TECHNLOGIA WYKONANIA

Z uwagi na to, że głębokość posadowienia obiektu wynosi 21,05 m zdecydowano o zastosowaniu metody odkrywkowej do budowy tunelu.

WYKAZ NIEZBĘDNEGO SPRZĘTU:

• Ładowarka CAT 994 D:

parametry:

Operating Specifications
Operating Weight	191200 kg / 421600 lb
Rated Payload - Standard	34.5 tonnes / 38 tons
Rated Payload - High-Lift	31 tonnes / 34 tons
Bucket Capacity Range	15-31 m3 19.5-41 yd3

• Wywrotka CAT 740:

parametry:

Engine
Engine Model	Cat 3406E ATAAC EUI
Gross Power	329 kW / 441 hp
Flywheel Power	309 kW / 415 hp
ISO 9249	309 kW / 415 hp
EEC 80/1269	309 kW / 415 hp
Bore	137 mm / 5.4 in
Stroke	165 mm / 6.5 in
Displacement	14.64 L / 893 in3
Weights
Rated Payload	36.3 tonnes / 40 tons
Body Capacities
Heaped SAE 2:1	21.9 m3 / 28.6 yd3
Struck	16.5 m3 / 21.6 yd3
Heaped SAE 1:1	27.3 m3 / 35.5 yd3

• Wywrotka VOLVO A40D

parametry:

models	Load capacity SAE struck, m3 (yd3)	Load capacity SAE struck, m3
	11.7 (15.3)	11.7
	13.6 (17.8)	13.6
	15,2 (20)	15,2
	16.9 (22.1)	16.9

• Ładowarka VOLVO L300E

parametry:

models	... SAE J1995 gross, kW (hp)	Bucket capacity, m3 (yd3)
	74.6 (101.5)	1.2-3.9 (1.6-5.1)
	103 (140)	1.7-5.0 (2.2-6.5)
	113 (152)	2.0-6.4 (2.6-8.4)
	122 (166)	2.3-7.0 (3.0-9.2)
	155 (210)	2.7-9.5 (3.5-12.4)
	165 (224)	3.0-9.5 (4.0-12.4)
	200 (272)	3.1-12.0 (4.1-15.7)
	223 (303)	3.7-14.0 (4.8-18.3)
	223 (303)	n.a.
	259 (352)	4.5-14.0 (5.9-18.3)
	370 (503)	6.1-13.5 (8.0-17.7)

• Koparka kołowa CASE 1188

parametry:

• Spycharka TG 180B

• Koparka linowa z chwytakiem NOBAS 1252

ETAPY PRAC:

A) Pierwszym etapem robót jest wykonanie wykopu szerokoprzestrzennego o spadkach skarp równych 1:1,5 (co zapewnia ich stateczność). Głębokość wykopu wynosi 3,9 m zaś szerokość jego dna to 11,45 m. Do wykonania wykopu użyto sprzętu: ładowarka CAT 994D, wywrotka CAT 740, koparka CASE 1188, wywrotka VOLVO A40D.

B) ŚCIANKI SZCZELINOWE - Do głębienia szczelin wykorzystuje się głębiarki z chwytakiem hydraulicznym żerdziowym lub koparki linowe o rozwartości szczęk 2.5 m do 2.8 m i odpowiedniej szerokości. W projekcie przyjęto wykonanie ścianki szczelinowej przy pomocy koparki linowej z chwytakiem NOBAS 1252. Do produkcji zawiesiny bentonitowej której zadaniem jest utrzymanie stateczności głębionej szczeliny wykorzystuje się mieszalniki szybkoobrotowe, zestaw zbiorników o odpowiedniej objętości z mieszadłami podtrzymującymi oraz hydrocyklon do odpiaszczania zawiesiny.

    Wykonanie jednej sekcji obejmuje:

• produkcję zawiesiny bentonitowej,

• głębienie sekcji pod osłoną zawiesiny bentonitowej,

• przygotowanie i opuszczenie zbrojenia wraz z elementem rozdzielczym w wykonaną szczelinę sekcji,

• betonowanie sekcji metodą kontraktor,

• wyciąganie elementu rozdzielczego.

