Тунели нови проекти и технологии

Високоскоростните железници, магистралите и новите пътни връзки, които са в период на изграждане в цяла Европа, изискват съвременна техника и оборудване за гарантиране на бързина, качесто и максимална ефективност. В настоящия материал се спираме на особеностите при изпълнението на някои от най-интересните проекти на стария континент.

В последните години фокусът върху най-значимите проекти на тунели в Европа се измества от Алпите, особено след приключването през изминалата година на работата по 57-километровия Готард за високоскоростна железница. Вниманието вече е насочено към Великобритания, и по-конкретно върху Лондон, където започна изграждането на огромния тунел Crossrail с инвестиция над 16 млрд. евро.

С дължина от 118km и ориентация изток/запад, част от железопътна връзка е и сложен 21-километров централен участък, разположен непосредствено под един от най-натоварените градове в света.

Трасето на Crossrail е проектирано така, че да свързва съществуващите железопътни комуникации от мрежата от Maidenhead и Хийтроу на запад, и Shenfield и Abbey Wood на изток с новите метростанции в Падингтън, Bond Street, Тотнъм Court Road, Farringdon, Liverpool Street и Уайтчапъл.

Двойните тунели с обща дължина 21km са общо 5 на брой с дължина от 0.9 до 8.3km. Всичко това се добавя към още 42km тунели, разположени под оживените улици на Лондон.

Тунелите ще си проправят път между съществуващите подземни линии, канализация, инсталационни и сервизни коридори и фундаменти на сгради от една станция до друга, достигайки дълбочина до 40m. Договорите за проектиране на отговорното съоръжение са на стойност € 183 млн. само в рамките на изминалите две години, като с проекта са ангажирани големи консултантски фирми като Arup, Mott MacDonald, и Prescott Wilson. Проектантската работа крие много подводни камъни или по-точно подземни комуникации.

Изпълнителите на проекта са международни екипи от водещи в Европа инфраструктурни компании. Dragados Испания си партнира с ирландския изпълнител John Sisk за работата по тунелите, който ще се прокопават на изток. A екип от специалисти от холандската фирма Bam Nuttall, испанската Ferrovial и английската Kier (BFK) е избран за работата по тунелите и станцииите в западната част.

Австрийският тунелен специалист Alpine BeMo Tunnelling, английските компании Balfour Beatty Civil Engineering и Morgan Sindall, както и френската Vinci Construction Grands Projects, са избрани за останалите участъци от тунела. И накрая, 218 милиона евро са отделени за изграждането на пресичането на река Темза, за което инвеститорите гласуват доверие на германската компания Hochtief Construction и английската J Murphy & Sons.

Една от най-печелившите компании от проекта на тунела Crossrail, обаче, несъмнено е немският ТБМ производител Herrenknecht, който бе предпочетен от всички основни изпълнители, така че общо шест къртици ще бъдат предоставени от компанията. Машините с диаметър 6 метра трябва да могат да се справят с разнообразните почвени условия в Лондон, включващи участъци с преобладаваща глина, чакъл или пясък.

През септември миналата година бе обявено, че фабриката на Herrenknecht в Schwanau ще произведе още две къртици с по-специфична конфигурация, предназначени специално за участъка от 2.6km под Темза, който преминава през богати на варовик почви.

Според плановете, през второто тримесечие на 2012 г., първите две пробивни тунелни съоръжения (TBMs) ще започнат работа от Royal Oak по посока на запад от станцията Farringdon.

Тя ще бъде последвана по-късно през годината от стартирането на още две „къртици” в Docklands, за пропокаване под централната част на Лондон в посока на изток от Farringdon.

Очаква се екипи на специализирани строителни работници да работи 24 часа в денонощието, за да се завършат тунелите според организационните планове.

Проекти в Алпите
Независимо от интензивността на работата и предизвикателствата, свързани с проекта в Обединеното кралство, Алпите все още има с какво да привлекат вниманието, що се отнася до тунелно строителство.

Строителството на железопътните линии за двойния тунел Gotthard вече започна, а малко по на юг още една тунелна връзка от швейцарския високоскоростен маршрут Alptransit се развива според плановете. С дължина 15.4km, тунелът Ceneri също е двоен, минаващ под планински масив с височина от 1100m, в близост до Локарно, Швейцария.

