MB-L2-D09-4796 PROJEKT BUDOWLANY PIERWSZEGO ETAPU
Transkrypt
MB-L2-D09-4796 PROJEKT BUDOWLANY PIERWSZEGO ETAPU
MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- MB-L2-D09-4796 PROJEKT BUDOWLANY PIERWSZEGO ETAPU REALIZACJI ODCINKA ZACHODNIEGO II LINII METRA W WARSZAWIE TUNEL SZLAKOWY D09 PROJEKT ARCHITEKTONICZNO-BUDOWLANY TOM II/4 KONSTRUKCJA OBUDOWY TUNELI DRĄśONYCH TARCZĄ WRAZ Z TECHNOLOGIĄ DRĄśENIA TUNELI I TECHNIKAMI WSPOMAGAJĄCYMI BEZPIECZNY PRZEMARSZ TARCZ ZESPÓŁ AUTORSKI : mgr inŜ. Franciszek Ryszard Misiurek mgr inŜ. Urszula Gawlewicz mgr inŜ. Ewa Zawada inŜ. Emil Róg inŜ. Piotr Makowski mgr inŜ. Marcin Kajstura inŜ. Tomasz Zieliński tech. arch. Anna Napiórkowska 1 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- MB-L2-D09-4796 PROJEKT BUDOWLANY PIERWSZEGO ETAPU REALIZACJI ODCINKA ZACHODNIEGO II LINII METRA W WARSZAWIE TUNEL SZLAKOWY D09 PROJEKT ARCHITEKTONICZNO-BUDOWLANY TOM II/4 KONSTRUKCJA OBUDOWY TUNELI DRĄśONYCH TARCZĄ WRAZ Z TECHNOLOGIĄ DRĄśENIA TUNELI I TECHNIKAMI WSPOMAGAJĄCYMI BEZPIECZNY PRZEMARSZ TARCZ SPIS ZAWARTOŚCI 1. Opis techniczny ………………………………………………………..MB- L2 - D09-4796 /01 2. Obliczenia statyczno-wytrzymałościowe.………….....................…….MB- L2 - D09-4796 /02 3.Rzut tuneli szlaku D09 wraz z tunelami łącznikowymi i obiektami kubaturowymi na planie sytuacyjnym (1:500)–Ark 1..…….……….….MB- L2 - D09-4796 /03 4.Rzut tuneli szlaku D09 wraz z tunelami łącznikowymi i obiektami kubaturowymi na planie sytuacyjnym (1:500) – Ark 2..…….……….…MB- L2 - D09-4796 /04 5. Profil toru i tunelu prawego szlaku D09 ..……...….….........……....…MB- L2 - D09-4796 /05 6. Profil toru i tunelu lewego szlaku D09 .………....................................MB- L2 - D09-4796 /06 7. Przekroje tunelu szlakowego (1:25) ........................................…............MB- L2 - D09-4796 /07 8. Rzuty i przekroje tunelu łącznikowego - Hm P 94+20 (1:50;1:100).....MB- L2 - D09-4796 /08 9. Rzuty i przekroje tunelu łącznikowego – Hm P 98+20 (1:50;1:100)......MB- L2 - D09-4796 /09 10. Fazy realizacji tuneli łącznikowych metodą górniczą(1: 50)…......….MB- L2 - D09-4796 /10 2 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- OPIS TECHNICZNY Spis treści 1. Podstawa formalna opracowania 2. Podstawa merytoryczna opracowania 3. Cel i zakres opracowania, opracowania związane 4. Dane ogólne 5. Problematyka wyboru typu tarczy zmechanizowanej 6. Średnica tunelu i tarczy 7. Trasa tunelu w planie i profilu 8. Warunki gruntowo-wodne 9. Technologia drąŜenia tuneli 10. Konstrukcja obudowy tuneli 10.1. Obudowa tuneli 10.2. Beton w prefabrykowanych segmentach 10.3. Zbrojenie 10.4. Uszczelnienie 11. Techniki wspomagające bezpieczny przemarsz tarcz 12. Tunele łącznikowe 3 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1. Podstawa formalna opracowania Opracowanie wykonano na podstawie umowy zawartej między B.P. Metroprojekt Sp. z o.o. a Metrem Warszawskim Sp. z o.o. nr 255/IP/12 z dn. 21.09.2012 r. 2. Podstawa merytoryczna opracowania Rozwiązania projektowe są zgodne z: [1]. Koncepcją architektoniczno-budowlaną I etapu realizacji odcinka zachodniego II linii metra w Warszawie opracowana przez B.P. Metroprojekt Sp. z o.o., Warszawa, ul. Solińska 19 B. Koncepcja uzyskała pierwsza nagrodę w konkursie EH/226/Konk/01/11ogłoszonym przez Miasto Stołeczne Warszawa, reprezentowane przez Zarząd Transportu Miejskiego, w imieniu i na rzecz którego działa metro Warszawskie Sp. z o.o. z siedziba w Warszawie, ul. Wilczy Dół 5. [2]. Obowiązującymi przepisami prawa. [3]. Polskimi normami, przepisami i warunkami technicznymi. W przyjętych rozwiązaniach wykorzystano wiedzę i doświadczenie B.P. Metroprojekt w projektowaniu tuneli drąŜonych tarczą. 3. Cel i zakres opracowania, opracowania związane Celem opracowania jest projekt konstrukcji obudowy drąŜonych tarczą TBM tuneli szlaku D09 na odcinku pomiędzy stacją C08 i szybem demontaŜowym usytuowanym przy zakończeniu istniejących torów odstawczych stacji C09. Zakres opracowania obejmuje projekty : • Konstrukcję obudowy tuneli szlakowych średnicy zew./wew. 6.00/5.40 m drąŜonych tarczą TBM wraz z określeniem w dostosowaniu do panujących na szlaku D09 warunków gruntowo - wodnych technologii drąŜenia i technik wspomagających bezpieczny przesuw tarcz . • Konstrukcję dwóch tuneli łącznikowych realizowanych metodą górniczą pomiędzy tunelami szlaku i, przeznaczonych dla wejścia słuŜb ratowniczych w okresie eksploatacji. Opracowania bezpośrednio związane w ramach Projektu architektoniczno-budowlanego tunelu szlakowego D09: -Projekt badań podłoŜa gruntowego nr : MB-L2-D09- 4794; -Projekt geotechniczny nr : MB-L2-D09- 4794/I; 4 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Projekt konstrukcji obiektów odkrywkowych nr : MB-L2-D09-4795; - Projekt metod budowy obiektów odkrywkowych Tom II/3 nr : MB-L2-D09-480B - Projekt architektury dla wentylatorni Tom II/1 nr : MB-L2-D09-4793 - Projekty branŜowe instalacji i wyposaŜenia tunelu wg spisu opracowań. - Projekt monitoringu oddziaływania budowy na środowisko oraz obiekty budowlane i inŜynieryjne otoczenia Tom II/8 nr MB-L2-D09-4790. 