1. MATERIAŁY DO WYKONANIA

• BETON - Do wykonania ścianki szczelinowej użyto cementu portlandzkiego marki 35. Największe ziarna kruszywa stosowanego do betonu ścianki przechodzą przez sito o średnicy 31,5mm, zastosowano kruszywo o ziarnach naturalnie ukształtowanych.

• STAL ZBROJENIOWA - Do zbrojenia ścianki szczelinowej zastosowano stal A-II (18G2-b). Połączenia prętów zbrojeniowych wykonano poprzez spawanie i zgrzewanie, zastosowano pręty żebrowane dla zbrojenia głównego rozciąganego.

• BENTONIT - Do zabezpieczenia szczeliny zastosowano zawiesinę bentonitową - „ZĘBIEC”.

2. WYKONANIE ŚCIAN SZCZELINOWYCH:

• PRZYGOTOWANIE PLACU ROBÓT - Przed rozpoczęciem robót teren należy wyrównać, usunąć przeszkody i kolizje oraz zamontować wymagane w dokumentacji zabezpieczenia. Powierzchnię gruntu należy w razie potrzeby umocnić w celu zapewnienia stabilnego ustawienia kopraki oraz umożliwienia dojazdu środków transportu. W przypadkach przewidzianych w projekcie obiekty w bezpośrednim sąsiedztwie robót należy wzmocnić albo zabezpieczyć. Elewacje budowli przylegających do głębionych szczelin można zabezpieczyć przed zanieczyszczeniem zawiesiną lub betonem za pomocą osłony z folii.

• PRZYGOTOWANIE PODŁOŻA - Ponieważ w podłożu nie występują grunty o bardzo dużej przepuszczalności, nie zlokalizowano również wód gruntowych co wyklucza intensywny przepływ wód gruntowych, nie wykonano specjalistycznego uszczelniania podłoża poprzez wykonanie „zastrzyków” w celu zapewnienia stateczności szczelin.

• WYTYCZENIE ŚCIAN SZCZELINOWYCH - Tyczenie położenia ścian rozpoczyna się od geodezyjnego wyznaczenia położenia linii wewnętrznego lica ścianki prowadzącej od strony późniejszego odkopania ściany szczelinowej. Linię tę należy trwale oznaczyć w terenie w sposób umożliwiający odtworzenie jej położenia w każdej fazie robót. Od linii tej odmierza się inne potrzebna wymiary. Po wykonaniu ścianek prowadzących, na ich górnych powierzchniach wytycza się i trwale oznacza podział ściany na sekcje, a w szczególności położenia osi elementów rozdzielczych.

• WYKONANIE ŚCIANEK PROWADZĄCYCH - Zagłębienie ścianek prowadzących przyjęto na głębokość 1,2 m. Wierzch ścianek zaprojektowano 0,25 m powyżej projektowanej rzędnej wyrównanego wierzchu ściany szczelinowej, w celu umożliwienia ułożenia betonu z nadmiarem, (który później zostanie usunięty). Odstęp w świetle ścianek prowadzących wynosi 1,05 m (tyle co szerokość narzędzia głębiącego + 5 cm). Powierzchnie wewnętrzne ścianek powinny być pionowe z niewielkim skosem w górnej części, ułatwiającym wprowadzenie narzędzia głębiącego. Górna granica ścianek powinna być pozioma i wyrównana. Ścianki zostały zaprojektowane z betonu B15. Ścianki prowadzące są tak zaprojektowane, aby były łatwe w demontażu po wykorzystaniu.

Jako ścianki prowadzące zastosowano ścianki płytowe formowane bezpośrednio w wykopie, deskowane tylko od strony szczeliny. Wymiary tychże ścianek wynoszą: grubość 200 mm wysokość 1,2 m. Podstawa ścianki powinna być wylewana na przygotowanym podłożu. Nadmierne wgłębienia należy wypełniać betonem klasy B 7,5. Należy pamiętać o dobrym zagęszczeniu zasypki do ścianek.

