Downhole Drilling przy pomocy sprężonego

Kompresory firmy KAESER KOMPRESSOREN pomagaj¹ przy budowie
magistrali kolejowej NEAT
Downhole Drilling przy pomocy
sprê¿onego powietrza powietrza
Podobnie jak „Gotthard-Basistunnel”, nowa transalpejska linia kolejowa „Neue EisenbahnAlpen-Transversale” (NEAT) jest jedn¹ z najbardziej ambitnych inwestycji komunikacyjnych
w nie biednej przecie¿ Szwajcarii: setki metrów pod g³ównym grzbietem Alp minerzy pracuj¹
przy integracji kolei szwajcarskich z europejsk¹ sieci¹ kolei szybkich. W geologicznie najbardziej wymagaj¹cych miejscach pracuj¹ sprê¿arki KAESER KOMPRESSOREN wspieraj¹c
prowadzone przy zastosowaniu najnowszych metod roboty tunelowe.
Na odcinku Sedrun dwie rury tunelowe o d³ugoœci po 6,5 km ka¿da prowadz¹ przez najtrudniejsze obszary
górotworu. Ponadto powstaje tutaj
jedna z dwóch stacji wielofunkcyjnych tunelu Gottharda, maj¹cych
z jednej strony s³u¿yæ jako przystanek awaryjny a z drugiej jako miejsce
instalacji urz¹dzeñ technicznych.
Dr¹¿enie w ma³o stabilnej skale Masywu Tavertsch wznosz¹cego siê na
wysokoœæ 2000 metrów ponad poziom tunelu jest szczególnie trudne.
Na plac budowy mo¿na siê dostaæ za
poœrednictwem dwóch niezale¿nych
szybów pionowych o g³êbokoœci oko³o 800 metrów. Przez szyb II urz¹dzenia transportowe do du¿ych obci¹¿eñ zaopatruj¹ miejsce budowy
w maszyny. Urobek transportowany
jest nastêpnie do góry za poœrednictwem szybu I. Od podstawy szybów
rury tunelowe kopane s¹ w kierunku
pó³nocnym i po³udniowym przy pomocy metody konwencjonalnej z u¿yciem ³adunków wybuchowych —
Specjalny sprzêt :
„Tamrock Axera T12 Sedrun“
oczywiœcie jeœli pozwala na to wytrzyma³oœæ górotworu.
Dr¹¿enie tunelu w Masywie
Tavertsch
Aby móc siê w ogóle przebiæ przez
silnie przeci¹¿one strefy Masywu Tavertsch na odcinku Sedrun zastosowano specjalny system zabezpieczenia wyrobiska. Do jego cech nale¿y
miêdzy innymi:
· Geometria wyrobiska w kszta³cie
ko³a;
· Dr¹¿enie w pe³nym wyrobisku;
· Doliczenie dodatkowych 70 cm
w celu zapewnienia tolerancji dla
kontrolowanych deformacji; daje to
powierzchniê do 135 m (zwykle:
68 m);
· Systematyczne zabezpieczanie
czo³a przodka przy pomocy kotew
poziomych;
· Pierwsze zabezpieczenie wyrobiska wy³¹cznie przy zastosowaniu
œrodków o du¿ej odpornoœci na deformacje (konstrukcja stalowa z dwoma pierœcieniami z po³¹czeniami
przesuwnymi, kotwy);
· Po ustaniu deformacji wylewanie zabezpieczeñ sztywnych (np. beton
wtryskiwany);
· Systematyczne stosowanie dodatkowych œrodków ochronnych w obszarze zaplecza (dodatkowe zbiorniki, dodatkowe konstrukcje stalowe);
· Stosowanie innych œrodków jak
iniekcje i d³ugi drena¿.
Przy tej wielkoœci tunelu nie stosowano jeszcze nigdzie podlegaj¹cych
deformacji zabezpieczeñ stalowych.
