ТБМ Компании Роббинс строит дороги для Олимпийских Игр

Обзор проекта

При подготовке столицы Зимних Олимпийских Игр 2014 года две тоннельные буровые машины (ТБМ) Компании Роббинс завершили в срок проходку тоннелей в Сочи. Помимо строительства новых Олимпийского парка, линий водоснабжения, электростанций и спортивных арен, город-курорт хочет быть уверенным, что транспорт не станет проблемой для его гостей. Согласно проекту развития транспортной инфраструктуры, поделённому заказчиком – ДКРС-Сочи, на шесть комплексов, Адлер, маленький городок на черноморском побережье, и горный курорт Альпика будут связаны между собой новой магистралью, состоящей из автомобильной дороги и железнодорожных путей. Эти линии с 46 мостами и 12 тоннелями пройдут вдоль реки Мзымта через национальный лесной заповедник и будут связаны с федеральной автодорогой М-27.

Длина новой совмещённой дороги – 48,2 км. Срок окончания строительства – июнь 2013 года.  Для обеспечения жесткого графика строительства проходка тоннелей ведётся различными методами, включая применение проходческих комбайнов, буровзрывных работ и пяти ТБМ.

Переделка под проект

Для проходки параллельных сервисного и железнодорожного тоннелей длиной соответственно 5,8 км и 4,6 км подрядчики, ОАО Стройтрест и ЗАО Бамтоннельстрой, заказали две отремонтированные ТБМ. В условиях жесткого графика строительства машины, работавшие ранее на других проектах, были выбраны из-за более короткого срока их поставки в сравнении с поставкой новых машин. ТБМ диаметром 10,0 м работала ранее, в 2003-2006 годы, на строительстве железнодорожного тоннеля Абдаладжис в Испании и до отправки на комплекс 3 в Сочи находилась на хранении. Телескопная машина диаметром 6,2 м была построена в 1993 году для строительства гидроэлектростанции в Швейцарии и с тех пор работала на многих тоннельных проектах, пробурив в общей сложности свыше 45 км тоннелей.

Машина диаметром 10,0 м была поставлена в Сочи после ремонта, выполненного субподрядчиком поставщика. При монтаже ТБМ выявилось, что некоторые из главных компонентов машины нуждаются в ремонте или замене. По изучению вопроса, Бамтоннельстрой принял решение пригласить Компанию Роббинс для технического обслуживания ТБМ и сопровождения работ на Комплексе 3. Основанием этому решению служил довод, что две из трёх ТБМ, работавших на площадке, были построены Компанией Роббинс.

Команда из 15 специалистов сервисной службы и инженерных отделов Компании Роббинс отремонтировала и модифицировала обе ТБМ. Десятиметровая машина получила из Италии другую моторную плиту, тогда как её главный подшипник был отремонтирован на заводе в Германии. Для транспортировки 30-тонного подшипника использовался самолёт Антонов 124-100, единственный из существующих, способный перевозить такие тяжеловесы.  На машине модернизировали также систему смазки, поддува полости главного подшипника и внесли изменения в систему смазки главных уплотнений.

Телескопная машина диаметром 6.2 м получила новые редукторы главного привода и программируемый логический контроллер. Команда Компании Роббинс оставалась на стройплощадке, пока обе машины не были отлажены и не приступили к нормальной работе.

Геология

ТБМ были специально спроектированы для бурения раздробленных и нарушенных осадочных пород, которыми представлен сочинский регион. При испытании образцов было установлено, что машины будут бурить, в основном, по известнякам при состоянии их от монолитных до сильнотрещиноватых с прослойками глины. Такие осадочные породы, как песчаники и алевролиты, были также выявлены наряду с зонами разломов, сложёнными брекчиями и конгломератами.

Для обеспечения устойчивости забоя обе машины были спроектированы с плоскими режущими головками, низкопрофильными породными ковшами и радиальными черпаками. Они были оборудованы, также, легко заменяемыми кромками черпаков. Для обработки породы пена и химические добавки могли в неё нагнетаться через специальные инъекционные порты.

Проходка тоннелей

ТБМ диаметром 6,2 м стартовала в марте 2010 года бурением по смешанным породам. Однако в мае машина остановилась, войдя в зону разлома, сложенную раздробленными и сыпучими породами. Бригадам удалось освободить машину путём ручной проходки вокруг ТБМ обходной штольни с деревянным креплением и последующего удалениям обломочника из камеры, пройденной впереди режущей головки. Для оценки состояния грунтов впереди машины были пробурены разведочные скважины на расстояние до 62 м. Обнаружилось, что впереди залегают сильнотрещиноватые породы. Для укрепления порфиров впереди и вокруг режущей головки, в них было проведено нагнетание полимерной пены. По завершении этих работ машина без проблем пошла вперед. Во избежание подобного в будущем, проходчики выполняли систематическое разведочное бурение на остающемся участке проходки и, при необходимости, обрабатывали породу цементно-силикатными композициями и пеной. Этим обеспечивалось стабильное движение машины вперёд.

Несмотря на эти вызовы природы, шестиметровая машина достигла хороших скоростей проходки – от 100 до 120 м в неделю и 14 м в день. 2 марта 2011 года произошла сбойка. По завершении проходки ТБМ была демонтирована и отправлена на хранение в район Новороссийска.  Ожидается, что она будет использоваться на последующих тоннельных проектах, так как находится в хорошем состоянии и показала при работе на Комплексе 3 очень низкий износ шарошек.

Десятиметровая ТБМ стартовала в сентябре 2010 года и успешно преодолела два разлома протяжённостью 25 м и 50 м, сложенными сильновыветрелыми породами. Здесь также выполнялось разведочное бурение и предварительная обработка пород для их упрочнения.

Массивная машина закончила работу сбойкой, выполненной 14 февраля 2012 года