Tунелът Ceneri ще осъществява високоскоростна железопъна връзка между Camorino, близо до Белинцона до Vezia, в близост до Лугано. Централното разстояние между двата отделни тунела е около 40m. На всеки 325m на железопътните линии са свързани чрез кръстосани стрелки. Работата по самия тунел се извъшва в голяма степен от междинната точка на достъп Sigirino. Използваното оборудване е предимно Sandvik и вече са завършени 37% от планираните работи по прокопаването на тунела. Завършването на проекта се очаква през 2016 година, като засега има леко изоставане от графика, което се очаква да бъде наваксано в следващия етап от работата за спазване на крайния срок.

Изпълнението на още един ключов проект за трансалпийска връзка също вече е потвърдено. Австрийското и италианското правителство вече приключиха преговорите и взеха решение за изпълнението на тунела напълно ангажирани с изграждането на тунела Brenner Pass.

Подобно на Gotthard, това е тунел на много голяма дълбочина с малък наклон, разположен на 1.800m под планините. След завършването му в него ще се движат тежки, бързи товарни влакове, както и супербързи, до 250km/h пътнически влакове.

Новият туенел ще е с дължина 55km и конструкция, подобна на тази на Gotthard. След завършването си, тунелът ще се свърже със съществуващ байпас тунел за австрийския град Инсбрук, като така влаковете, пътуващи по този маршрут до Берлин от Италия, ще останат под земята в продължение на 62.7km, което ще означава, че може да се претендира за нов световен рекорд през 2025 г.

За разлика от Gotthard, Brenner Pass ще има трети централен сервизен тунел, който ще бъде с диаметър 6 метра. Строителните работи започнаха едновременно в двата края на този тунел, тъй като той служи и за първоначалните пробни пробивания за проучване на скалните условия.

Първоначлно е прокопан участък от 10.5km от италианския край, който е завършен през 2010 година, по силата на договор за 80 милиона евро с австро-германско-италиански консорциум от седем фирми, начело с Pizzarotti и Condotte. Италианската фирма Seli доставя 130-метров влак за поддръжка за движение след реновирана машина Aker Wirth с диаметър 6.3 метра.

От Инсбрук е изпълнен 3.5-километров участък, като нито един от очакваните проблеми, срещани в кварцови скали, не се е проявил до момента. Това дава основания да се очаква, че в по-нататъшните етапи от изпълнението ще бъде възможно да се изполват копаещи машини, за сметка на прилаганите към този момент по-бавни методи.

Brenner е част от ключов маршрут за Транс-Европейската транспортна мрежа (TEN-T) започващ от Палермо в Сицилия, Италия, през Берлин, Германия, и достигащ до Скандинавските страни.

Затова няколко нови тунела се изпълняват в долината на река Инн, северно от Инсбрук, за изграждане на подземен подход за високоскоростни железници към главния базов тунел.

Един от последните тунели, 8.48-километрвият Vomp Terfens, беше завършен през февруари 2011г., от австрийските изпълнители Strabag, Züblin и Hochtief. За радост на изпълнителите, работата напредва с нормални темпове, благодарение на слабите и изветрели скали, през които преминава трасето. За съвсем малък участък са срещат здрави, твърди скали, за които се налага използването на NATM (нов австрийски тунелен метод).

За същия маршрут, немските федерални железници в момента са се заели с изграждането на повече от 20 тунела по нов 85 километров участък от високоскоростната линия между Нюрнберг и Ерфурт.

Макар и предимно малки, те включват четири значими проекти в южната част. Това са 3.8-километровият тунел Eiberge и Reitersberg (2.7km) и двата двойни, изграждани с прокопаване и взривяване, както и двата по-дълги - 8.3km Blessberg и 7.4km Silberberg.

Wayss & Freytag, Bilfinger Berger, Max Bögl и Bickhardt Bau са доста напреднали с работата по прокопаването, която е почти завършена в Silberberg и напълно готова в Blessberg, където вече са изградени и 60% от вътрешните инсталации.

Има още три тунела в процес на изграждане от Ерфурт, два от които - Finne (7km) и Bibra (6km) - са почти непрекъснати, като само една малка долина ги разделя.

Изпълнител на тунела Finne е Wayss & Freytag, съвместно с Max Bögl и Porr Tunnelbau. Откриването на новия тунел е предвидено за 2016 година.

