Trudno sobie wyobrazić, by w obec-nym stanie wzmożonego ruchu samo-chodowego w Warszawie możliwe było
wyłączenie z niego głównych arterii miasta czy choćby znaczne ograniczenie ich przepustowości. Można by z dużą dozą prawdopodobieństwa powie-dzieć, że Warszawa by stanęła. Z tego m.in. powodu tunele międzystacyjne nie mogą być budowane metodami od-krywkowymi. Nie jest też możliwe za-stosowanie do budowy tych tuneli kla-sycznych metod górniczych z uwagi na ich powolność i wysokie koszty, a także dotychczas stosowanej tradycyjnej me-tody tarczowej. Używana w tej meto-dzie tarcza typu otwartego nie może pracować w gruntach nawodnionych.
Konieczne więc byłoby albo obniżenie zwierciadła wody gruntowej poniżej spągu tunelu, co przy dużo większym zagłębieniu tuneli II linii metra wydaje się mało racjonalne, albo zastosowanie też bardzo kosztownej technologii pra-cy pod sprężonym powietrzem. Uzyski-wane postępy robót przy zastosowaniu tarczy tradycyjnej są ponadto niezado-walające, bowiem na ogół nie przekra-czają 50 m wybudowanego tunelu na miesiąc.
W tej sytuacji jedynie racjonalnym sposobem budowy tuneli szlakowych metra w Warszawie jest zastosowa-nie tarcz zmechanizowanych – TBM.
Można założyć, że za ich pomocą uda się budować, ostrożnie licząc, od 250 do co najmniej 300 m tunelu miesięcz-nie. Pomijając szczegółową klasyfikację wszystkich rodzajów tarcz zmechani-zowanych ograniczono się do krótkiego scharakteryzowania dwóch rodzajów TBM, które jak wynika z licznych ana-liz, mogłyby być użyte do budowy tune-li metra warszawskiego. Są to:
tarcza zawiesinowa – Slurry Shield
■ (SS),
tarcza wyrównanych ciśnień
grun-■ towych – Earth Pressure Balance (EPB).
Obie te tarcze pozwalają na drążenie tuneli poniżej poziomu wody gruntowej.
tarcza zawiesinowa (ss)
Zasadą działania tego rodzaju tarcz jest zrównoważenie zewnętrznego par-cia gruntu i ciśnienia wody gruntowej na przodku przeciwnie skierowanym ciśnieniem zawiesiny bentonitowej.
Mechanizm ten pokazano na rys. 1. Po-lega on na tym, że zawiesina będąca pod ciśnieniem infiltruje w pory urabianego gruntu na pewną głębokość, wypełnia je blaszkami iłu-bentonitu zmniejszając przepuszczalność gruntu, nadając mu spójność i poprawiając tym samym jego samostateczność. Jednocześnie osadza-jąc cząstki iłu na powierzchni przodka wytwarza na nim cienką błonkę, przez Rys. 2. tarcza zawiesinowa – schemat funkcjonowania
Rys. 3. tarcza zawiesinowa – przekrój wzdłużny
TecHnoloGIe
którą wywiera stabilizujące ciśnienie na przodek, równoważące wcześniej wspomniane zewnętrzne parcie gruntu i ciśnienie wody gruntowej.
Omawiana tarcza podzielona jest szczelną przegrodą, zwaną ścianką ciśnieniową, na dwie części. Część przednia stanowi komorę roboczą.
Tu odbywa się urabianie gruntu peł-nym przekrojem za pomocą obrotowej głowicy skrawającej. Zazwyczaj głowi-ca w zależności od rodzaju urabianego gruntu, oporów, jaki on stawia, średnicy wyrobiska itd. wykonuje do 3 pełnych obrotów na minutę. Komora robocza wypełniona jest zawiesiną bentonito-wą o właściwościach tiksotropowych.
Wymagane ciśnienie zawiesiny uzy-skuje się za pośrednictwem poduszki sprężonego powietrza, którą wytwarza się w części komory roboczej, zawartej pomiędzy ścianką ciśnieniową i ścianką kontaktową, widoczną na rys. 2 i 3. Ry-sunek 2 przedstawia ponadto schemat funkcjonowania tarczy zawiesinowej.
