United Utilities - El proyecto ManTrunk, Reino Unido

CONTRATISTA: BALFOUR BEATTY TUNNELLING

SUBCONTRATISTA: MURPHY AND SONS TUNNELLING

Problema del cliente

Los aguaceros persistentes han colmado la red de alcantarillado de Manchester y, en consecuencia, el agua contiene aguas residuales diluidas que ingresan a los arroyos y a las corrientes de agua locales. El agua estancada podía finalmente fluir hacia el canal de navegación de Manchester. En los últimos 5 años, United Utilities invirtió £150m en obras de mejoramiento de alcantarillado en toda el área metropolitana de Manchester y el túnel ManTrunk formaba parte de este proyecto. Normet RU proporcionó su primera solución para mejoramiento de suelos a este proyecto y también suministró los aditivos de lechada de relleno para una eficaz solución de enlechado detrás de los segmentos. Los parámetros del proyecto son los siguientes: tipo de TBM : EPB Lovat reacondicionada Diámetro de corte: 4.25 m Longitud del túnel: 625 m Tipo de suelo: arcilla impermeable dura, con potencial de obstrucción alto Pozos de acceso: 1 lanzamiento, 1 intermedio, 1 recepción Productos químicos para construcción utilizados para TBM de Normet: • TamSoil 280AC (espuma antiarcilla) • TamCem 8BFG (retardador/plastificante) • TamShot 10SS (acelerador líquido)

El trabajo y el desafío

El sistema de mejoramiento de suelos y la geología presente no eran compatibles y crearon una curva de aprendizaje de muy pronunciada para el equipo de Murphy y de Normet que se encontraban en el lugar. Fue necesario usar el modo EPB a lo largo del túnel para garantizar la proteccion de las estructuras de superficie críticas. Originalmente, la TBM estaba diseñada para excavar a través de arenas movedizas, lo que en general no requiere inyección separada de agua al frente

Las tasas de avance inicial iban de aproximadamente 7 a 15 mm/min. y la torsión de la máquina y la temperatura de los escombros eran extremadamente altas. El equilibrio de presión del suelo también era difícil de lograr y mantener y se habían producido varios estallidos de tornillos. Después de la investigación de Normet, se descubrió que la unidad de mejoramiento del suelo no podía proporcionar una cantidad suficiente de líquido al frente para cumplir con los parámetros recomendados de mejoramiento de suelo para la geografía presente en función de los ensayos preliminares de laboratorio.

El mejoramiento del suelo es una parte integral del proceso de EPB y las velocidades de avance dependen mucho de la adecuación del sistema de mejoramiento del suelo. Un obstáculo tan importante requería de una gran cantidad de soporte en el lugar por parte de Normet a fin de aumentar la construcción de anillos por turno de 2 a 4 hasta alcanzar los 8 o más que se necesitaban.

La solución

El objetivo principal de Normet RU era mejorar y mantener tasas de avance uniformes, que es uno de los principales factores de productividad general de la TBM. Luego, venía el proceso de optimización de consumo por motivos de desempeño y economía.

La solución no fue solamente el uso adecuado de los productos de Normet sino también el servicio y la experiencia que proporcionó el equipo de TBM de Normet. Junto con Murphy, el equipo mejoró las tasas de avance, dee 7 y 15 mm/min. a 30 y 45 mm/min. Además, se logró y mantuvo el equilibrio de presión de suelo necesario de hasta 2 bar. A partir del estudio documental y las observaciones en el lugar, se manipuló el sistema de acondicionamiento del suelo de modo de inyectar la cantidad máxima de agua adicional al frente. También se realizaron ajustes adicionales a los parámetros de la espuma para aumentar la cantidad de solución espumosa al frente, así como para reducir el volumen de aire comprimido libre dentro de la cámara de trabajo. Por último, las lentas reducciones graduales a las r.p.m. del cabezal cortador disminuyeron la temperatura de los escombros, lo que mejoró de forma significativa la eficacia del acondicionamiento del suelo. El resultado fue un escombro plástico que mejoró enormemente el rendimiento de la TBM.

Murphy estaba sumamente satisfecho con el diseño de lechada de relleno; el departamento de ingeniería de proyecto de Normet proporcionó la especificación de la lechada de relleno en función de los parámetros del proyecto y la experiencia personal. Además, Normet analizó la lechada en el lugar y realizó auditorías periódicas para garantizar que se cumpliera con la especificación acordada.

Resultado del proyecto

Junto con el la ayuda del equipo de TBM de Normet, Murphy alcanzó el objetivo de construir 8 anillos por día y funcionó de forma segura y eficiente hasta la calada de la TBM.

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