Zbrojenie podłużne ścianek powinno być ciągłe, zapewniające współdziałanie ścianek na odcinku głębionym z sąsiednimi odcinkami. Ścianki zazbrojono zbrojeniem typowym - podłużne Ф14 co 180 mm, pionowe Ф8 co 280 mm. Układ zbrojenia umożliwia łatwą rozbiórkę ścianek. Zaleca się wykonanie zaczepów służących o chwytania demontowanych odcinków ścianek.

• ZAWIESINA - Jako zawiesinę zastosowano bentonit typu „Zębiec”, którego aktywowano odpowiednimi dodatkami chemicznymi - węglanem sodu. Właściwości zawiesiny powinny zapewniać stateczność ścian szczeliny aż do jej zabetonowania oraz umożliwiać łatwe rozpływanie się mieszanki betonowej i całkowite wyparcie zawiesiny ze szczeliny. Proszek bentonitowy zastosowany przy wykonaniu musi być dokładnie wymieszany z czystą wodą. Zaleca się przygotowanie zawiesiny co najmniej 24 godziny przed jej użyciem w celu właściwego uwodnienia cząsteczek iłu. Należy zapewnić ilość zawiesiny przekraczającą teoretyczną objętość szczeliny o 50%.

Do wykonania ścianki zastosowano zawiesinę o parametrach:

• gęstość 1,08 g/cm3

• lepkość mierzona lejkiem Marsha (1dm3) do 39s

• wytrzymałość strukturalna po 10 min 8 Pa

• wartość pH - 10

• odstój wody po 24 h - 1,1 %

• stabilność gęstości zawiesiny po 24 h - 0,005 g/cm3

STOSOWANIE ZAWIESINY - Należy utrzymywać w przybliżeniu stały poziom zawiesiny, uzupełniając ją w miarę zagłębiania. Po wyciągnięciu narzędzia z urobkiem zwierciadło zawiesiny powinno być co najmniej 0,5 m powyżej spodu ścianek prowadzących. W czasie robót należy przewidzieć środki zapobiegające rozlewaniu i rozpryskiwaniu się zawiesiny w otoczeniu szczelin.

Temperatura wody stosowanej do produkcji zawiesiny oraz wlewanej zawiesiny nie powinna być niższa od 5stC.

W przypadku nagłej ucieczki zawiesiny ze szczeliny należy niezwłocznie zasypać szczelinę gruntem (najlepiej piaskiem).

Zawiesinę wypompowaną ze szczeliny poddaje się oczyszczeniu i regeneracji do ponownego użycia.

• GŁĘBIENIE SZCZELINY - Szczelinę głębi się odcinkami co 5m. Długość odcinka uwarunkowana jest sprzętem służącym do wykonania oraz tym iż w sąsiedztwie znajdują się inne urządzenia podziemne.

Głębienie narzędziami chwytakowymi odbywa się pionowymi zabiorami do pełnej głębokości szczeliny, przy czym co 5 m należy sprawdzać pionowość zagłębienia. Kolejny zabiór wykonuje się w pewnej odległości od poprzedniego a następnie wybiera się grunt pozostały między nimi. Ważne jest by opory obu szczęk chwytaka były podobne.

Po osiągnięciu przewidzianej głębokości (25m) należy oczyścić dno całego odcinka oraz powierzchnie styków z wcześniej zabetonowanymi sekcjami.

FORMOWANIE ŚCIANY:

• WSTAWIANIE ELEMENTÓW ROZDZIELCZYCH - Elementy rozdzielcze służą do uformowania styków sekcji. Wymiar poprzeczny elementu odpowiada szerokości szczeliny. Ponieważ szerokość ścianki wynosi 1m, zastosowano płaskie elementy rozdzielcze, odpowiednio profilowane. Elementy rozdzielcze umieszcza się w szczelinie bezpośrednio po jej oczyszczeniu i dopuszczeniu do betonowania. Powierzchnia zewnętrzna elementu powinna być przed wstawieniem oczyszczona i powleczona olejem napędowym zmniejszającym przyczepność betonu. Należy sprawdzić pionowość wstawienia elementu, górny koniec elementu należy unieruchomić względem ścianek prowadzących klinami drewnianymi.