Zawiesina bentonitowa doprowa-dzona do komory roboczej i grunt uro-biony przez głowicę skrawającą miesza-ją się i w postaci pulpy są pompowane i systemem rurociągów odprowadzane na powierzchnię terenu do zakładu se-paracji urobku i regeneracji zawiesiny.
Tu wspomniana pulpa dostaje się na sita wibracyjne, a następnie jej część do wirówek, gdzie następuje oddziele-nie kosztownej zawiesiny bentonitowej od urobionego gruntu. Tu też dokonu-je się badania właściwości odzyskanej zawiesiny i, w zależności od potrzeb, regeneruje się ją przez dodanie odwiedniej ilości nowej zawiesiny i po-nownie systemem przewodów dopro-wadza do komory roboczej w tarczy.
Jeżeli w gruncie występują głaziki o wymiarach większych niż 30–50 mm, ale mniejszych od średnicy przewodu, to na przewodzie odprowadzającym urobek, przed pierwszą pompą, insta-luje się osadnik, do którego te głaziki trafiają i nie są odpompowywane do zakładu separacji urobku. Przy nieco większych wymiarach fragmentów skał lub głazów montuje się w komorze ro-boczej kruszarkę zdolną rozdrobnić je na frakcje 25–30 mm, a tym samym umożliwić dalsze odpompowywanie na powierzchnię. Jeżeli z badań geologicz-nych wynika, że na trasie tunelu mogą wystąpić duże głazy narzutowe, czego należy się spodziewać podczas drążenia tuneli II linii metra w Warszawie w nie-których gruntach morenowych, to nale-ży uzbroić głowicę tarczy w odpowied-nie noże-frezy, zdolne urabiać skałę.
Śluza zainstalowana w ścianie ciśnie-niowej pozwala na przedostawanie się do komory roboczej, np. gdy zachodzi konieczność wymiany zużytych noży lub usunięcie przeszkód, których nie może pokonać głowica urabiająca. Prze-chodzenie-prześluzowywanie się perso-nelu do komory roboczej poprzedzone jest równoczesnym odpompowywaniem z niej zawiesiny i sukcesywne zastępo-wanie jej sprężonym powietrzem.
Na rys. 3 pokazano usytuowania wyżej wspomnianej śluzy, dźwigników hydraulicznych do przesuwania tarczy, erektora-podajnika do montażu pre-fabrykowanych segmentów obudowy tunelu, a także fragmenty urządzeń po-mocniczych, zainstalowanych na tzw.
pociągu. Na specjalnych jego „wagonach”
znajdują się rurociągi wraz z pompami i ich silnikami, przenośniki do transpor-tu segmentów, instalacje (mieszalniki, pompy) do wykonywania iniekcji wypeł-niających puste przestrzenie za obudo-wą tunelu itp. Długość takiego pociągu często przekracza 100 m.
dr inż. WOjCIECH GRODECKI WARBUD SA W następnej części: tarcza EPB, wybór tarcz, problemy metra warszawskiego.
O
twierając drugi dzień konfe-rencji minister Dziekoński poruszył kwestię odpowie-dzialności samorządu za re-alizację infrastruktury na terenie gminy.Pojawiają się bowiem pytania, czy inwe-storzy powinni finansować i budować infrastrukturę towarzyszącą wznoszo-nym przez nich zespołom mieszkanio-wym, co oznacza dodatkowe koszty dla inwestora, które poniosą de facto przyszli mieszkańcy. Ten problem ma szczególnie znaczenie w kontekście zrównoważonego rozwoju miast, a zwłaszcza ograniczania
„rozlewania się” ich poza dotychczasowe granice administracyjne. Niekorzystna z punktu widzenia inwestora, czyli de-welopera, sytuacja potencjalnie może być korzystna z punktu widzenia urba-nistycznego, pod warunkiem, że będzie zdyskontowana przez gminę w ramach jej polityki przestrzennej.
