Varige konstruksjoner

Transkript

1 Varige konstruksjoner Fremtidens tunneler Konturkvalitet Sjefingeniør Arild Neby Statens vegvesen, Vegdirektoratet

2 Innhold Basis: Parameterne bak konturkvalitet Status: Dagens praksis og kontraktskrav Status: Konturkrav i nylig revidert prosesskode Status: Fellesprosjektet E6 - Dovrebanen Framtid: Nye kontraktskrav og ny veiledning

3 Konturkvalitet Kvalitet av tunnelkontur beskrives av følgende parametere: Teoretisk sprengningsprofil Salveplan Overberg Overflateruhet Skadesone Ref.: T. Kirkeby

4 Normalprofil Teoretisk sprengningsprofil

5 Konturkvalitet Kvalitet av tunnelkontur beskrives av følgende parametere: Teoretisk sprengningsprofil Salveplan Overberg Overflateruhet Skadesone Ref.: T. Kirkeby

6 Salveplan

7 Konturkvalitet Kvalitet av tunnelkontur beskrives av følgende parametere: Teoretisk sprengningsprofil Salveplan Overberg Overflateruhet Skadesone Ref.: T. Kirkeby

8 Overberg

9 Overberg

10 Konturkvalitet Kvalitet av tunnelkontur beskrives av følgende parametere: Teoretisk sprengningsprofil Salveplan Overberg Overflateruhet Skadesone Ref.: T. Kirkeby

11 Overflateruhet

12 Konturkvalitet Kvalitet av tunnelkontur beskrives av følgende parametere: Teoretisk sprengningsprofil Salveplan Overberg Overflateruhet Skadesone Ref.: T. Kirkeby

13 Skadesone

14 Sprengstoffers skadesone Emulsjon (slurry) 32 mm

15 Sprengningsinduserte sprekker i gjenstående berg Forsinkertiden mellom hull Hensikten med å se på forsinkertiden mellom hull, er å få hullene til å samvirke slik at skadesonen blir mindre enn om hullene hadde blitt skutt enkeltvis Tennere med pyroteknisk forsinker gir ingen samvirkende effekt Elektroniske tennere ble programmert med spredning i forsinkertider for å gi samme nøyaktighet og presisjon som pyrotekniske tennere Resultatet ble at ingen av hullene samvirket slik at sprekkelengden ble kortere, men lik sprekklengden fra enkelthullssprengning (0,3 m) (Kilde: I. Hauknes)

16 Sprengningsinduserte sprekker i gjenstående berg Ikke momentan initiering Sprekk fra nabohull passerer før dette detonerer og man får ingen effekt av samvirkningen mellom hull (Kilde: I. Hauknes)

17 Sprengningsinduserte sprekker i gjenstående berg Momentan initiering Sjokk og sprekker fra nabohull kolliderer og stopper sprekkedannelsen.eller sjokkbølgen fra nabohull stopper sprekkdannelsen (Kilde: I. Hauknes)

18 Sprengningsinduserte sprekker i gjenstående berg Hvor momentant er momentant? Når sprekker fra hull 1 først har passert hull 2 er det for sent. Kunnskap om sprekkehastigheten er derfor viktig for å kunne si noe om den maksimale forsinkertid mellom hull for at de skal samvirke. Teoretisk er sprekkehastigheten 38% av lydhastigheten i berget. Praktisk er det mer normalt å benytte 25 %, og det er ofte hevdet at den sjelden blir over 1000 m/s. Det betyr at om avstanden er 0,7 m må tidsforsinkelsen mellom hullene være mindre enn 0,7 ms. I tunnelsprengning vil forsinkertiden til konturhullene typisk ligge på mer enn 5000 ms. Dette setter krav til spesifikasjon av elektroniske tennere. (Kilde: I. Hauknes)

19 Dagens praksis Norsk kontra tysk kontursprengning Figur 1: Stuff norsk tunnel Figur 2: Stuff tysk tunnel Figur 3: Bunn av salve norsk tunnel Figur 4: Bunn av salve tysk tunnel