Високоскоростен железопътен тунел в Австрия
Междувременно, започна изграждането на още един основен високоскоростен железопътен тунел в Австрия – 32.5-километровият Koralm, която е част от 130km трасе на австрийските железници ÖBB между Грац и Клагенфурт, което от своя страна е част от оста на Балтийско-Адриатическо море от транспортната мрежа на обединена Европа.

Германската компания Aker Wirth спечели договора за изпълнение през май 2011 заедно със Strabag за две 9.93-метрови в диаметър машини с телескопични работни приспособления, предназначени за копаене в скалисти терени. Те ще започнат работа през октомври по основната част на тунела, която попада в Лот 2, най-големият договор по схемата за 571 милиона евро. Швейцарската компания Rowa Tunnelling Logistics осигурява сервизния влак за проект.

Товарните линии също са от особено голямо значение в Европа. Фрeнската компания Vinci Grand Projects, съвместно с Wayss & Freytag и белгийските фирми, MGB / CFE и CEI-de-Meyer, наскоро приключиха с изграждането на нов жп тунел под доковете на Антверпен в Белгия.

Двойният шесткилометров тунел за железопътни товарни превози ще обслужва огромно контейнерно пристанище. Твата тунела трябва да преминат непосредствено под река Шелда и широк корабен канал почти без покритие. Огромна бетонна плоча е излята в изгребаното пространство на дъното на канала, за да служи като „покрив“, който да стабилизира железопътното трасе, предвидено за високо натоварване.

На двете 7.5-метрови Mixshield TБM от Herrenknecht се налага да се справят с високото налягане на водата в меките пясъци и глини достигащо до 4 атмосфери. Трасетата са завършени през май и юли със средна скорост на изпълнение от 15 метра/ден и машините са демонтирани през август.

По това време четири от 13-те учатъка на пресичане са били направени, а други четири са били в етап на строителство. Всички свързващи проходи и осем допълнителни връзки, за да се избегнат шахтите, се изграждат чрез замразяване на земната основа между вече приключените основни трасета на тунела. Първоначално почвата е замразявана в рамките на участък обхващащ 5 връзки, използвайки студен солен разтвор, изпомпван през мрежа от тръби, за да се втвърди и да стабилизира на почвата преди да започнат изкопните работи.

Южна Европа
Един от най-интересните проекти в Италия е тунелът Sparvo по трасето ан магистралта A1 Autostrada, която е в процес на обновяване в планинския район между Болоня и Флоренция.

Лот 6-7 от проекта за нов алтернативен маршрут включва изграждането на тунела Sparvo, профила на който поставя нов рекорд в машинното прокарване на тунели, що се отнася до диметъра на копаещата машина. Тунелът се състои от две успоредни трасета с дължина от 2.5km всяко с предвидени три ленти за движение във всяка посока. Поради размера и геоложки условия изграждането на тунела се счита за най-взискателната част от целия проект. Италианският изпълнител решава да използва технология за механизирано прокарване на тунели с цел подобряване на безопасността на работа и ускоряване на изпълнението.

Компанията Toto Costruzioni Generali SpA поръчва на немския производител Herrenknecht машина за работа в слаби почви с частично наличие на природен газ.

За да се изпълнят двете успоредни трасета с дължина 2.5km на тунела Sparvo, Herrenknecht разработва и изгражда EPB щит с външен диаметър 15.55 метра, тегло от 4300 тона, и мощност на режещата глава 12 000 kW при обща дължина 120m. С тези впечатляващи параметри машината от завода в Schwanau е призната за най-голяма копаеща машина в света.

Машината започва работа в тунела близо до Флоренция още през първата половина на 2011 г. След завършване на проекта значително ще се намали времето за пътуване между Болоня и Флоренция, като капацитетът на магистралата ще нарасне до 90 000 превозни средства на ден след отварянето на новия маршрут, което е планирано за края на 2013 г.

В Рим, от друга страна, три от шест Herrenknecht EPB машини продължават работата по трасетата на разширяване на метрото. Три други приключиха работата през 2010 година.

Също в Италия е в ход работата по магистралата A3 Autostrada от Салерно до Реджо Калабрия и Косенца – трасето е с дължина 11km дълго, с планирани инвестиции на стойност 226 млн. евро.

По него има общо 5.9km големи, 14.9m в диаметър тунели, изпълнявани по метода прокопаване и взривяване през твърди магмени скали. Съвместно предприятие на Uniter и Cometal извършва работата по реализацията на проекта, използвайки две машини Sandvik DT1130.