Piotr Styczeń przedstawił zebranym informację na temat kontroli NIK,
któ-rą w latach 2004-2006 przeprowadziła Izba w wybranych 36 gminach na tere-nie kraju. Wyniki kontroli jednoznacz-nie stwierdzały, że Izba „negatywjednoznacz-nie ocenia tworzenie przez gminy warun-ków do zaspokajania potrzeb miesz-kaniowych wspólnot samorządowych w zakresie utrzymania i powiększenia mieszkaniowego zasobu gminy”. Gmi-ny wykazywały bowiem bardzo słabe zaangażowanie w przygotowaniu te-renów pod budownictwo mieszkanio-we, a działania dla usprawnienia pro-cesu rozpoczęcia i realizacji inwestycji mieszkaniowych były – zdaniem Izby – niewystarczające. Nie nastąpił istot-ny wzrost powierzchni gmin objętych miejscowymi planami zagospodarowa-nia przestrzennego, co dodatkowo nie sprzyja zwiększeniu tempa inwestycji mieszkaniowych. Brakowało także strategii rozwoju mieszkalnictwa, a to pociągało za sobą realizowanie w ogra-niczonym zakresie przedsięwzięć
in-westycyjno-budowlanych dotyczących budownictwa mieszkaniowego. Biorąc pod uwagę powyższe konieczne jest – zdaniem ministra - stworzenie takich podstaw prawnych, których celem będzie określenie obowiązków gmin w zakresie realizacji polityki mieszka-niowej.
W czasie dyskusji uczestnicy spo-tkania odnieśli się do całej sfery za-gadnień budowlanych, mieszkanio-wych i spółdzielczych. Podkreślano, że wsparcia ze strony państwa w rozwią-zaniu sytuacji mieszkaniowej oczekują także ci, których nie stać na zapłacenie obecnych rynkowych cen za mieszka-nie. Postulowano zatem ustanowie-nie wieloletustanowie-niego programu budowy mieszkań oraz włączenie spółdzielni mieszkaniowych do ogólnej stawy o spółdzielniach.
www.mi.gov.pl Na zaproszenie władz Polskiego Związku Inżynierów i techników Bu-downictwa 7 października br. w corocznej konferencji spalskiej, wzięli udział wiceministrowie w resorcie infrastruktury Piotr styczeń i Olgierd Dziekoński. tematem tegorocznego spotkania był „stan mieszkalnic-twa w Polsce – perspektywy, kierunki i uwarunkowania jego rozwoju.”
Spała 2008
TecHnoloGIe
91
lIStOPAD 2008 InżYnIER BuDOWnIctWA
32:(5,1*<285%86,1(66
6.87(&=1(
52=:, =$1,$
1$0,$5ª 7:2,&+
3275=(%
:<32<&=$/1,(635=ª78%8'2:/$1(*2ZZZFUDPRSO,1)2/,1,$
K
ażdy architekt czy projektant chciałby mieć możliwość re-alizacji swej wizji w tworzywie doskonałym, które idealnie oddawałoby jego pomysł i z łatwością komponowało się z otoczeniem. Beton spełnia wszystkie z wymienionych kry-teriów, a jedynym problemem, jaki może pojawić się w momencie wykorzystania betonu do powyższych celów jest sprecy-zowanie jakie faktycznie cechy i wyma-gania powinna spełniać konstrukcja lub elementy z niego wykonane.Powszechnie można spotkać się z ter-minem „beton architektoniczny” co sta-nowi swego rodzaju słowo „wytrych” przy rozmowach o betonie, który prócz funkcji konstrukcyjnych musi spełniać podwyż-szone wymagania estetyczne stawiane przed nim przez architektów, projek-tantów i klientów. W związku z faktem, iż nie istnieje norma lub inne wytyczne jednoznacznie określające wymagania jakie powinien spełnić ów „beton archi-tektoniczny” bardzo istotne jest jeszcze przed przystąpieniem do wykonywania konstrukcji, już na etapie projektu, okre-ślenie dokładnych wymagań stawianych przed powierzchnią betonową. Sprecy-zowanie w projekcie wytycznych odno-śnie: gładkości powierzchni, ilości porów, kolorystyki betonu, faktury betonu oraz dopuszczalnych odchyłek w gabarytach i na łączeniu deskowania zagwarantują satysfakcjonujący wszystkie strony efekt finalny. Zazwyczaj osoba posługująca się określeniem „beton architektoniczny”
oczekuje uzyskania powierzchni o bar-dzo wysokiej jakości, pozbawionej wszel-kich porów, nierówności oraz o jednolitej
barwie. Uzyskanie tak wysokiej jakości powierzchni betonu strukturalnego na budowie jest przedsięwzięciem trudnym, wymagającym ścisłego przestrzegania reżimów technologicznych i stanowi wy-zwanie zarówno dla projektantów, jak i technologów betonu oraz wykonawców.