20 Tunnelsprengning Dagens praksis Kun én fri flate (stuffen) å bryte ut i mot. Den fri flaten er i tillegg orientert 90 grader på hullretningen. Dette gjør at vi må skape oss en ny fri flate ved å bore et antall grove hull (gjerne 4-7 på 102 millimeter), som ikke lades. Disse fungerer som sylindriske frie flater og bidrar til at berget kommer ut som ut av et kanonløp. Disse hullene kalles kutten. Kontur Spesifikk ladning: 1 3 kg/m 3 avhengig av tverrsnitt, sprengstofftype og bergets sprengbarhet. Hjelper Stross Kutt Ligger

21 Gammel HB 025 Prosesskoden (2007)

22 Ny HB 025 Prosesskoden (2012) Nest ytterste rast (hjelperrast) bores parallelt med konturrast Torisfærisk eller elliptisk form på stuffen Effektkrav i konturhull: Maksimalt 3 GW/m

23 Gammel HB 025 Prosesskoden (2007) (FORTS.)

24 Ny HB 025 Prosesskoden (2012) (FORTS.)

25 Gammel HB 025 Prosesskoden (2007)

26 Ny HB 025 Prosesskoden (2012)

27 Effekt (GW) av ladning per meter

28 Effekt (GW) av ladning per meter

29 Status FP2 E6-Dovrebanen

30 Status FP2 E6-Dovrebanen

31 Kontraktskrav FP E6-Dovrebanen

32 Kontraktskrav FP E6-Dovrebanen

33 Kontraktskrav FP E6-Dovrebanen

34 Kontraktskrav FP E6-Dovrebanen

35 Kontraktskrav FP E6-Dovrebanen

36 Kontraktskrav FP E6-Dovrebanen

37 Kontraktskrav FP E6-Dovrebanen

38 Kontraktskrav FP E6-Dovrebanen

39 Kontraktskrav FP E6-Dovrebanen

40 Framtid: Funksjonskrav i HB 025?

41 Tunnel Contour Quality Index, TCI

42 Tunnel Contour Quality Index, TCI

43 Framtid: Veien til ny veiledning Hovedprinsippet er svake og godt/jevnt fordelte ladninger med nøyaktig tenning En gjennomtenkt bor- og ladeplan tilpasset både geologi og geometri Tilstrekkelig med hull, med tilpasset hullavstand/ forsetning mot konturen og som gir liten innspenning for det enkelte hull Skjerpede krav til nøyaktighet på boring (og navigering av tunnelrigg) Nest ytterste rast har (minst) samme stikning som konturen Alle hull, men spesielt i konturen, bores til symmetrisk riktig dyp (elliptisk stuff tilstrebes) Tilstrebe redusert stikning (25 cm) og rette hull (matetrykk) MWD-registrering på all salveboring

44 Veien til ny veiledning (forts.) Plassering av kutt og optimalisering av kutthullsavstander Klare krav til maks og konstant ladningskonsentrasjon uttrykt i effekt pr hullmeter og pr volum for de to (tre?) ytterste rastene og krav rettet mot ladning pr areal for gjenstående berg i kontur (skadesoneelement) Frikoblet sentrert ladning i såle tent opp elektronisk Elektroniske tennere (hvert fall) i de to ytterste rastene og kanskje også i såle dersom frikoblet ladning Bruk av detonerende lunte > 40 g/m i kontur Optimalisering av bunnladning for å oppnå rensprengt stuff og for å forhindre uttrekk av tennerledning (elektronikk) Injeksjonshull, spilingbolter og ikke minst sprøytebetongbuer må ikke forårsake økt stikning

45 Veien til ny veiledning? (forts.) Avviksmåling av borhull ved hyppige stikkprøver Økt borhullsdiameter i de ytterste rastene (mindre avvik og større grad av frikobling for patronert/strengladning) Autoboring vs manuell boring. Hva fungerer faktisk best? Innovasjon på rørladningsfronten (for redusert ladetid) Fordemming av ladehull (plugging og grus) Skanning av hver eneste salve før sprøytebetong Utforming av kontraktskrav og oppfølging av disse på stuff er essensielt ved byggherrestyrte prosesser Oppfyllelse av TCI-mål kan gi premiering / straff Premiering går til stufflagene som incitament Rene funksjonskontrakter for overberg og overflateruhet Skadesone vanskelig å håndtere i funksjonskontrakt

46 Vanja en hund etter kontursprengstoff! (Ref.: vegvesen.no/varigekonstruksjoner