4. Dane ogólne Pierwszy etap realizacji odcinka zachodniego obejmuje trzy stacje metra – stację C06 z torami odstawczymi, C07 i C08 oraz trzy tunele szlakowe D07 (pomiędzy stacją C06 i C07), D08 (pomiędzy stacją C07 i C08), oraz D09 (pomiędzy stacją C08 i wybudowanym tunelem torów odstawczych stacji C09 Rondo Daszyńskiego). Projekt tuneli szlakowych opracowano przy następujących załoŜeniach: - drąŜenie tuneli szlakowych w postaci dwóch jednotorowych tub przy uŜyciu tarcz zmechanizowanych. Wybór tarcz oraz ich ilość pozostawia się przyszłemu wykonawcy, lub będzie to określone na etapie przetargu na wykonanie – potencjał sprzętowy – w zaleŜności od planowanego harmonogramu i organizacji prac) - przemarsz tarcz jednokierunkowy, bez konieczności pośredniego ich demontaŜu i montaŜu. Z projektowego punktu widzenia dopuszcza się wykonanie tuneli przy pomocy 1 maszyny TBM – C06->C09 tam demontaŜ, przewiezienie do C06 i drąŜenie drugiej tuby do C09 – jest to kwestia organizacyjna Wykonawcy. - kierunek tunelowania z zachodu na wschód, z przeciąganiem tarcz przez odpowiednio wcześniej wykonane korpusy stacji C07 i C08 oraz korpusy wentylatorni szlakowych V07, V08 i V09. MontaŜ i rozruch tarcz w szybie startowym ulokowanym w obrysie głowicy wschodniej stacji C06 a ich demontaŜ w oddzielnej komorze dla demontaŜu tarcz - szybie demontaŜowym , przyległym do zachodniej ściany szczytowej wybudowanego tunelu torów odstawczych stacji C09 „Rondo Daszyńskiego”; - przeciąganie tarcz przez korpusy obiektów odkrywkowych będzie realizowane przez montaŜ dolnych elementów obudowy, słuŜących za opór dla przesuwu tarcz; - wykonanie wzmocnień gruntu w strefach portalowych obiektów realizowanych odkrywkowo, przez które będą przeciągane tarcze. Zabiegi te są niezbędne w celu zapewnienia jak najlepszych warunków operacyjnych dla tarcz wchodzących w korpus obiektu odkrywkowego lub wychodzących z tego korpusu, oraz w celu wyeliminowania 5 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------napływu wód gruntowych do obiektu podczas forsowania jego ścian. Dla uzyskania zamierzonych efektów przewidziano zastosowanie technologii iniekcji strumieniowej jet-grounting, wykonywanej z powierzchni terenu po realizacji ścian szczelinowych, a przed głębieniem wykopu. Technologia ta gwarantuje: o zmniejszenie przepuszczalności gruntu poprzez jego uszczelnienie; o zwiększenie wytrzymałości gruntu w celu uniknięcia nieprzewidzianych kawern wokół obrysu tarczy i umoŜliwienie drąŜenia bez ciśnienia na przodku podczas startu tarczy – na odcinku kilku pierwszych metrach przemieszczania, tarcza buduje ciśnienie robocze stopniowo je zwiększając. Wielkość korków iniekcyjnych: szerokość po 3 m z kaŜdej strony poza obrys obu tarcz, długość równa długości maszyny plus minimum 2,0 m od ścian szczelinowych. Dopuszcza się inne metody zabezpieczenia startu maszyny jak np. fałszywy tunel, mroŜenie gruntu, iniekcje niskociśnieniowe. Iniekcja strumieniowa w większości przypadków nie sprawdziła się dla korków na odcinku centralnym II linii. Na granicy styku „korka” z gruntem rodzimym najprawdopodobniej powstaje, w wyniku naruszenia gruntu, mikroszczelina w gruncie, przez którą ucieka ciśnienie z komory roboczej. W związku z tym rozwiązanie to jest dość ryzykowne w sąsiedztwie zabudowy lub sieci. Na wyjściu ze stacji korek z jet-groutingu musi być połączony z zastosowaniem pierścienia uszczelniającego na portalu tunelu. Wykonanie międzytubowych łączników przewidziano metodą górniczą, w postaci sztolni z wykonanych tuneli szlakowych. 5. Problematyka wyboru typu tarczy zmechanizowanej Przewiduje się wykonanie tuneli szalkowych przy uŜyciu tarcz zmechanizowanych. Ze względu na panujące warunki gruntowo wodne wg. autorów opracowania najwłaściwszym typem jest maszyna typu EPB, jednakŜe ostateczną decyzję co do wyboru typu tarczy pozostawia się przyszłemu Wykonawcy. 