Znacznie łatwiejsze i bardzo często stoso-wane jest wykonywanie elementów o wy-sokiej jakości tzw. architektonicznych w zakładach prefabrykacji, które z racji swoich możliwości technologicznych gwarantują wykonanie produktu całko-wicie spełniającego założenia projektowe.
Stosowany w zakładach prefabrykacji wy-soki reżim technologiczny, stale kontrolo-wane procesy produkcji oraz kontrola ja-kości stanowią odpowiednie środowisko dla urzeczywistniania projektów tworzo-nych z myślą o ludziach i dla ludzi.
Rozwój technologii betonu i stale pro-wadzone w zakładach prefabrykacji dzia-łania mające na celu wdrażanie nowych technologii, pozwalają przy zastosowa-niu chemicznych dodatków i domieszek uzyskać beton szczelny i mrozoodporny co nie jest bez znaczenia w kształtowa-niu powierzchni lub detali elewacyjnych stale narażonych na niekorzystne czyn-niki atmosferyczne. Dodatkowo dzięki stosowaniu domieszek upłynniających i pyłów krzemionkowych można uzyskać betony o wysokich wytrzymałościach co pozwala na wykonywanie zarówno ele-mentów wielkogabarytowych jaki i drob-nych, filigranowych detali poddawanych stałym działaniom obciążeń użytko-wych. Kolejną istotną cechą betonu, która jest wykorzystywana szczególnie przy wykonywaniu elementów drobno-gabarytowych jest możliwość uzyskania mieszanek samozageszczalnych. Ich wła-ściwości polegają na silnym upłynnieniu mieszanki co powoduje prawie całkowite jej odpowietrzenie, zdolność do łatwe-go wypełniania wszystkich przestrzeni wewnątrz form oraz szczelne otulenie zbrojenia bez konieczności stosowania
zagęszczania mechanicznego [5]. Betony samozagęszczalne pozwalają na uzyska-nie powierzchni elementów betonowych niemalże wolnych od jakichkolwiek „ra-ków” czy pęcherzyków powietrza.
Prefabrykaty betonowe to jednak nie tylko efekt jednolitej gładkiej powierzch-ni. Technologia prefabrykacji daje rów-nież szerokie możliwości uzyskiwania różnorodnych faktur dzięki poddaniu powierzchni elementów obróbce. Stosu-jąc trzy podstawowe metody uzyskania powierzchni elewacyjnej można uzyskać przeróżne efekty dekoracyjne. Równie ciekawe efekty wizualne daje łączenia różnych sposobów obróbki powierzchni na jednym elemencie. Pierwsza meto-da polegająca na usunieciu, najczęściej splukaniu wierzchniej warstwy betonu i odsłonięciu kruszywa specjalnego po-zwala na uzyskiwanie tzw. powierzchni płukanych (fot. 1). W takim przypadku efekt dekoracyjny uzyskiwany jest dzięki wyeksponowaniu kolorystyki, kształtu i formy kruszywa. Kruszywem najczęściej stosowanym przy produkcji elementów
Beton sam się obroni
Fot. 2.
Fot. 3.
Fot. 1.