Pe³noskalowe próby prowadzone
w miejscu dr¹¿enia pos³u¿y³y do weryfikacji danych projektowych.
W celu zapewnienia wiêkszej mobilnoœci w ciasnym obszarze sp¹gowym firma ARGE TRANSCO-Sedrun
podwiesi³a elementy urz¹dzeñ wiertniczych w obszarze stropowym. Po
raz pierwszy do dr¹¿enia tunelów zastosowano znane z górnictwa maszy-
G³ówny magazyn
ARGE Transco
Sedrun
Linia Gotthard dzisiaj
Fotos: SBB (2)
Po wybuchu nastêpuje
pierwsze zabezpieczanie
pola betonem natryskowym
8
9
G³êboko w górotworze powstaje
ca³y system tuneli
ny do obudowy chodników. Cztery
wielozadaniowe maszyny tworz¹ drug¹ powierzchniê robocz¹ do instalacji ³uków stalowych, odcinania kotew
czo³a przodka oraz nak³adania betonu natryskowego u czo³a.
Specjalne maszyny, specjalny
serwis
Urobek
transportowany
jest kolejk¹ do
sztolni
Szwajcarskie przedsiêbiorstwo budowy maszyn Avesco AG, przedstawicielstwo Caterpillar- i Sandvik-Tamrock w Langenthal, otrzyma³o zlecenie na dostawê dziesiêciu kombajnów wiertniczych „Tamrock-Axera”,
siedmiu ³adowarek samobie¿nych
„Tamrock-Toro”-Fahrlader, czterech
koparek specjalistycznych „Caterpillar”, dwunastu m³otów hydraulicznych „Rammer” oraz stali wiertniczej
„Sandvik”. Oprócz tego firmie Avesco zlecono opiekê serwisow¹ nad
ca³oœci¹ sprzêtu do dr¹¿enia tunelu.
Skierowani do pracy technicy serwisowi Avesco pracuj¹ na trzy zmiany
dziennie przez siedem dni w tygodniu zapewniaj¹c obs³ugê serwisow¹ maszyn przez ca³¹ dobê. Pod ziemi¹ umieszczony zosta³ magazyn
czêœci zamiennych maszyn, magazyn
stali wiertniczej oraz kontener biuro-
wy wraz z w³asn¹ infrastruktur¹ komputerow¹.
Wiercenie z dodatkow¹ si³¹
sprê¿onego powietrza
W celu zapewnienia dr¹¿enia w zagro¿onych ciœnieniem górotworu
strefach Masywu Tavertsch grupa robocza obejmuj¹ca przedstawicieli Arge Transco Sedrun, Avesco Langenthal oraz Tamrock (Finlandia) opracowa³a specjalne urz¹dzenie wiertnicze. Wa¿¹cy ponad 60 ton kolos
„Tamrock Axera T12 Sedrun” obejmuje zasiêgiem swojego ramienia
wiertniczego ca³y przekrój tunelu
o œrednicy 13 metrów wykonuj¹c odwierty pod ³adunki wybuchowe, ko-
twy samodryluj¹ce oraz rurowe
o œrednicy do 140 mm.
Oprócz tego cztery maszyny specjalistyczne do instalacji kotew rurowych korzystaj¹ z metody wiercenia
otworowego tzw. Downhole Drilling:
napêdzana hydraulicznie korona
wiertnicza wyposa¿ona jest pneumatyczny m³ot wiertniczy. Dziêki takiemu rozwi¹zaniu przy przekrojach o tej
wielkoœci znacznie zwiêkszona zostaje wydajnoœæ ca³ego urz¹dzenia, nastêpuje odci¹¿enie napêdu hydraulicznego oraz ¿erdzi wiertniczej.