В Испания продължава работата по разширяване на мрежата високоскоростни железници, която е една от най-добре развитите в Европа.

В Барселона през месец юли на изминалата година приключи работата по прокопаването на подземната връзка през центъра на града, в която ще се поместят двойните линии на новия железопътен участък, поемащ трафика от централната гара в посока североизток от града. Това подземно съоръжение ще осъществи вързката между 130 километровите линии до френската граница и високоскоростната линия Мадрид-Барселона.

С дължина 5.6km тунелът, свързващ станцията Sants със строящата се в момента Sagrera, е едно от най-внимателно наблюдаваните и контролирани транспортни съоръжения в света, защото трасето преминава под известната катедрала „Саграда Фамилия“, както и под още една туристическа забележителност, проектирана от именития каталунски архитект Антони Гауди. Дълбоки шпунтови стени са изградени около Саграда Фамилия, за да я предпазят от влиянието на строителните работи. Тунелът е с диаметър 11.52m и за реализирането му е използвана машина Herrenknecht EPB, която се движи по трасето, минаващо под някои от основните пътни артерии на Барселона. По същия начин, за да се осигури точното преминаване на машината, според проектния замисъл при минимални смущения на урбанизираното ежедневие, в участъците между улица Vizcaya станцията Sagrera (410m) и между станцията Sants и улица Entenza (395m), тунелопробивната машина е преминала в ограничена от шпунтови стени зона.

Изкопните работи по още един проект за връзка на високоскоростна железопътна линия приключиха неотдавна, този път в Мадрид. Отново с помощта на машина Herrenknecht е изграден 7.3km тунел Atocha-Chamartín, който осъществява връзка между шест различни линии и столицата, което позволява транзитно преминаване на влакове и ускорява предвижването.

Други интересни проекти
Значителни по обем работи се извършват и в Турция, където големите проекти включват планирания със срок за изпълнение от три години Akeli-HITIT Aslancık хидро-електрически завод, по изграждането на който са ангажирани три машини Sandvik DD320-40 и една DX700 от септември 2010 година. Те работят по 13.7km основен тунел с 6.5m диаметър, както и 1.7km тунел-подход. Стойността на проекта е € 138 милиона.

Съвместното предприятие Ак-Ели и HITIT е основен изпълнител, като в процеса на работа на компанията се налага да се изправи с неочаквани подпочвени води и глина, в иначе описаната в геоложките доклади като стабилна основа от мраморни, гранитни и базалтови скали. Клиентът е Anadolu Holding, Doğuş Холдинг и Doğan Holding.

Три машини Robbins също са включени в работата по проект в Турция. С диаметър 10m и двоен щит къртиците прокарват 11.6km тунел през здрави магмени скали с наличие на варовик и мрамор, като част от водноелектрическата схема на провинция Corum. Машините се сглобяват на място, използвайки технологията OFTA.

На водноелектрически проект Dogancay, машина Robbins 4.2m с двоен щит се сглобява по същия начин, за да се включи в работата по изграждането на 7km водещ тунел от 62MW схема. Друга 4.2m къртица ще работи по 14.8km водещ улей на станцията 81.3MW Yamanli 2 на брега на река Goksu.

В Турция също продължава работата по железопътния прелез Босфора-Мармарей, където 1.8km участък от европейска страна между Yedikule и Yenikapi са завършени с помощта на Caterpillar Tunnelling ТБМ 7.9m в диаметър. На машината се налага да работи с тиня, твърда песъчлива глина, лещи от варовик и няколко слоя едър пясък.

В далечния север шведската дивизия скандинавски изпълнител NCC поема изпълнението на един голям проект от подземната градска железница Стокхолм Citybanan. Този проект е считан за един от най-сложните за реализация от компанията за последните години.

С до 40m дълбочина под съществуващата централна гара в Стокхолм, тунелът трябва да се прокопае в трудни почви заедно с мрежа от тунели за достъп на пътуващите, ескалатори и асансьори, които се сумират на общо над 500 000m3 изкопни работи. Тунели на гарата са до 25 метра широки с височина до 9m, включват двойни тунели за железопътните линии с 12m ширина и 7m височина.

Типичните твърди скали на Швеция – висококачествен кристален гранит и гнайс, се изкопават с помощта на специализирани машини на Atlas Copco. Клиентът е Trafikverket, а проектантът – WSP. Стойността на проекта е € 176 милиарда, и Citybanan очаква той да бъде завършен до 2017 г.