Iniekcja kompensacyjna – technologia zastosowana podczas drążenia tunelu w Łodzi

Wojciech Walczak, project manager z ramienia wykonawcy fundamentowania specjalistycznego, opowiada na czym polega technologia, jak przebiegały prace przy pierwszej fazie przejścia tarczy TBM Katarzyna pod budynkami mieszkalnymi i dlaczego Łodzianie mogą spać spokojnie.

Iniekcja kompensacyjna nie jest zbyt często stosowaną technologią w Polsce. Podziemne tunele projektowane są w taki sposób, aby przechodziły pod istniejącymi ulicami. Rzadko projektowane są pod zabudowaniami, ponieważ przejście TBM pod terenem ścisłej zabudowy miejskiej wymaga większego wsparcia ze strony geotechników, którzy muszą zadbać o to, żeby budynki pozostały nienaruszone.

Iniekcja kompensacyjna stosowana jest do stabilizacji i zmniejszenia osiadań konstrukcji, które znajdują się bezpośrednio nad realizowanym tunelem. Technologia polega na wstrzykiwaniu zaczynu cementowego – iniekcji – w podłoże w celu wypełnienia pustych przestrzeni i ubytków gruntu rodzimego. Aby móc realizować iniekcję w czasie rzeczywistym, należy się do niej odpowiednio przygotować.

Wykonawca trzyma rękę na pulsie całą dobę

Iniekcja kompensacyjna wykonywana jest metoda obserwacyjną. Oznacza to, że kompensacja  wykonywana jest w oparciu o przemieszczenia budynku zarejestrowane przez system ciągłego monitoringu geodezyjnego. Realizacja kompensacji jest wykonywana w czasie rzeczywistym. Kontrola nad przeprowadzoną iniekcją jest sprawowana w oparciu o specjalistyczne oprogramowanie GROUT IT^®, w którego skład wchodzą m. in. takie elementy jak:

– SPHINX – projektowanie i zarządzanie parametrami iniekcji wraz z analizą rezultatów,

– SPICE – komputerowa kontrola pomp oraz automatyczny zapis danych.

Oznacza to, że praca musi być wykonywana w systemie zmianowym. Odpowiedzialny za zmianę kierownik robót ma za zadanie obserwowanie parametrów i natychmiastowe reagowanie. Komputerowa kontrola pozwala na obserwację parametrów w czasie rzeczywistym, kontrole ciśnienia oraz przygotowanie raportów dziennych. Dzięki temu osoba koordynująca iniekcję, mając wgląd do danych pozwalających na kontrolę przemieszczeń, jeśli to konieczne, podejmuje decyzję o  rozpoczęciu iniekcji w danym obszarze wybierając konkretne żerdzie i manszety. To wszystko dzieje się w czasie fazy zwanej iniekcją aktywną wspierającą pracującą maszynę TBM. Zanim dojdzie do tej fazy prac musi zostać wykonanych szereg prac przygotowawczych.

Dobre przygotowanie i szczegółowe rozpoznanie to podstawa

Zważywszy na specyfikę prac, iniekcje wykonywane są z tymczasowego szachtu znajdującego się w możliwie bliskim sąsiedztwie budynków podlegających zabiegom wzmocnienia, z uwzględnieniem kolizji z istniejącymi instalacjami podziemnymi. W przypadku pierwszego zakresu wzmocnienia wykonano dwa szachty. Jeden w sąsiedztwie przystanku Polesie, drugi w podwórku między ulicami Mielczarskiego i Legionów. Oba szachy wykonane są na planie koła w technologii palisady wraz z oczepem. W ramach tego zadania Soletanche wykonała również wykop do projektowej rzędnej oraz płytę denną.

W przypadku szachtu nr 2 największym utrudnieniem były bardzo wąskie przejazdy bramowe i ciasne podwórko, w którym zlokalizowany jest obiekt. Na każdym etapie realizacji tej konstrukcji wymagało to dostosowania wykorzystywanego sprzętu do dostępnego miejsca (palownica, koparki, dźwigi itp.). Jedną z bardziej skomplikowanych operacji była mobilizacja i demobilizacja wiertnicy wykonującej otwory pod kamienicami z dna wykonanego szachtu, której ciężar wymagał zastosowania dźwigu o odpowiedniej nośności, a jednocześnie niewielkim gabarycie aby móc wykonać zadanie – wspomina Wojciech Walczak, project manager, Soletanche Polska.

