masura

suplimentara ce se adauga forajelor injectateexecutate mai jos de acestea, pentru diminuareaimpingerilor laterale si asigurarea stabilitatiiperetilor sapaturii.

Instalarea cintrelor insotita de torcretarea peretilor cu un strat de sprit-beton armat cu plasa de sârma.In zona nasterilor sectiunea se evazeaza astfel incitsa poata fi preluate mai bine deplasarile verticale.

Cintrele sunt astfel concepute incât 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 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 elementelor laterale de la baza inelului de beton, intr-untimp cât mai scurt de la terminarea operatiilor precedente, 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

Obiectivul principal este acela de apermite terenului chiar si in conditiile uneiacoperiri foarte mici mobilizarearezistentei prin realizarea unei boltiautoportante

Tunelul rutier Monteolimpio2



Jet grou t ing

• Metoda Jet-Grouting , permitecrearea de elemente etanseconstituite din terenul de fundare

amestecat "in situ" cu suspensii pebazã de ciment. Terenul este tãiatla presiuni extrem de ridicate cuajutorul unui jet de suspensie deciment, însotit sau nu de jeturi deaer comprimat sau apã siamestecat odatã cu miscareaduzelor de injectare. Prin ajustareaextragerii si rotirii tevilor de injectie,se realizeazã forme diferite deelemente etanse, de la coloane

cvasicilindrice pânã la pereti siecrane subtiri. Intreg procesultehnologic este monitorizatpermanent,parametrii principali delucru fiind înregistrati automat pediagrame.



Metoda PASS (Pre-Arch Shell Support)

• Acoperisul autoportant se realizeaza inaintea inceperii excavatiilor sub

forma unei camasuieli din mortar subtire, ce imbraca spre deosebirede exemplele prezentate anterior, intregul contur al viitoarei sectiuniexcavate.



• 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 de

711.2 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 pompe

vacuumatice de mare adancime.Datorita dimensiunilor foarte mari alesectiunii transversale, sapaturile latunel au fost executate cuexcavatoare. Intre cintrele metalice siacoperisul de

protectie au fost introduse, deasemenea, elemente metalice, pentruo mai buna sprijinire si conlucrare acelor doua sisteme. Ca urmare amasurilor de monitorizare luate, nu au fost

semnalate efecte negative asupracladirilor din vecinatate, sau retelelor edilitare 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 urmeazasa se desfasuare operatiile de excavare.

• Micro-tunelurile sunt alcatuite din conducte de beton armat cu diametrul de2-10 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.



Principalele faze de executie ilustratesunt:

1. Excavarea galeriei pilot centrale siconsolidarea terenului inconjurator prinlucrari de injectii cu lapte de ciment, sauchimice, lucrari ce preced realizarea

arcului celular.2. Excavarea in doua faze a galeriilor de

inaintarea in zona peroanelor laterale sicontinuarea lucrarilor de injectare aterenului din interiorul acestor galerii,urmata apoi de turnarea montantilor laterali.

3. Realizarea a 10 microtunele alcatuitedin conducte de beton armat, cu

diametrul de 2.10 m, introduse prinpresare in zona boltii centrale.

4. Excavarea galeriilor de legatura intremicrotunele si apoi realizarea galeriei delegatura intre cele din urma si galeriilelaterale. Aceasta galerie va constituicofrajul interior pentru turnareabetonului in arcul celular

5. Montarea armaturilor si turnareabetonului in arcul celular

6. Excavarea tunelului, in trepte, simultancu finisarea sectiunii superioare

7. Excavarea radierului si turanareabetonului in radier.



Etapa 1: Consolidarea zoneicorespunzatoare intregiisectiuni a tunelului,executata din galeria pilotcentrala.Etapa 2: Consolidarea zoneimicro tunelurilor executata dinaceeasi galerie.Etapa 3: Consolidarea unuistrat de 6.5 m grosime aflat subniveleul apelor freatice atit dingaleria centrala cit si din celedoua galerii laterale.

