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