SYSTEMY DESKOWAŃ FIRMY ULMA DO REALIZACJI TUNELI
oraz przykłady ich zastosowania
Budowa tuneli w Polsce w ostatnich latach zaczęła wchodzić na wcześniej niespotykany poziom. Ze względu na duży zakres inwestycji infrastrukturalnych, głównie w drogi szybkiego ruchu, rozpoczęto lub jest planowane przystąpienie do realizacji inwestycji także w wymagających inżyniersko warunkach terenowych. Niezbędne narzędzia i doświadczenie w tym zakresie ma ULMA Construccion Polska.
Polska ze względu na swoje ukształtowanie terenu nie ma aż takich trudności i potrzeb realizacji tuneli, jak chociażby kraje alpejskie, takie jak Austria czy Włochy, niemniej jednak górskie obszary Karpat i Sudetów stanowią naturalną przeszkodę dla południkowych relacji drogowych, jak drogi S3, S8, S1, S7 czy S19. W przypadku realizacji inwestycji tunelowej w obszarze górskim zazwyczaj mówimy o wykonywaniu jej za pomocą drążenia, rzadziej o zintegrowanej maszynie TBM czy metodzie podstropowej wznoszenia obiektów. Jeśli chodzi o wykonywanie tuneli w litej skale, to w zależności od głębokości położenia możemy je podzielić na tunele wykonywane metodą odkrywkową oraz metodą górniczą. Zarówno do jednego, jak i drugiego typu firma ULMA posiada systemy deskowań odpowiadające wymaganiom takich realizacji. Zasadniczo obie metody różnią się następującymi właściwościami, mającymi wpływ na projekt deskowania: obliczanie parcia mieszanki betonowej w czasie układania, sposobu jej dystrybucji oraz jej wibrowania po umieszczeniu w deskowaniu. Zazwyczaj też tunele odkrywkowe są krótsze od tuneli wykonywanych metodą górniczą, lecz nie jest to regułą.
Metoda odkrywkowa
Jednym z przykładów realizacji tunelu metodą odkrywkową jest tunel drogowy TS32 wykonywany w ramach budowy drogi ekspresowej S3 Legnica – Lubawka, Zadanie III Bolków – Kamienna Góra. Za realizację tego odcinka odpowiada firma PORR S.A. Tunel będzie miał dwie nawy, każda po 320 m długości. Na potrzeby realizacji tunel podzielono na 27 segmentów, z których większość będzie miała 12,5 m długości. Wykop pod obiekt rozpoczęto we wrześniu 2020 r., natomiast prace żelbetowe – w lipcu 2021 r.
Zadaniem firmy ULMA jako kompleksowego dostawcy rozwiązań było przygotowanie kompletnego projektu deskowań, a także dostarczenie sprzętu zarówno do wykonania fundamentów, jak i ścian oraz kaloty tunelu. Fundamenty tunelu zostały wykonane w systemie ściennym ORMA. Ściany podzielono do wysokości, na której kąt tarcia wewnętrznego mieszanki betonowej osiąga w przybliżeniu 30°. Do wykonania ścian tunelu zostały wykorzystane przestrzenne konstrukcje ramowe na bazie uniwersalnego systemu MK. Ramy tworzą spójną całość wraz z deskowaniem z rygli MK, dźwigarków drewnianych VM oraz wybitki dostosowanej do geometrii ścian. Ze względu na zakrzywioną powierzchnię ścian istniały dwie możliwości adaptacji deskowania do tej geometrii: poprzez dedykowany rygiel łukowy albo standardowe blaty deskowania z wybitką. Zdecydowano się na tańszą, ale bardziej pracochłonną opcję. Konstrukcja deskowania ścian została wyposażona w zespoły ślizgu oraz rolki, które umożliwiają sprawne rozdeskowanie ścian i przetoczenie deskowania na kolejny segment bez potrzeby użycia dźwigu. Z zewnątrz zamknięcie ścian stanowiły proste blaty deskowania dźwigarkowego spięte z deskowaniem wewnętrznym ściągami DW15. Fundamenty oraz ściany były wykonywane wyprzedzająco, a następnie przystąpiono do realizacji sklepienia tunelu. Projekt wózka TMK do kaloty tunelu wykonano w systemie MK z elementami TMK. Konstrukcję główną wózka stanowi rama z rygli MK oraz blach i węzłów TMK, a także elementów specjalnych TMK w rozstawie co 1,5 m. Konstrukcję można podzielić na kilka głównych części. Podparcie ram stanowi belka złożona z profili DUPN, zapewniająca przeniesienie