C d t l f ti



Conductele ce formeaza sectiuneasuperioara au fost lansate dintr-ocaverna astfel realizata incit sa nuperturbeze traficul de deasupra, intimpul manevrarii echipamentului sial conductelor Conductele de beton armat,

fabricate prin centrifugare, au undiametru interior de 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 armatura

longitudinale si transversala.Din cauza dimensiunilor foartemari ale garii, a fost necesaraexcavarea unor galerii de inaintare laterale avand odeschidere maxima de 7 m, formalor incadrlndu-se in forma viitoareisectiuni a garii. Sprijinirea acestor

galerii, cu dimensiuni mult mai marideciit ale tunelurilor rutiere sauferoviare obisnuite s-a facut cucintre mtalice.Volumul total a1 excavatiilor in celedoua galerii, ce insumeazaimpreuna o lungime de 435 m afost de 25230 m3 iar volumul debeton de 1 1140 m3



Mon ito rizarea Iuc rari lor

Instrumentarea completa a lucrarilor poate furniza informatii valoroase, de mare ajutor in evaluarearaspunsului 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 sicresterea timpului real al monitorizarii.

Principalele aspecteurmarite sunt:1. stabilitatea

deschiderii in

timpul executiei

2. miscari induse

in masivul

inconjurator

3. integritatesistemului de

sprijinire



Executia lucrarilor subterane in sapatura inchisa

• NATM

• Mijloace mecanizate (TBM)



Executia lucrarilor subterane cu scutul

Metoda scutului a fost dezvoltatăca o tehnologie de săpare atunelelor în pământuri slabe subrâuri. A fost aplicată pentru primadată de către Marc Brunel la

realizarea la Londra a unui tunelde subtraversare a fluviuluiTamisa, între 1825- 1843




Ideea de bază constă în înaintarea prin împingere cu ajutorul unor vinciuri(prese hidraulice), a unui cadru rigid (scutul) în terenul slab, prevenind în

acest mod prăbuşirea terenului şi realizarea săpăturii la adăpostul scutului.




Scutul este o structură ce permiterealizarea galeriilor în terenurinestâncoase, în condiţii de siguranţă, laadăpostul unei carcase cilidrice din oţel, cuprinzând un complex de instalaţii pentruexcavare, susţinerea săpăturii precum şi montarea camăşuielii finale.

Toate aceste instalaţii alcătuiesc ceea cenumim în mod generic scutu l sau întraducere maşina de săpat tunele (TBM= Tunnel Boring Machine). Funcţiile generale pe care le îndeplinesc acesteinstalaţii sunt: decuparea (tăierea) profilului (secţinunea) tunelului pe măsură ce înaintează; stabilizarea zonei excavate;evacuarea sterilului (materialului excavat)

în afara tunelului.




In prima faza are loc excavarea pe odistanta echivalenta cu lungimea unuisegment de camăşuială şi dacă estenecesar sapatura poate fi sprijinită. In cea de a doua fază are loc avansareascutului cu ajutorul preselor hidraulice ce împing în cămăşuiala deja montată. Întimpul acestei operaţii se produce umflareapereţilor săpăturii în spatele frontului

excavat.In cea de a treia fază are loc montareabolţarilor ce alcătuiesc un inel decamăşuială, în timp ce presele hidraulice seretrag.In cea de a patra fază este umplut prininjectare interspaţiul de 5 - 10 cm, dintreextradosul cămăşuielii şi pereţii săpăturii. Injectarea incompletă a golului, sauprăbuşirea pereţilor atrag după sinedeformaţii ale masivului şi tasări lasuprafaţa terenului. Tasările la suprafaţaterenului pot fi limitate prin alegerea celuimai potrivit tip de scut, sau prin măsurisuplimentare de tratare (stabilizare) aterenului din zonă.




• Tehnologiile de excavare cu scutul:

1. în front deschis;

2. în front sprijinit.