6 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6. Średnica tunelu i tarczy Po dokonanej analizie skrajni taboru metra w projekcie przyjęto średnicę wewnętrzną tuneli 5,40 m oraz średnicę zewnętrzną tuneli 6,0 m. Średnicę zewnętrzną tarczy przyjęto 6,30 m, jak w tarczach drąŜących tunele realizowanego obecnie odcinka centralnego II linii metra. 7. Trasa tunelu w planie i profilu Tunel szlakowy D09 składa się z dwóch tub o średnicy zewnętrznej 6,0m i łączy tory odstawcze stacji C09 Rondo Daszyńskiego ze stacją C08. Liczona po osi toru prawego długość tuby prawej wynosi 100 + 97,755 - 91+32,873) = 964, 882 m. Długość tuby lewej wynosi 100 + 98,980-91+55,823 = 943,157 m Na długości tunelu zaprojektowano następujące obiekty realizowane w wykopie otwartym: - wentylatornia wraz z przepompownią ścieków oraz szybem czerpnią powietrza i klatką schodową dla ekip ratowniczych. Długość wentylatorni wynosi ~17 m, - szyb demontaŜowy tarczy przed torami odstawczymi stacji C09 o długości ok. 18.40 m. Rozwiązania projektowe konstrukcji i metod budowy obiektów odkrywkowych podano w oddzielnych opracowaniach MB-L2-D09-4795 i MB-L2-D09-480B. Aby spełnić wymagania ochrony poŜarowej tunelu dodatkowo zaprojektowano dwa połączenia komunikacyjne pomiędzy tubami tunelu w HmP98+20,00 i HmP94+20,00. Połączenia powyŜsze będą realizowane metodą górniczą (opis -patrz pkt.12). W przekroju podłuŜnym (profilu) zagłębienie pgs od powierzchni terenu oraz nadkład gruntu hn nad tunelami odpowiednio wynoszą: - na styku ze stacja C08 – 14,38 i hn= 9,76 m - na styku z szybem demontaŜowym przy torach odstawczych stacji C09 – 19,644 m i hn = 8,0 m- w rejonie przepompowni (Hm 96 i Hm97) – 15,72 m i hn = 14,20 m. Tunele szlakowe przebiegają pod następującymi budynkami: a) ul. Kasprzaka 22 (Teatr na Woli) Tuba na torze lewym połoŜona jest pod naroŜem południowo-zachodnim budynku. Budynek jest podpiwniczony z trzema kondygnacjami naziemnymi . Dane szczegółowe o budynku i jego stanie konstrukcji podano w opracowaniu MB-L2-Z01-4742. Rzędna poziomu terenu 34,35 n „0” Wisły Rzędna posadowienia budynku ok. 32,20 n „0” Wisły Rzędna wierzchu tuby 15,98 + 4,62 = 20,60 m n „0” Wisły. 7 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Odległość pomiędzy wierzchem tuby i spodem fundamentów budynku hn = 32,20 – 20,60 = 11,60 m. Pod budynkiem występują grunty nośne w postaci piasków o stopniu zagęszczenia Io = 0,7 i gliny piaszczyste o stopniu uplastycznienia Il-0,7. b) Budynek przy ul. Kasprzaka 24 Tuby tunelu na torze lewym i prawym przebiegają ukośnie pod częścią wschodnia budynku. Budynek częściowo podpiwniczony od strony południowej. Jest to pawilon handlowo-usługowy z dwoma kondygnacjami powyŜej terenu. Dane szczegółowe o budynku i jego stanie konstrukcji podano w opracowaniu MB-L2-Z014742. Rzędna poziomu terenu ok. 34,20 n „0” Wisły. Rzędna posad. budynku w części niepodpiwniczonej ok. 34,20 – 1,55 = 32,65 m n „0” Wisły. Rzędna posadowienia budynku w części podpiwniczonej 34,20 – 4,6 = 29,60 m n „0” Wisły Rzędna wierzchu tuby 15,98 + 4,62 = 20,60 m n „0” Wisły. Odległość pomiędzy wierzchem tuby i spodem fundamentów budynku w części podpiwniczonej hn = 29,60 – 20,81 = 8,79 m i w części niepodpiwniczonej hn = 32,65 – 20,81 = 11,84 m.Pod budynkiem występują grunty nośne w postaci piasków i glin piaszczystych. c) Budynek przy ul Płockiej 4 Tuba toru lewego przebiega pod fragmentem południowym budynku. Budynek mieszkalny o wysokości XI kondygnacji nadziemnych, o konstrukcji Ŝelbetowej wielkopłytowej. Na całej powierzchni budynek jest podpiwniczony. Ściany piwnic betonowe o grubości od 25 cm do 35 cm. Budynek posadowiony jest bezpośrednio na ruszcie ław Ŝelbetowych. Poziom posadowienia ok. 2,5 m poniŜej powierzchni terenu. Pod budynkiem zalegają grunty nośne w postaci piasków drobnych, glin piaszczystych i piasków gliniastych. Dane szczegółowe o budynku i jego stanie konstrukcji podano w oprac. MB-L2-Z01-4742. Rzędna poziomu terenu ok. 34,15 n „0” Wisły Rzędna posadowienia budynku 34,15 – 2,5 = 31,65 m n „0” Wisły Rzędna wierzchu tuby tunelu ok. 16,31 + 4,62 = 20,93 m n „0” Wisły. Dystans pomiędzy wierzchem tuby i spodem fundamentów bud. hn = 31,65 – 20,93 = 10,72 m d) Budynek przy ul. Płockiej 8 Tuba toru lewego przebiega pod naroŜem południowo-zachodnim budynku. Budynek mieszkalny o wysokości XI kondygnacji nadziemnych, o konstrukcji Ŝelbetowej wielkopłytowy. Budynek jest podpiwniczony. Poziom posadowienia ok. 2,60 m poniŜej poziomu terenu. Budynek posadowiony jest bezpośrednio na ruszcie