• ZBROJENIE SEKCJI (wykaz zbrojenia na rysunku poniżej)

Pręty główne pionowe średnicy Ф30, pręt poziome o średnicy Ф20. Szkielet należy usztywnić za pomocą skrzyżowań ukośnych prętów na jego zewnętrznych powierzchniach. Połączenia prętów wykonane poprzez spawanie i zgrzewanie. Przyjęto rozstawy prętów umożliwiające sprawne betonowanie ścianki szczelinowej, tj rozstaw prętów pionowych równy 18 cm i prętów poziomych równy 22 cm. Wartości te są większe od minimalnych. W szkielecie zaprojektowano elementy dystansowe, zapewniające otulenie zbrojenia betonem - 70 mm w tym celu użyto walce betonowe osadzone na poziomym pręcie, średnica walca wynosi Ф30 natomiast jego długość 70 mm.

W szkielet wbudowuje się pręty tzw. Marki do połączenia z elementami konstrukcji wykonywanej po dokopaniu ściany.

W górnym końcu szkieletu należy przyspawać ucha montażowe służące do podnoszenia oraz pręty do zawieszania na ściankach prowadzących. Dolny koniec zawieszonego szkieletu powinien się znajdować co najmniej 200 mm nad dnem szczeliny. Szkielet wykonano z dwóch części o długościach 10 i 15m. Połączenie zrealizowano poprzez zakład prętów podłużnych. Długość zakładu wynosi 40Ф = 1,2 m.

• BETONOWANIE SEKCJI - Wgłębiona szczelina powinna zostać zabetonowana tak szybko jak to tylko możliwe. Należy zapewnić wydajność produkcji i dostawy mieszanki betonowej aby prędkość wznoszenia betonu w szczelinie była nie mniejsza niż 3m/h. Zalecana szybkość betonowania to 20 m3/h. Jeżeli prędkość jest mniejsza należy użyć superplastyfikatora.

Czas od oczyszczenia i odbioru dna szczeliny do rozpoczęcia betonowania nie powinien być dłuższy od 4 h.

Skład i konsystencja mieszanki betonowej powinna zapewnić jej łatwy przepływ i rozprzestrzenianie się w szczelinie. Kruszywo j.w. , zawartość cementu 350 kg/m3. Opad stożka mieszanki 190 mm.

Mieszankę betonową należy układać w szczelinie poprzez rurę wlewową (metoda kontraktor) zapobiegając zanieczyszczeniu lub przemieszczaniu mieszanki z zawiesiną. Rura powinna być usytuowana w środku długości sekcji. Średnica rury wlewowej wynosi 300 mm Rura składa się z odcinków długości 3,2 i 1 m. Rura powinna być szczelna i dokładnie oczyszczona z pozostałości betonu.

Rozpoczynając betonowanie należy umieścić w rurze wlewowe korek oddzielający mieszankę od zawiesiny - gumową piłkę. Rurę wypełnia się betonem utrzymując wylot 150 mm ponad dnem szczeliny. Zalecane jest wlewanie pierwszej porcji mieszanki pozbawionej frakcji żwirowej i o zwiększonej zawartości cementu. Następnie rurę się nieco unosi, aż do opadnięcia w niej poziomu mieszanki. Dalej podaje się mieszankę do rury unosząc ją stopniowo i demontując kolejne odcinki. Dolny koniec rury powinien być stale zanurzony w ułożonym betonie 3m. W początkowe fazie należy uważać aby wznoszący się słup mieszanki nie uniósł lub nie przemieścił szkieletu zbrojeniowego.

Betonowanie musi przebiegać w sposób ciągły, przerwy nie dłuższe niż 30 min.