obciążeń od betonowania na podłoże za pomocą szeregu siłowników i podnośników oraz mająca zamontowane kółka do przejazdu wózka. Konstrukcję wspierającą stanowią ramy V, na których są zamontowane kratownice główne z rygli MK180. Dopełnieniem konstrukcji wózka są panele deskowania złożone z rygli MK120, dźwigarków drewnianych VM oraz wybitki dostosowanej do geometrii tunelu. Całość wózka została poszyta sklejką o grubości 21 mm. Dodatkowo przewidziano pomosty do obsługi zastawki czołowej oraz zakotwienie do wcześniej wykonanych segmentów za pomocą ściągów DW15 w celu zabezpieczenia przed wypływaniem betonu, a także wykonania dokładnych połączeń pomiędzy segmentami. Sprawną obsługę wózka zapewnia także układ hydrauliczny. Cały układ jest zasilany pompą FPT i umożliwia hydrauliczne poziomowanie wózka oraz jego przesuw. Dzięki temu obsługa wózka jest prosta, szybka i nie wymaga angażowania ciężkiego sprzętu. Przesuw odbywa się po wcześniej przygotowanym torowisku wyposażonym w standardowe szyny systemu TMK. Geometrię wózka zaprojektowano tak, by jego przejazd odbywał się po fundamentach obiektu, co pozwoliło wykonawcy uniknąć dodatkowych kosztów związanych z wykonaniem fundamentów pod torowisko. Zgodnie z życzeniem klienta wszystkie blaty deskowania o skomplikowanej geometrii zostały zmontowane i dostarczone w całości na plac budowy. To dopełnienie oferty firmy ULMA, która wychodząc naprzeciw oczekiwaniom, pozwala ograniczyć zaangażowanie pracowników oraz daje gwarancję poprawnego montażu skomplikowanych urządzeń.
Montaż wózka odbywał się pod nadzorem wykwalifikowanego specjalisty ULMA, mającego szeroką wiedzę w zakresie systemów hydraulicznych oraz doświadczenie w montażu podobnych konstrukcji. Etapowanie prac należało dostosować tak, aby przebiegały one jak najbardziej sprawnie i bez potrzeby użycia zbyt wielu maszyn, co również stanowiło zaletę z punktu widzenia wykonawcy. Elementy główne konstrukcji wózka były uprzednio przygotowane na placu montażowym. Najpierw zamontowano belkę dolną DUPN z siłownikami oraz kółkami. Następnie montowano ramy V złożone w tandemy i odpowiednio zastabilizowano. Potem dołączono główną kratownicę, a do niej gotowe blaty deskowania za pomocą podpór pionujących E. Na końcu wózek uzupełniono o systemy BHP oraz zamontowano zastawkę czołową. Pracownicy na placu budowy przeszli instruktaż stanowiskowy w celu prawidłowej i bezpiecznej obsługi wózka.
Metoda górnicza
Z kolei przykładem realizacji inwestycji tunelowej wykonywanej metodą górniczą jest Obiekt nr 17 w ciągu drogi ekspresowej S7 Lubień – RabkaZdrój, Odcinek Naprawa – Skomielna Biała. Za jego wykonanie odpowiadała firma Webuild S.p.A. (poprzednio Astaldi S.p.A.). Przewidziano stworzenie dwóch komór, każda z nich będzie liczyć 2,06 km i obsługiwać ruch w jednym kierunku. Na potrzeby realizacji obudowy stałej tunelu firma ULMA zaproponowała indywidualny projekt wózka MK z elementami systemu TMK. Wózek o długości deskowania 6,5 m rozpoczął swoją pracę w marcu 2020 r. Wysoka uniwersalność systemu MK, na którym w głównej mierze bazowała konstrukcja wózka, pozwoliła bez problemu sprostać wymaganiom tego obiektu. Także w przypadku tej inwestycji ULMA dostarczyła kompletne systemy deskowań dla nisz alarmowych, zatok postojowych, budynku stacji technicznej ST1, a także wózki do realizacji płyty podjezdniowej.
Złożona geometria tunelu, szczególnie w obrębie gzymsu pod płytę stropową, wymagała idealnie dopasowanego rozwiązania. Inżynierowie ULMA zaprojektowali specjalną blachę gzymsu, dzięki której możliwe było przeniesienie obciążeń od betonowania oraz sprawne rozdeskowanie bez konieczności wykorzystywania systemów hydraulicznych. Wysoka jakość powierzchni betonu została zapewniona dzięki zastosowaniu gotowych blach poszycia.