ław Ŝelbetowych. Ściany piwnic 8 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------betonowe o grubości od 25 cm do 35 cm. W poziomie posadowienia występują piaski drobne, gliny piaszczyste i piaski gliniaste. Dane szczegółowe o budynku i jego stanie konstrukcji podano w opracowaniu MB-L2-Z01-4742. Rzędna poziomu terenu ok. 34,00 n „0” Wisły Rzędna posadowienia budynku 34,00 – 2,60 = 31,40 m n „0” Wisły Rzędna wierzchu tuby tunelu ok. 16,60 + 4,62 = 21,22 m n „0” Wisły. Odległość pomiędzy wierzchem tuby i spodem fundamentów budynku hn = 31,40 – 21,22 = 10,18 m. 8. Warunki gruntowo-wodne 8.1. Wprowadzenie Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowalnych (Dz.U. nr 0, poz.463) wydanym na podstawie ustawy z dnia 7 lipca 1994r.-Prawo budowlane, obiekty metra naleŜy zaliczyć do trzeciej kategorii geotechnicznej. Zbiorcza dokumentacja geologiczno-inŜynierska dla odcinka zachodniego” opracowana została w 2009r. Zleceniodawca: Miasto Stołeczne Warszawa reprezentowane przez Zarząd Transportu Miejskiego w imieniu i na rzecz którego działa: Metro Warszawskie Sp. z o.o. ul. Wilczy Dół 5 , 02-798 Warszawa. Wykonawca: Konsorcjum Geoteko Sp. z o.o. , SGGW, Geoprojekt Sp. z o.o. Warszawa. Aktualnie dla potrzeb projektu budowlanego tunelu szlakowego D09 opracowano opinię geotechniczną, dokumentację badań podłoŜa gruntowego oraz projekt geotechniczny. Środowisko gruntowe dla tunelu szlakowego D09 rozpoznane zostało wierceniami do głębokości co najmniej 60 m p.p.t. Tworzą je utwory trzeciorzędu (osady zastoiskowe pliocenu) oraz utwory czwartorzędu reprezentowane przez osady rzeczne preglacjału oraz interglacjału mazowieckiego, osady morenowe, zastoiskowe i fluwioglacjalne zlodowacenia środkowopolskiego(zlodowacenie Odry i Warty) oraz osady organiczne interglacjału eemskiego. W/w opracowania zawierają wyniki analiz, sporządzonych w oparciu o przegląd materiałów archiwalnych i wyniki badań terenowych oraz laboratoryjnych, wykonanych do tej pory w strefie projektowanego tunelu szlakowego. Z badań terenowych wykorzystano wyniki: -wierceń badawczych z sondowaniami SPT; -sondowań statycznych sondą wciskaną CPT; 9 MB-L2-D09-4796/01 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------sondowań sejsmicznych sondą wciskaną SCPT; -badań przepuszczalności systemem BAT. Z wykonanych badań laboratoryjnych próbek gruntu i wody przyjęto do analizy geotechnicznej wyniki z laboratoriów geotechnicznych SGGW, Geoteko oraz Geoprojektu. W ramach w/w badań laboratoryjnych wykonano: -badania własności fizycznych (w tym oznaczenie zawartości części organicznych IOM); -badania własności mechanicznych (badania endometryczne dla określenia modułów ściśliwości, badania w aparacie trójosiowego ściskania, dla określenia parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych w warunkach z odpływem); -analizy chemiczne wody gruntowej dla oceny jej agresywności w stosunku do betonu. 8.2. Ogólna charakterystyka budowy ośrodka gruntowego Warunki gruntowo-wodne wzdłuŜ trasy tunelu szlakowego D09 przedstawiono na profilu podłuŜnym trasy . Tunel szlakowy D09 zlokalizowany między stacją C08 a stacją C09 połoŜony jest w centralnej części czwartorzędowej zdenudowanej wysoczyzny polodowcowej . Na kontakcie ze stacjami w w/w gruntach mineralnych związanych ze zlodowaceniami plejstocenu wycięte zostały odnogi większej formy rynnowej zwanej Rynną śoliborską o głębokości 10-20m, wypełnionej gruntami organicznymi. Ilaste podłoŜe plioceńskie występuje tu na głębokości 46 ÷ 51 m, tj. na rzędnych 13 ÷ 17 m poniŜej „0”W. Na pliocenie zalegają utwory czwartorzędowe składające się z: − z piasków i Ŝwirów preglacjału o miąŜszości 10 ÷ 18 m; − przewarstwienia mułków rzecznych (glin pylastych, glin zwięzłych, pyłów i iłów pylastych) na głębokości 29-32m, o miąŜszości 1 ÷ 3 m ; − piasków interglacjalnych i fluwioglacjalnych o miąŜszości 12 ÷ 21 m . Na w/w osadach występuje dwudzielny kompleks glin zlodowacenia środkowopolskiego: − stadiału maksymalnego (zlodowacenie Odry) – są to głównie gliny piaszczyste i piaski gliniaste barwy ciemno szarej o miąŜszości 3 ÷ 10 m. − stadiału mazowiecko – podlaskiego (zlodowacenie Warty) – są to głównie gliny piaszczyste i pylaste barwy brązowej o miąŜszości 0 ÷ 5 m. Pomiędzy glinami występują nawodnione piaski wodnolodowcowe (głównie piaski drobne i pylaste) o miąŜszości ok. 3-6m. Ilość tych przewarstwień piaszczystych, środglinowych, zwiększa się na odcinku wzdłuŜ ul. Płockiej. 