Tehnologiile de excavare cu scutul în front sprijinit: – stabilitatea golului este asigurată prin diverse metode care pot fi

clasificate dupa cum urmează: • sprijinire mecanica;

• sprijinire cu aer cornprimat;

• sprijinire cu fluid;

• sprijinire cu ajutorul materialului excavat.




• În prezent se utilizează în mod frecvent, două tipuri de maşini:

• Slurry Shield Machines (STBM)

• Earth Pressure Balance (EPBM)

EPBM poate atinge rate mari de înaintare necesitând mai puţine instalaţii de pregătireacoperitoare dar este limitată de tipul de teren în care poate opera.STBM este mult mai versatilă şi poate opera într -o varietate mult mai largă de condiţiide teren. Dezavantajul îl constituie necesitatea unei staţii de procesare şi reciclare anoroiului bentonitic mult mai extinse. Deasemenea depozitarea materialului rezultat înurma excavării implică costuri foarte mari legate de găsirea unui spaţiu corespunzător şi de reducerea efectelor negative asupra mediului.



Slurry Shield Machines (STBM) Sprijinirea cu fluid a

excavaţie

este un procedeu inspirat de tehnica de sprijinire a forajelor cu noroi bentonitic - utilizată la forajele petroliferesau la realizarea pereţilor mulaţi. Stabilitatea frontului este asigurată cu ajutorul unei suspensii de noroibentonitic injectată sub sub presiune în camera de excavare, în faţa capului tăietor prin mijloace mecanizate(Fig. 6).Fluidul folosit este compus din apă şi un aditiv care poate fi bentonita (folosit in Europa), argila naturală saupolimeri (folosit in Japonia). Controlul presiunii la care se injecteaza fluidul se poate face fie prin variaţii aledebitului (metoda japoneza) sau cu aer comprimat prin intermediul unui rezervor montat la partea superioară acamerei (metoda germana). Metoda este utilizată pentru o gamă largă de pamânturi chiar şi cu permeabilitateridicată, datorită formarii unei peliculei etanşe - dar mai ales în cazul terenurilor granulare uşor noroioase. În

terenurile argiloase principala problemă o constituie lipirea argilei de diferite părţi componente ale instalaţiei.



Earth Pressure Balance (EPBM )

Spri j in irea cu ajutorul mater ia lu lu i excavat sau metoda de echilibrare prin presiunea

părmântului, utilizează pamâtul excavat, menţinut sub presiune, pentru asigurarea stabilităţii fiontului chiar şi în prezenţa apei subterane. Metoda a fost aplicată în Japonia în anul 1974 şi acunoascut de atunci o largă utilizare în toată lumea, la realizarea galeriilor de metrou si galeriilor edilitare, datorita costurilor foarte mici in comparatie cu alte metode. În cazul în care materialulexcavat nu conţine suficiente particule fine, este introdusă, suplimentar, (dintr-o magazie specialprevăzută în capul taietor) o suspensie de argilă pentru îmbunătăţirea proprietăţilor materialului.Omogenizarea materialului se realizează printr-un sistem mecanic, special alcătuit din bare deamestec, montate pe capul tăietor rotativ. Suplimentar pentru omogenizare şi evitarea colmatării se

poate introduce apă. Această metodă se utilizează de preferinţă în terenurile noroioase.



NOUA METODĂ AUSTRIACĂ (NATM)

Mărimea tasărilor în cazul utilizării NATM în terenuri uşoare este cuprinsă între10...130 mm. In Tabelul 1 este prezentată relaţia între stabilitate frontului şi curbagranulometrică a terenului. Procentu1 de material fin ce trece prin sita cu ochiul de 74µm trebuie să fie de cel putin 20% din total.

Un alt avantaj a1 metodei constă în faptul că nu necesită multe echipamente, şi lucrări provizorii de mare amploare, sau durată, care să ducă la dezafectarea unor

zone de teren. În condiţiile în care infiltraţiile depăşesc 100 l/min se impun măsuri de drenaj, folosirea aerului comprimat sau alte măsuri speciale de menţinere astabilităţii săpăturii.

tehnologii de executie in procedeu inchis

Documents