 

Kolejnym etapem przygotowawczym jest wiercenie otworów i montaż żerdzi iniekcyjnych z manszetami TAM. Wiercenia wykonane są przez wiertnicę hydrauliczną zamontowaną na gąsienicach. Odwierty wykonywane są w rurach osłonowych przy wykorzystaniu płuczki bentonitowej. Następnie w wykonanych odwiertach cementowane są żerdzie,  których zadaniem jest umożliwienie wtłaczania iniektu w wyznaczonym obszarze. Lokalizacja oraz nachylenie otworów jest bardzo istotne i musi być każdorazowo zweryfikowane po ich wykonaniu.

Wykonanie szachtów realizowano w okresie:

• Szacht nr 1 – od 1 grudnia 2022 do 7 stycznia 2023 r.
• Szacht nr 2 – od 16 maja 2023 do 28 czerwca 2023 r.

Wykonanie odwiertów pod kamienicami:

• Szacht nr 1 – od 22 czerwca do 12 lipca 2023 r.
• Szacht nr 2 – od 19 lipca do 2 sierpnia 2023 r.

Próba generalna

Kiedy system szachtów i żerdzi mamy gotowy przechodzimy do fazy testów systemów. To tzw. iniekcja wstępna. W tej fazie należy odpowiednio przygotować system żerdzi i sprawdzić reakcje gruntu na iniekcje kompensacyjne, co pozwala na minimalizowanie czasu reakcji podczas aktywnych iniekcji kompensacyjnych w trakcie przejścia tarczy TBM. Iniekt wprowadza się w małych ilościach przez poszczególne żerdzie na całym obszarze wzmocnienia, aż do momentu zarejestrowania uniesienia się zabezpieczanego budynku.

Faza iniekcji kompensacyjnej wstępnej trwała w szachcie nr 1 od 27 lipca do 8 sierpnia 2023 r., a w szachcie nr 2 od 10 sierpnia do 15 sierpnia 2023.

Iniekcja kompensacyjna aktywna podczas pracy tarczy Katarzyna

Jest to ostatnia faza, podczas której praca polega na obserwacji przejścia maszyny drążącej tunel i  przemieszczeń okolicznych zabudowań. W razie wystąpienia osiadań następuje iniekcja zaczynu w celu ustabilizowania gruntu.

W trakcie fazy aktywnej iniekcji kompensacyjnej prace realizowano przez 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, na dwie zmiany robocze – dzienną, koordynowaną przez Michała Kurzeję, kierownika robót oraz nocną koordynowaną przez Jakuba Rozwadowskiego, inżyniera budowy. Całość prac była nadzorowana przez Wojciecha Walczaka, kierownika projektu.

Schemat codziennej organizacji prac był powtarzalny. Zaczynał się od pobierania danych z pompy PRIF. Następnie analizowano odczyty oprzyrządowania z poprzedniego dnia i przygotowywano raporty dzienne (zestawienie objętości i ciśnień iniekcji). Ostatnim, najważniejszym etapem była analiza przemieszczeń budynków na podstawie której następował wybór żerdzi do iniekcji i przygotowanie programu iniekcji.

Fazę iniekcji kompensacyjnej aktywnej przeprowadzono na dwóch szachtach jednocześnie (od 1 do 18 września 2023 r.).

Tunneling to przyszłość metropolii

Po zakończeniu tej fazy prac mogę z pełnym przekonaniem stwierdzić, że kolejne zakresy robót wspomagające przejście tarczy TBM nie powinny wzbudzać tylu emocji co ten pierwszy odcinek. Iniekcja kompensacyjna to technologia, która jest z powodzeniem wykorzystywana przez grupę Soletanche Bachy na świecie. W Polsce wykonywaliśmy ją po raz pierwszy, ale z pewnością nie ostatni. Myślę, że jest to technologia przyszłości i cieszę się, że mogłem przekonać się o jej skuteczności osobiści – podsumowuje Wojciech Walczak.

Materiał promocyjny firmy Soletanche Polska

Polecamy:

>>> Podziemna ulica Hasa w Łodzi już przejezdna. Ściany szczelinowe wykonała firma Soletanche

>>> Przebudowa stacji Warszawa Zachodnia

>>> Jak to zbudowano? Fabryka Norblina

>>> Przyspieszenie prac fundamentowych na budowie stacji Warszawa Zachodnia