Una pronunciada curva de aprendizaje para adecuar la geología a un sistema correcto de condiciones del suelo
Contratista
Balfour Beatty Tunnelling
Procesos
TBM TechnologyUbicación
United Kingdom
El Proyecto:
Los aguaceros prolongados han desbordado la red de alcantarillado de Manchester, lo que ha provocado la entrada de aguas residuales diluidas en arroyos y riachuelos locales.
Las aguas fecales podrían desembocar en el Manchester Ship Canal. United Utilities invirtió 150 millones de libras en obras de mejora del alcantarillado en todo el Gran Manchester a lo largo de cinco años, incluido el proyecto del túnel ManTrunk.
Normet UK proporcionó su primera solución de acondicionamiento del suelo en este proyecto y suministró los aditivos de lechada de relleno para una solución de lechada eficaz detrás de los segmentos.
El tipo de tuneladora del proyecto es una Lovat renovada, el diámetro de corte de la EPB es de 4,25 metros y la longitud del túnel es de 625 metros. El tipo de suelo es arcilla impermeable rígida, con un alto potencial de colmatación. Hay tres pozos: de lanzamiento, intermedio y de recepción.
El desafío
El sistema de acondicionamiento del suelo y la geología de la zona no eran compatibles entre sí, lo que supuso una empinada curva de aprendizaje para el equipo de obra de Murphy y Normet. Se requería el modo EPB en toda la longitud del túnel para garantizar la protección de las estructuras críticas de la superficie. La tuneladora se diseñó originalmente para explotar arenas en movimiento y, por lo general, no requería una inyección de agua independiente en el frente.
Las velocidades de avance iniciales oscilaban entre 7 y 15 mm/min, y tanto el par de torsión de la máquina como la temperatura de la escombrera eran extremadamente elevados. Resultaba difícil alcanzar y mantener el equilibrio necesario de la presión del terreno, y se habían producido varios reventones de los tornillos. Una investigación de Normet descubrió que la unidad de acondicionamiento del suelo no era capaz de suministrar suficiente líquido al frente para cumplir los parámetros de acondicionamiento del suelo recomendados para la geología dada, basándose en pruebas preliminares de laboratorio.
El acondicionamiento del suelo es una parte integral del proceso EPB, con tasas de avance que dependen en gran medida de la adecuación del sistema de acondicionamiento del suelo. Un obstáculo tan importante como éste requirió una gran cantidad de apoyo in situ por parte de Normet para aumentar las construcciones de anillos por turno, de 2-4 a las 8 o más requeridas.
Hechos rápidos
- TBM productivity improved with process and product insight by Normet UK
- Advancement rates up from 7-15 mm/min to 30-45 mm/min
- Ring builds per shift increased from 2-4 to 8 or more
- Site support and extensive trials to tackle sub-contractors’ major setback
La Solución
El objetivo de Normet UK era mejorar y mantener unos índices de avance constantes, los principales impulsores de la productividad global de las tuneladoras. El proceso de optimización del consumo en función del rendimiento y los factores económicos también constituía un objetivo importante.
El servicio y la experiencia aportados por el equipo de TBM de Normet, combinados con el uso optimizado de los productos Normet, demostraron su eficacia. En colaboración con el contratista, el equipo mejoró las velocidades de avance de 7-15 mm/min a 30-45 mm/min. También se logró y mantuvo el equilibrio de presión de tierra requerido de hasta 2 bar.
A partir del estudio teórico y de las observaciones in situ, se manipuló el sistema de acondicionamiento del terreno para inyectar la máxima cantidad de agua adicional en el frente. Se realizaron otras modificaciones en los parámetros de la espuma para aumentar la cantidad de solución de espuma en el frente y reducir el volumen de aire comprimido libre dentro de la cámara de trabajo.
Las reducciones graduales y lentas de las revoluciones del cabezal de corte redujeron la temperatura del escombro, lo que mejoró significativamente la eficacia del acondicionamiento del suelo. El resultado fue una escombrera plástica que mejoró notablemente el rendimiento de la tuneladora.
Resultado del proyecto
Con el apoyo del equipo de la tuneladora Normet, Murphy alcanzó el objetivo de construir 8 anillos al día y trabajó con seguridad y eficacia hasta la rotura de la tuneladora.
Murphy quedó muy satisfecha con el diseño de la lechada de relleno. La ingeniería de proyecto de Normet proporcionó la especificación de la lechada de relleno basándose en los parámetros y conocimientos del proyecto. Además, Normet analizó la lechada in situ y ofreció auditorías periódicas para garantizar el cumplimiento de las especificaciones acordadas.