10 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Rysunek Ukształtowanie stropu utworów trzeciorzędu (pliocenu) W strefie kontaktu tunelu szlakowego D09 ze stacją C08 i stacją C09 występują odnogi eemskiej formy rynnowej zwanej Rynną śoliborską. Rynna śoliborska powstała w wyniku erozyjnej działalności wód płynących ze stagnującego prawdopodobnie w północnej części Mazowsza czoła lądolodu. W Rynnie w swojej historii geologicznej w paleozbiorniku w interglacjale eemskim osadziły się osady organiczne o miąŜszości 11 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6-10 m, przykryte piaskami. W spągu zwykle występują gytie (z duŜą zawartością wapnia) wypełniające miejsca najgłębsze. Gytie ku górze przechodzą w namuły przykryte torfami. Torfy zwykle występują płatami w górnej części profilu. Osady organiczne pokryte są serią piaszczystopylastą o miąŜszości 4-5m na której zalegają nasypy niekontrolowane o miąŜszości 2-4m. Rysunek . Zarys rynny eemskiej wypełnionej gruntami organicznymi (Rynna śoliborska) W ośrodku gruntowym stwierdzono dwa poziomy wodonośne. Zwierciadło wód I poziomu o charakterze naporowo-swobodnym stabilizuje się poza zarysem Rynny śoliborskiej na rzędnych 28 ÷ 31 m n „0” Wisły (w zaleŜności od lokalnych połączeń hydraulicznych). Naturalne wahania określa się na ± 0,5 m. Są to wody śródglinowe połączone są z nieciągłym poziomem wodonośnym występującym w obniŜeniach i rozcięciach stropu glin. Rzędne stabilizacji wód II poziomu wodonośnego wynoszą 26,0 ÷ 26,2 m n „0”Wisły. Naturalne wahania zwierciadła wód podziemnych określa się na ± 0,3 m. Są to wody preglacjalne i interglacjalne. 12 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8.3. Podział ośrodka gruntowego na warstwy geotechniczne Przy podziale ośrodka gruntowego zastosowano klasyfikację gruntów wg PN-86/B-02480 – tak jak w materiałach źródłowych. Wg tych materiałów na kontakcie realizowanego odcinka centralnego oraz I etapu odcinka zachodniego ośrodek gruntowy został podzielony na warstwy geotechniczne wg odmiennych kryteriów. Z uwagi na konieczność potraktowania inwestycji jako kontynuacji realizowanego odcinka centralnego, dla potrzeb I etapu realizacji odcinka zachodniego przyjęto numerację warstw jak w dokumentacjach geotechnicznych dla odcinka centralnego (lipiec 2010r.). 13 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tabela. Zestawienie podziału ośrodka gruntowego na warstwy geotechniczne wg dokumentacji geologiczno-inŜynierskiej dla odcinka zachodniego z lipca 2009r oraz dokumentacji geotechnicznych dla odcinka centralnego z lipca 2010r Podział ośrodka gruntowego na warstwy wg dokumentacji geotechnicznych dla odcinka centralnego (lipiec 2010r.) Nr warstwy Rodzaj gruntu Podział ośrodka gruntowego na warstwy wg dokumentacji geologiczno-inŜynierskiej dla odcinka zachodniego (lipiec 2009r) Nr Geneza warstwy Osady fluwioglacjalne, Piaski drobne i pylaste zastoiskowe i rzeczne Piaski drobne i pylaste VII Osady fluwioglacjalne, II c Piaski drobne i pylaste IIIa Piaski średnie i grube IIIb Piaski średnie i grube IV świry i pospółki Vb Gliny, Osady fluwioglacjalne i rzeczne Osady fluwioglacjalne i rzeczne i rzeczne gliny Gliny zwięzłe, gliny Vc zastoiskowe i rzeczne Osady fluwioglacjalne piaszczyste pylaste zwięzłe i gliny Geneza Czwartorzęd Czwartorzęd II b Rodzaj gruntu Utwory morenowe Osady zastoiskowe VII VIII IX III Osady fluwioglacjalne, zastoiskowe i rzeczne Piaski średnie i grube Osady fluwioglacjalne i rzeczne Piaski średnie i grube Osady fluwioglacjalne i rzeczne Grunty gruboziarniste Osady fluwioglacjalne i rzeczne Gliny piaszczyste Grunty gliniaste , grunty V, II fluwioglacjalne, zastoiskowe i rzeczne Piaski drobne i pylaste VIII Osady gliniaste zwięzłe Utwory morenowe Osady zastoiskowe pylaste Osady VI Piaski gliniaste i pyły morenowe, rzeczne Piaski gliniaste i grunty IV,VI pylaste i zastoiskowe VIIb Namuły gliniaste Osady rzeczne i jeziorne X Grunty organiczne i zastoiskowe Osady rzeczne i jeziorne Grunty antropogeniczne Grunty antropogeniczne VIII XI Nasypy Osady morenowe, rzeczne Nasypy antropogeniczne 14 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tabela. Zestawienie procentowe gruntów występujących w przodku tarczy przy przyjętej niwelecie D9 L =964.9-986.8m Podział ośrodka gruntowego na warstwy % Osady fluwioglacjalne, zastoiskowe II b Piaski drobne i pylaste II c Piaski drobne i pylaste IIIa Piaski średnie i grube i rzeczne Osady fluwioglacjalne, zastoiskowe IIIb Piaski średnie i grube IV świry i pospółki Vb Gliny, gliny piaszczyste + poj.kamienie i głazy Vc Gliny zwięzłe, gliny pylaste zwięzłe i gliny pylaste VI Piaski gliniaste i pyły VII Grunty organiczne i rzeczne Osady fluwioglacjalne 24 i rzeczne Osady fluwioglacjalne i rzeczne Osady fluwioglacjalne i rzeczne Utwory morenowe Osady zastoiskowe Osady morenowe, rzeczne i zastoiskowe Osady rzeczne i jeziorne 68 1 4 3 Uwarunkowania geotechniczne Tunel szlakowy realizowany będzie metodą tarczową (TBM) oraz metodą odkrywkową (szyb demontaŜowy, wentylatornia szlakowa). Projektowany tunel drąŜony będzie w środkowych i spągowych partiach glin lodowcowych przecinając zawodnienia śródglinowe miejscowo połączone z pierwszym poziomem wodonośnym oraz nacinać będzie górną warstwę II naporowego poziomu wodonośnego. Zastosowanie metody tarczowej eliminuje konieczność obniŜenia poziomu wody gruntowej na czas drąŜenia. W rejonie skrzyŜowania ulic Płockiej i Kasprzaka tunel będzie przebiegał pod budynkami, w przewadze, w warstwie geotechnicznej Vb. Są to prekonsolidowane spoiste utwory czwartorzędowe wykształcone w postaci glin piaszczystych i glin (rzadziej glin piaszczystych zwięzłych i glin 15 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------pylastych) w stanie twardoplastycznym, półzwartym i zwartym, o genezie osadów lodowcowych (gliny zwałowe) powstałe w wyniku procesów akumulacji i denudacji. Występuje duŜe prawdopodobieństwo występowania otoczaków, kamieni i głazów. Obiekty odkrywkowe na szlaku (szyb demontaŜowy, wentylatornia szlakowa) realizowane będą w ścianach szczelinowych z przegrodą przecifiltracyjną poniŜej dna wykopu Sprzyjającą okolicznością są małe wymiary tych obiektów w planie (ca 20m x 20m). Przy projektowaniu obudowy ze ścian szczelinowych naleŜy zwrócić uwagę na występowanie od powierzchni terenu warstwy nasypów antropogenicznych (średnio o miąŜszości 1 do 3 m, lokalnie 4 m). Nasypy z racji swej genezy stanowią materiał niejednorodny co do stanu i składu. Dla szybu demontaŜowego (Rynna śoliborska) przy obudowie ze ścian szczelinowych w istniejących warunkach gruntowych (grunty silnie ściśliwe o module odkształcalności Eo<15Mpa) naleŜy uwzględnić zagroŜenie występowania obwałów w szczelinie . Wymagane obniŜenie zwierciadła wody gruntowej dla obiektów odkrywkowych ogranicza się do zarysu ścian szczelinowych. Wbudowanie konstrukcji tunelu w spągowe partie połączonego I poziomu wodonośnego z zawodnieniami śródglinowymi oraz nieznaczne nacięcie stropowych partii górnej warstwy II poziomu wodonośnego skutkować będzie niewielkimi utrudnieniami w naturalnym przepływie wód. Wysokie parametry filtracyjne oraz niewielka ingerencja tunelu w poziomy wodonośne powoduje praktyczny brak istotnych deformacji strumienia wód podziemnych. Prognozowane wielkości deformacji strumienia wód podziemnych będą wielokrotnie mniejsze od amplitudy naturalnych wahań stanów wód podziemnych. Przy projektowaniu prac fundamentowych naleŜy uwzględnić stwierdzoną agresywność wód gruntowych. Zaprojektowano, do wykonania na etapie projektu wykonawczego, nową sieć piezometrów-łącznie 11 sztuk 9. Technologia drąŜenia tunelu Typ EPBS tarczy został wybrany zgodnie z wymogiem nienaruszenia połoŜenia zwierciadła wód gruntowych, dzięki czemu zostaną zminimalizowane osiadania powierzchni gruntu, co wpłynie pozytywnie na ochronę budynków, innych obiektów i infrastruktury podziemnej znajdujących się w strefie wpływu tunelu. Maszyna EPB TBM ma zdolność do utrzymania ciśnienia na przodku stanowiącego przeciwwagę dla ciśnienia hydrostatyczne i geostatycznego. 16 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ciśnienie na przodku kontroluje się za pomocą bilansowania ilości materiału wprowadzonego do komory roboczej i urobku usuwanego z komory. Ilość wprowadzanego materiału jest regulowana tempem posuwania tarczy EPBS do przodu. Poprzez odpowiednią kontrolę i utrzymanie przodka tunelu w stabilnym stanie ograniczona jest wartość „objętościowej utraty gruntu”, a tym samym osiadania gruntu. Tarcza EPBS jest równieŜ w stanie utrzymać wymagane ciśnienie równowaŜące na przodku w przypadku nieprzewidzianych warunków z odpowiednim współczynnikiem bezpieczeństwa i tolerancjami operacyjnymi. Po zakończeniu drąŜenia, na długości segmentu tunelu w ogonie tarczy TBM zostanie zainstalowana prefabrykowana, segmentowa, Ŝelbetowa obudowa uszczelniona systemem uszczelek. Podczas posuwania się do przodu maszyna TBM zostawia pustą przestrzeń pomiędzy profilem drąŜenia a obudową segmentową. W celu uniknięcia osiadania powierzchni