Zwiêkszona zostaje dok³adnoœæ przy
zmniejszeniu prêdkoœci obrotowej
(od 10 do 60 obrotów na minutê)
i uproszczeniu ulega wiercenie otwo-
Tu wytwarza siê sprê¿one powietrze
dla „Downhole Drilling“
Sprê¿one powietrza dla korony
wiertniczej
rów prostoliniowych. Oprócz tego
sprê¿one powietrze stosowane do
napêdu wiertaki udarowej do wiercenia otworowego jednoczeœnie wypycha zwierciny z odwiertu. W celu eliminacji tworzenia py³u do sprê¿onego powietrza mo¿na dodaæ wi¹¿¹c¹
py³ piankê. Stosunkowa nowa technologia wiercenia metod¹ Downhole
Drilling okaza³a siê szczególnie skuteczna w wykonywaniu odwiertów
o du¿ych œrednicach zarówno w bardzo twardej jak i w luŸnej skale.
Do obs³ugi urz¹dzeñ wiertniczych
pracuj¹cych w miejscu dr¹¿enia Sedrun zastosowano sprê¿arki œrubowe
firmy KAESER KOMPRESSOREN
umieszczone na wagonach kolejki
sztolniowej. Sprê¿one powietrze dociera zatem do miejsca jego wykorzystania bez koniecznoœci stosowania
d³ugich przewodów. Ka¿dy wagon
wyposa¿ony jest w dwa kompresory
œrubowe KAESER typu CSDX 162
oraz w jeden zbiornik na sprê¿one
powietrze o pojemnoœci 3000 litrów.
Kondensat gromadz¹cy siê podczas
sprê¿ania usuwany jest przy pomocy
Foto: SBB/AlpTransit Gotthard AG
Odcinek Sedrun — daty i fakty
· Dwie rury tunelowe o d³ugoœci
oko³o 6,5 km ka¿da z odstêpem
oko³o 50 m pomiêdzy nimi
· Przecznice awaryjne rozmieszone
co 320 m
· Stacja wielofunkcyjna z dwoma
przystankami awaryjnymi
· Ca³kowita d³ugoœæ tunelu 20 km
· Koszt: 1.25 miliarda CHF wraz z
podatkiem VAT (umowa o dzie³o)
· Personel: do 450 pracowników
· Okres trwania prac instalacyjnych:
od maja 2002 do paŸdziernika 2003
· Wykonanie szybu II: od maja 2003
do lutego 2004
· Pocz¹tek urabiania ska³ materia³em
wybuchowym: lipiec 2003 (kierunek
pó³nocny), paŸdziernik 2004
(kierunek po³udniowy)
· Planowany termin przebicia siê: lato
2008 (kierunek pó³nocny), jesieñ
2008 (kierunek po³udniowy)
· Zakoñczenie robót górniczych:
koniec 2008 roku
· Wykoñczenie: 2006 do 2009
· Oddanie prac: lato 2011
separatora cyklonowego a nastêpnie
w sposób przyjazny dla œrodowiska
odprowadzony za poœrednictwem
spustu kondensatu „Eco Drain”.
W takim œrodowisku pracy o du¿ym
obci¹¿eniu py³em i brudem sprawdzaj¹ siê szczególne cechy konstrukcji sprê¿arek œrubowych KAESER
KOMPRESSOREN. Z jednej strony,
bêd¹c urz¹dzeniami wolnoobrotowymi, wyposa¿onymi w du¿y zapas oleju ch³odz¹co-smaruj¹cego, znacznie
lepiej radz¹ sobie z du¿ym zapyleniem powietrza od jednostek szybkoobrotowych. Z drugiej strony napêd o prze³o¿eniu bezpoœrednim
1:1 nie wykazuje strat transmisyjnych
i nie wymaga ¿adnej konserwacji.
Dziêki swojej znanej jakoœci oraz niezawodnoœci kompresory idealnie
sprawdzaj¹ siê w wymagaj¹cych warunkach, wpisuj¹c siê w pasjonuj¹cy
rozdzia³ historii budownictwa tuneli.
Opracowa³: Klaus Dieter Bätz
Kontakt: [email protected]
10
11