Konstrukcję główną wózka tworzy rama z rygli MK, węzłów i blach TMK, a także elementów specjalnych TMK w rozstawie co 1,5 m. Jako podparcie ram wykorzystano belkę złożoną z profili DUPN, która pozwala na przeniesienie obciążeń od betonowania na podłoże za pomocą systemu siłowników, ma także zamontowane kółka umożliwiające przejazd wózka. Ramy V, na których zamontowano w dwóch rzędach kratownice główne, stanowią konstrukcję wspierającą. Do węzłów TMK zostały zawieszone konstrukcje skrzydeł, a powyżej ram V zastosowano specjalne, indywidualnie zaprojektowane konstrukcje do deskowania gzymsu obudowy stałej. Dopełnienie konstrukcji stanowi rygiel łukowy główny poszycia dopasowany do geometrii tunelu.
Wózek został w całości poszyty blachami o grubości 5 mm, których podparcie stanowiły stalowe belki Omega, przymocowane do rygli MK przy użyciu zamków Omega. W celu umożliwienia kontroli nad układaniem mieszanki betonowej przewidziano okna rewizyjne, a także kryzy do jej dystrybucji. Rury rewizyjne, znajdujące się w sklepieniu poszycia, pozwalają natomiast kontrolować, czy przekrój został całkowicie wypełniony. Wyposażenie wózka dopełniają wibratory pneumatyczne, tworzące spójny system mocowany do rygli MK.
Podczas projektowania konstrukcji wózka istotną kwestią była możliwość jego sprawnej obsługi. Zapewnił ją układ hydrauliczny zasilany pompą FPT, który pozwala na hydrauliczne odspajanie skrzydeł, a także poziomowanie i przesuw wózka. Dodatkowo w czasie betonowania skrzydła były kotwione przy użyciu ściągów DW26 do wcześniej wykonanych spągów. Sprawną obsługę deskowania oraz bezpieczną komunikację umożliwiły także pomosty z belek VM, system drabin F4 i obarierowanie systemu MBP.
Ponadto firma ULMA na potrzeby tej inwestycji zaoferowała kompleksowy montaż wózka, który zasługuje na szczególną uwagę, ponieważ nie odbywał się tradycyjną metodą stosowaną zazwyczaj przy tego typu realizacjach – miał on miejsce wewnątrz tunelu. Dojazd do stanowiska montażu umożliwiał przejazd ewakuacyjny o wymiarach mniejszych niż tunel główny, dlatego wyzwaniem logistycznym było dostosowanie etapowania montażu do możliwości transportu elementów. W związku z tym proces montażu został podzielony na kilka etapów, a główne elementy konstrukcji wózka przygotowano uprzednio na placu montażowym.
Dopełnieniem fachowego i kompleksowego podejścia do zadania było dostarczenie wózka zbrojarskiego. Wózek o gabarytach pozwalających na bezpieczną, wygodną pracę podczas montażu zbrojenia zaprojektowano na bazie systemu rusztowaniowego BRIO. Kilka poziomów podestów roboczych pozwalało na jednoczesną pracę wielu robotników na wózku o długości 12 m. Dzięki temu oraz zastosowaniu systemowej komunikacji wózek umożliwiał zbrojarzom efektywną pracę. Dodatkowo dzięki wykorzystaniu systemu przejezdnego opartego o rygle i kółka MK przy niewielkich nakładach robocizny można było przeciągnąć wózek na kolejny segment. Natomiast tor jezdny, który znajdował się na półkach spągu, umożliwiał swobodny przejazd pod wózkiem dużych maszyn budowlanych i niezakłócony transport. Podobnie jak w przypadku wózka TMK do obudowy stałej tutaj również firma ULMA zaproponowała dostawę wraz z montażem na miejscu. Dzięki zaprojektowaniu wózka z lekkich i systemowych elementów rusztowaniowych BRIO kompletny montaż został ukończony w zaledwie 3 dni.
Kompleksowa pomoc
Firma ULMA ma bogate doświadczenie w projektowaniu oraz realizacji inwestycji tunelowych na całym świecie, w różnych warunkach i okolicznościach. Niedawne realizacje pokazują, że także w polskich warunkach firma jest przygotowana do tego, by kompleksowo wspomagać wykonawców swoją wiedzą czy doświadczeniem, tak aby jak najbezpieczniej i w optymalny sposób zrealizować każdą inwestycję. Nasze indywidualne podejście do klienta sprawia, że wsłuchujemy się w jego prośby oraz sugestie, razem szukając najlepszych rozwiązań, budując dzięki temu zaufanie, które potwierdzają kolejne realizowane wspólnie zadania.
Zdjęcia archiwum ULMA Construccion Polska