gruntu, przestrzeń ta musi być wypełniona w tempie odpowiadającym posuwaniu się tarczy do przodu. Pierścieniowa luka pomiędzy zewnętrzna częścią obudowy segmentowej a profilem drąŜenia zostanie całkowicie wypełniona iniekcją na bazie cementu o wytrzymałości ok. 2 MPa w miarę jak pierścień będzie wydostawał się z ogona tarczy, co pozwoli równieŜ zapewnić wymaganą geometrie zainstalowanych pierścieni i dopuszczalne tolerancje na połączeniach segmentów oraz odpowiednią nośność obudowy. Przy załoŜonych wymiarach średnicy wewnętrznej i średnicy zewnętrznej obudowy jej grubość będzie wynosić ok. 15 cm. Woda gruntowa wykazuje stałą agresywność węglanowo-siarczanową. Wysoka klasa betonu C40/50 obudowy tunelu oraz 4 cm otulina zbrojenia stanowić będą wystarczająca ochronę przed wpływem środowiska gruntowego. 10. Konstrukcja obudowy tuneli 10.1. Obudowa tuneli Wewnętrzna średnica tunelu wynosi 5,40 m analogicznie jak dla odcinka centralnego II linii metra. Jej wartość została określona w odniesieniu do skrajni pociągów, projektu trasy, projektu torów oraz zaleceń dotyczących bezpieczeństwa podczas uŜytkowania tuneli. Obudowa tunelu wykonana jest z prefabrykowanych, Ŝelbetowych pierścieniu segmentowych o grubości 30 cm, Ilość segmentów w pierścieniu wzajemne ich połączenia oraz połączenia pomiędzy pierścieniami zostaną podane przez wykonawcę tuneli. Łączniki międzysegmentowe będą montowane na stałe. 17 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MontaŜ obudowy polega na umieszczeniu pierścieni , obróconych w stosunku do poprzedzającego pierścienia o odpowiedni kąt, dzięki czemu moŜliwe jest utrzymanie trasy tunelu na prostych odcinkach i łukach. Kąt obrotu pierścienia definiuje się tak, aby uniknąć połoŜenia obok siebie krawędzi miedzy - segmentowych przyległych pierścieni. Nominalny promień obliczeniowy przyjmuje się 300 m. Obliczenia statyczno –wytrzymałościowe obudowy podano w projekcie nr MB-L2-D09-4796/2 10.2 Beton dla prefabrykowanych segmentów Projektowana klasa wytrzymałości betonu to C40/50, o następujących właściwościach; - wytrzymałość na ściskanie próbki walcowej (po 28 dniach) fck = 40 MPa - wytrzymałość na ściskanie próbki sześciennej (po 28 dniach) fck cube = 50 MPa 10.3 Zbrojenie Segmenty obudowy tunelu będą zbrojone szkieletem zbrojeniowym. Szkielet głównego zbrojenia segmentu będzie wykonany z Ŝebrowanych prętów stalowych dobranych na podstawie wyników obliczeń (patrz projekt nr MB-L2-D09-4796/2) Z przedniej strony segmentu naleŜy zastosować specjalne strzemiona, które pomogą przenieść lokalny nacisk spowodowany działaniem siłowników dociskających; specjalne strzemiona zostaną umieszczone na płaszczyznach miedzysegmentowych. Do zbrojenia segmentów przewidziano pręty Ŝebrowane klasy RB 500W/B ze stali ST 500S (fyk=500 MPa). Przyjęto grubość otuliny równa 40 mm dla głównego zbrojenia i 30 mm dla pomocniczego zbrojenia. Otulina prętów zbrojeniowych ma zapewnić odpowiednią wytrzymałość w przypadku wystąpienia poŜaru, a takŜe zapewnić wymogi dotyczące odporności na korozję i agresywne środowisko. Włókna polipropylenowe Do mieszanki betonowej naleŜy dodawać około 2 kg/m3 pojedynczych mikrowłókien polipropylenowych w celu zabezpieczenia betonu przed wybuchowym odpryskiwaniem i uszkodzeniem w czasie poŜaru. 10.4. System uszczelnienia Biorąc pod uwagę połoŜenie zwierciadła wody nad tunelami zastosowano pomiędzy blokami obudowy uszczelnienie zapewniające wymaganą, określoną w specyfikacji technicznej szczelność tuneli. 18 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------System uszczelnienia składa się z gumowej uszczelki EPDM o przekroju komorowym umieszczonej po zewnętrznej stronie na całym obwodzie segmentów obudowy. Wokół kaŜdego segmentu znajduje się rowek do wstawienia wodoszczelnej uszczelki. Sprawność uszczelki sprawdza się dla załoŜonych tolerancji montaŜowych określonych w specyfikacji technicznej. Maksymalne obliczeniowe ciśnienie, przy którym system uszczelnianie moŜe pracować powinien spełniać wymagania bezpieczeństwa z zachowaniem współczynnika bezpieczeństwa przekraczającego wartość 2. 11. Techniki wspomagające bezpieczny przemarsz tarcz Na podstawie przeprowadzonych obliczeń wynika, Ŝe przemarsz tarcz pod budynkami moŜe spowodować niewielkie ich zarysowania, które się mieszczą w kategorii uszkodzeń 1. Taka kategoria uszkodzeń nie wymaga wzmocnienia gruntu pod budynkami i budynków. Analizę obliczeniową wpływu tunelowania na budynki podano w tomie II/8. Na styku tuneli z obiektami odkrywkowymi i w obrębie rynny Ŝoliborskiej przewidziano wzmocnienie gruntu poprzez jego iniekcję zaprawą centową. 