Der Baugrund für das Turiner Metro Projekt befindet sich aufgrund seiner zufälligen Verteilung von großen und harten Blöcken und dem bereichsweise kleinen Anteil von Feinkorn im Grenzbereich der Anwendbarkeit der EPB Technik. Das Projekt umfasst drei TBM-Projektlose, für welche die Planung den Einsatz einer EPB- oder Slurry-TBM vorsah. SELI war als Subunternehmer bzw. als Partner der Arbeitsgemeinschaften für die Abwicklung aller drei TBM-Vortriebe zuständig. Es wurden zwei Lovat EPB-Schildmaschinen mit neuer Technik sowie eine komplett überholte NFM EPB-Schildmaschine eingesetzt. Während des Einsatzes der ersten EPB-TBM wurden Bodenverhältnisse angetroffen, die ungünstiger waren als prognostiziert. Die vorhandene Korngrößenverteilung des angetroffenen Bodens und dessen Verhalten ließen einen effizienten EPB-Vortrieb nicht zu. Mit der Hilfe von qualifizierten Konsulenten und der Durchführung von Versuchen während des Vortriebs zur Überprüfung der theoretischen Berechnungen und Hypothesen konnte eine einfache Lösung der Stabilitäts- und Sicherheitsprobleme gefunden und umgesetzt werden. Die Lösung bestand in der voreilenden Konsolidierung eines kleinen Bereichs oberhalb des Tunnelquerschnitts, der nachfolgend im Niederdruck-Modus mit der EPB-TBM aufgefahren wird. Diese Methode wurde mittlerweile in zwei der drei Vortriebe mit sehr gutem Erfolg in Bezug auf die Ortsbrust- und Tunnelstabilität als auch auf die Vortriebsleistung eingesetzt. Für den dritten TBM-Vortrieb stellen sowohl der große Grundwasserdruck auf Tunnelniveau als auch setzungsempfindlicher Gebäude entlang der Tunneltrasse erhebliche Risiken dar, die durch ein verbessertes Bauverfahren noch minimiert werden müssen. Dieses Verfahren beinhaltet: (1) die Herstellung eines mächtigeren konsolidierten Bereichs oberhalb bzw. teilweise innerhalb des Tunnelquerschnitts, (2) eine Kompensierung des geringen Feinkornanteils des natürlichen Bodens mittels Kalkmehlinjektionen durch den Bohrkopf, zusätzlich zum Einsatz von traditionellen Konditionierungsmitteln wie Schaum und Polymeren, (3) den Einsatz von neu entwickelten leicht wasserabsorbierenden Produkten, die unter entsprechendem Druck in die Abbaukammer injiziert werden und den Wasserzutritt begrenzen sollen sowie (4) den Betrieb der EPB-TBM in einem unteren bis mittleren Druckniveau.
The foreseen ground conditions in the Turin metro project were critical but still within the limits for the application of face control TBM tunnelling technologies. The design of the entire 7.5 km long tunnel was based on the utilisation of EPB or Slurry TBMs, both considered sultable for the application. SELI as JV speciallsed partner depending on the lot is in charge of the operation of all three TBMs. Two of the three machines are new in design and construction (Lovat EPB-TBMs). The third one is a second hand NFM EPB-TBM, which has been completely overhauled and modified to suit the project requirements. After a few metres of tunnel excavation with the first Lovat TBM, it became evident that the ground grain size distribution did not comply with the design forecasts. The grain size distribution did not allow an efficient operation of the TBMs in EPB mode. Consequent operational and face stability problems and significant soll conditioning problems, with segregations of the muck in the excavating chamber, were encountered. With the help of qualified and expert consultants, and after having excavated a test tunnel section to get a practical feedback and confirmation of the theoretical calculations results and hypothesis, a simple solution was found and implemented. The solution consisted in systematic consolidation of a small slab above the tunnel still to be excavated, combined with a minimal pressure EPB TBM operation. This solution was implemented in two of the three tunnel sections. Up to now this method has been very successful, both in terms of face and tunnel stability and in terms of TBM productivity and cost of the works. In the third TBM tunnel section, that still has to be excavated by the NFM EPB TBM, the high ground water pressure at tunnel level, and the presence of important buildings, which are, directly located above the tunnel alignment, required an implementation of additional measures to reduce the construction risks as far as possible. These measures include, the injection of fines (limestone powders mix with water and polymers) into the cutterhead chamber, in addition to the 'traditional' use of conditioning additives like foam and polymers and bentonites.
Turin metro system - Design and operation of EPB-TBMs beyond the limits of this technology
U-Bahn Turin - Planung und Einsatz von EPB-Schilden an der Grenze der Anwendbarkeit
Felsbau ; 21 , 6 ; 34-42
2003
9 Seiten, 14 Bilder, 2 Tabellen
Article (Journal)
English
Tunnelbau , Schild (Tunnelvortrieb) , Großprojekt , U-Bahn , Verkehrsanlage , Italien , Planung , Bauausführung , Geologie , Trasse , Tunnelvortrieb , Tunnelvortriebsmaschine , Baugrund , Bodeneigenschaft , Korngrößenverteilung , Vollschnittmaschine , Betriebsparameter , Bauweise , Leistungsfähigkeit , Einflussfaktor , Leistungssteigerung , Bodenverfestigung , Bohrkopf , konstruktive Gestaltung , Bodenverbesserung
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