Mieszankę betonową należy dowozić mieszalnikami samochodowymi. Nie należy zagęszczać układanego betonu wibratorami. W czasie betonowania szczelinę należy zakryć w celu zapobieżenia wpadnięciu do niej ludzi lub mieszanki betonowej.

Szczelinę betonuje się do rzędnej, mierzonej na krańcach sekcji, wyższej o 0,5 od projektowanego poziomu wierzchu ściany. Następnie górną warstwę przepłukaną i zanieczyszczoną zawiesiną należy usunąć a wierzch betonu wyrównać zgodnie z projektem.

Wierzch betonu należy zabezpieczyć przed wysychaniem lub przemarzaniem.

• WYCIĄGANIE ELEMENTÓW ROZDZIELCZYCH - Wyciąganie należy zacząć po 3-5 h od rozpoczęcia układania mieszanki. Początkowo podciąga się element o około 0,2 m Dalsze wyciąganie następuje po upływie 4-5 h od zakończenia betonowania. Właściwy czas wyciągania elementów zależy od temperatury mieszanki, czasu jej wiązania oraz okresu pomiędzy utworzeniem a ułożeniem. Element rozdzielczy można całkowicie usunąć po stwierdzeniu związania betonu wierzchu sekcji.

• WYKONANIA STYKÓW SEKCJI - Sposób formowania styków powinien zapewnić całkowite usunięcie gruntu i osadu iłowego z powierzchni stykowych.

C) WYKONANIE WYROBISKA DOCELOWEGO - Po wykonaniu ścianek szczelinowych następuje etapowe wykonywanie wyrobiska do głębokości posadowienia projektowanego obiektu. Do realizacji tego celu użyto sprzętu firmy CAT - ładowarki 994D i wywrotki 740. Do głębokości 6m wspomaganych także przez koparki CASE 1188. Po zdjęciu około 10 m warstwy gruntu należy wykonać kotwy, umiejscowione na głębokości 9m. Kotwy umieszczane są w gruncie pod kątem 15 stopni.

Ładowarki służą do usuwania gruntu wewnątrz wykopu i załadowywania go na wywrotki o odpowiednich, przystosowanych do szerokości wykopu, gabarytach. Aby udostępnić wywóz gruntu z wykopu należy uformować rampę o pochyleniu 12% w rozstawie około 200m a następnie likwidować kiedy roboty dochodzą do rampy.

D) WYKONANIE ODWODNIENIA POWIERZCHNIOWEGO: Zastosowano sączki co 1 m o spadku, w kierunku osi wykopu, równym 3%. W osi wykopu biegnie zbierak o szerokości 0,6 m i pochyleniu podłużnym równym również 3%, co 20 metrów zastosowano studzienkę zbiorczą.

E) POSADOWIENIE - Kolejnym etapem robót jest posadowienie konstrukcji.

• Przygotowanie podłoża, ułożenie warstw drenujących

• Wykonanie izolacji typu ciężkiego 3 x papa termozgrzewalna

• Ułożenie zbrojenia i zamontowanie odpowiedniego deskowania

• Wykonanie płyty spągowej

• Ustawienie szalunków do wykonania płyty stropowej

• Ułożenie zbrojenia

• Wykonanie płyty stropowej

• Wykonanie izolacji, spadku i warstwy ochronnej płyty stropowej

• Ściany boczne tunelu stanowi ścianka szczelinowa

• Wykonanie elementów wykończeniowych, demontaż deskowania

• Zasypanie obudowy

• Wyrównanie terenu przy pomocy spycharek TG 180 B

• Prace wykończeniowe wewnątrz obiektu (ułożenie podsypki, montaż szyn)

Do wykonania tunelu użyto deskowania firmy PERI - wielokrotnego użytku. Deskowania można demontować po upływie 7 dni od momentu zabetonowania, następnie trzeba beton pielęgnować przez kolejne 7 dni, tj. należy okryć beton folią i intensywnie nawilżać.

---