12. Tunele łącznikowe 12.1. Lokalizacja i funkcja tuneli łącznikowych na szlaku D09 Tunele łącznikowe między tubami pokazano na rys. MB-L2-D09-4797/03, 04.zaś przekroje poprzeczne i fazy realizacji tuneli przedstawiono na rys. MB-L2-D09-4797/08, 09, 10. Na długości szlaku D9 zaprojektowano dwa tunele łącznikowe - międzytunelowe : - oś tunelu łącznikowego na Hm P 94+20 trasy tunelu prawego; - oś tunelu łącznikowego na Hm P 98+20 trasy tunelu prawego; Tunele łącznikowe łączące oba tunele szlakowe- umoŜliwiają dostęp słuŜb ratowniczych do kaŜdego z tuneli. Maksymalny rozstaw na długości tuneli szlakowych wynikający z wymogów ewakuacyjno-ratowniczych wynosi max. 400 m. Dystans obu projektowanych tuneli łącznikowych względem obiektu stacji C8 i wentylatorni szlakowej (w której takŜe znajduje się wejście do tuneli szlakowych dla słuŜb) oraz względem zakończenia tunelu torów odstawczych przy stacji C09 , spełnia powyŜszy warunek. 19 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12.2. Konstrukcja obudowy tuneli Oś podłuŜna tunelu łącznikowego w rzucie usytuowana jest na styku dwóch pierścieni obudowy tuneli szlakowego szer. 1.50 m. Wynikająca stąd długość tunelu w zaleŜności od wymiaru rozstawu osiowego tuneli szlakowych wynosi ~ 9.0 m (licząc po długości płyty stropowej lub spągowej). Tunele projektuje się o przekroju prostokątnym o wymiarach wewnętrznych – szerokość 2.0 m i wysokość 2.40 m. Tunele połączone będą ze szlakowymi poprzez otwory bxh = 2.0x2.40 m powstałe poprzez wycięcie 1.x 2.4 m. w dwóch sąsiednich pierścieniach (tubingów) otworów o wymiarach Poziom wierzchu płyty spągowej ( dennej ) przyjęto na poziomie chodnika ewakuacyjnego w tunelach szlakowych tj. 40 cm ponad poziom PGS (główki szyny). Konstrukcję obudowy docelowej (stałej) zaprojektowano jako Ŝelbetową monolityczną grubości ścian i stropu 50 cm , płyty spągowej 60 cm. W obudowie Ŝelbetowej będą zabetonowane elementy obudowy tymczasowej- patrz opis poniŜej. Na końcach tunelu łącznikowego , monolityczne nadproŜa i podproŜa nad i pod wyciętymi otworami w obudowie tuneli szlakowych przenoszą siły normalne ( podłuŜne ) z pierścienia obudowy tunelu szlakowego. Izolacje i uszczelnienia. Z uwagi na górniczą metodę realizacji przewiduje się izolowanie w postaci blachy trudnordzewnej ( lub ocynkowanej ) gr. 8 mm , wbetonowanej we wnętrzu tunelu w obudowę spągu ,ścian ,stropu i nadproŜy. Uszczelnienia na obwodzie otworów z tunelami szlakowymi , przewidziano w postaci taśm trikomerowych ( modyfikowane PCV) kątowych kotwionych do obudowy tuneli szlakowych i wbetonowanych w strop ściany i dno tunelu łącznikowego. W tunelu łącznikowym osadzone będą przy otworach połączeniowych drzwi o szer.100 cm i wysokości 220 cm o klasie odporności ogniowej EI60, w obudowie z cegły klinkierowej o grubości 25 cm. 12.3 . Realizacja tunelu łącznikowego metodą górniczą ; obudowa tymczasowa. Tunele łącznikowe realizowane będą metodą górniczą. Tunele usytuowane zostały w środowisku gruntów spoistych, ewentualne występujące nawodnione przewarstwienia gruntów piaszczystych będą zeskalone technikami iniekcyjnymi, lub innymi wybranymi przez Wykonawcę. Wykonywanie tunelu poprzedzone będzie osadzeniem w obu tunelach szlakowych zabezpieczających ram stalowych podpierających obudowę, na długości 4-ch pierścieni ( po 2 od osi). Początek realizacji nastąpi poprzez wyłom (odkucie otworu w jednym z tuneli szlakowych ) a 20 MB-L2-D09-4796/01 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------następnie kolejnymi cyklami wydobywanie gruntu połączone z osadzaniem kolejnych ram stalowych wbijaniem opinki i wykonywaniem odeskowania przodka. Obudowę górniczą w postaci ram stalowych w rozstawie co ~80 cm podtrzymujących ocios gruntu obudowany klepkami (wypraski stalowe, drewniane). Ramy stalowe projektuje się z profili stalowych I 240 – stropnice i słupki i I 300 – elementy spągowe łączone śrubami. Usztywnienia podłuzne ram z elementów stalowych zimnogiętych. Po wydrąŜeniu tunelu , zamontowaniu zbrojenia oraz wykonaniu uszczelnień – po zamontowaniu okładzin z blachy – jako szalunku nastąpi zabetonowanie obudowy stałej. Dopuszcza się równieŜ inne metody realizacji i izolacji łączników. 12.4. Materiały : Beton B30 W8 Stal klasy AIIIN Stal profilowa St3Sx Okładzina wewnętrzna z blachy trudnordzewnej lub ocynkowanej Uszczelnienia – taśmy kątowe trikomerowe. Franciszek Misiurek 21