The Influence of Geological Engineering and Geotechnical Conditions on Parameter Selection of the Primary Lining of a Road Tunnel in Laliki

Open access

Wpływ warunków geologiczno-inżynierskich i geotechnicznych na dobór parametrów obudowy wstępnej tunelu drogowego w Lalikach

Tunel drogowy w Lalikach został wykonany w silnie niejednorodnych, w dużym stopniu zniszczonych tektonicznie i w przeważającej części bardzo słabych utworach fliszowych Karpat Zachodnich. W przeważającej części tunel był drążony w warunkach dużego udziału procentowego bardzo słabych łupków ilastych laminowanych i utworów strefy zwietrzelinowej, niekorzystnego, bardzo stromego nachylenia warstw skalnych i zmiennego zawodnienia z wypływami wody w rozluzowanych strefach tektonicznych. Górotwór ten charakteryzuje się dużą niepewnością rozpoznania jego właściwości i struktury.

Praca omawia wpływ warunków geologiczno-inżynierskich i geotechnicznych na dobór parametrów obudowy wstępnej tunelu drogowego. Przeprowadzono analizę deformacji obudowy wstępnej w zależności od procentowego udziału piaskowców i łupków, punktacji klasyfikacji geomechanicznych RMR (Bieniawski 1989) i QTS Tesařa (1979), typów obudowy wstępnej oraz wykorzystania kotew i mikropali. Analiza ta została poprzedzona charakterystyką warunków geologiczno-inżynierskich na trasie tunelu oraz charakterystyką typów zastosowanej obudowy wstępnej.

W trakcie drążenia tunelu z wyprzedzeniem w kalocie, kilkakrotnie występowały przemieszczenia obudowy wstępnej kaloty większe od projektowanych maksymalnych. Wprzypadku, gdy wartości deformacji osiągały stan alarmowy dla danego typu obudowy i nie wykazywały tendencji do stabilizowania się, podejmowano decyzję o jej wzmocnieniu dodatkowymi kotwami, siatką oraz torkretem do czasu osiągnięcia stabilizacji deformacji. W najtrudniejszych warunkach obudowa wstępna była wzmacniana parasolem mikropalowym. Parametry obudowy dobierano, zgodnie z zasadami NATM, na podstawie prowadzonych na bieżąco obserwacji geologiczno-inżynierskich i geotechnicznych.

Tunel w Lalikach jest przykładem bardzo słabej samonośności górotworu. Obserwowane przemieszczenia w górotworze wskazywały, że strefa spękań wokół wyrobiska była stosunkowo silnie rozwinięta. Obudowy wstępne stosowane w tego rodzaju warunkach, na niewielkich głębokościach, powinny charakteryzować się stosunkowo dużą nośnością.

Doświadczenia, jakie uzyskano wskazują, że realizacja obudowy wstępnej w silnie zmiennych warunkach fliszu karpackiego wymaga prowadzenia szczegółowych badań geologiczno-inżynierskich w trakcie drążenia tunelu, które należy wykonywać na bieżąco wraz z postępem dobowym dla weryfikacji założeń projektowych. W przypadku potrzeby należy zastosować wzmocnienia obudowy wstępnej na podstawie wyników właściwie prowadzonych pomiarów geotechnicznych zachowania się układu obudowa-górotwór.

Bieniaski Z. T., 1989 - Engineering Rock Mass Classifications: a Complete Manual. John Wiley and Sons, New York.

Borio L., Peila D., 2011 - Laboratory test for EPB tunnelling assessment: results of test campaign on two different granular soils. Gospodarka Surowcami Minieralnymi, Rok 27, Zeszyt 1. s. 85-100.

Butovič i in. 2010 - Butovič A., Kvas J., Padevet M., 2010 - The Kralovska Obora Tunnel - reasons of emergency occurrence and their liquidation methods. Transport and city tunnels. 11th International Conference Underground Construction. Prague 2010, 52-61.

Dziewański i in. 2001 - Dziewański J., Pilecki Z., Sroczyński W., 2001 - Zagadnienia badań geologiczno-inżynierskich w projektowaniu tuneli komunikacyjnych w utworach fliszu karpackiego na przykładzie tunelu w Lalikach. Studia, Rozprawy, Monografie 96, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków, 64.

Kudyk M., Pilecki Z., 2009 - Moduł deformacji utworów fliszu karpackiego na trasie tunelu Emilia w Beskidzie Żywieckim. Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN 76, 45-63.

Majcherczyk i in. 2009 - Majcherczyk T., Niedbalski Z., Małkowski P., 2009 - Analiza warunków geotechnicznych w otoczeniu tunelu drogowego w Lalikach. Górnictwo i Geoinżynieria z. 3/1, s. 239-255.

Majcherczyk T., 2000 - Zarys fizyki skał i gruntów budowlanych. Wydaw. Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków 2000, s. 203.

Marcak H., Pilecki Z., (red.), 2003 - Wyznaczanie właściwości utworów fliszu karpackiego metodą sejsmiczną dla potrzeb budownictwa tunelowego. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.

Marcak H., 2008 - Fizyczne podstawy użycia metod geofizycznych w badaniach naprężeń w skałach. Gospodarka Surowcami Minieralnymi, z. 2/3, s. 85-100.

Niedbalski Z., Majcherczyk T., 2010 - Estimating Broadway tunnel stability in polish carpathian flysch. Proceedings Conference Underground Construction Transport and City Tunnels Prague 2010. Published Czech Tunneling Association ITA-AITES, s. 654-659.

Niedbalski Z., 2010 - Analiza stateczności tunelu drogowego w Lalikach w okresie drążenia. Budownictwo Górnicze i Tunelowe 1/2010, s. 29-38.

Očkaják F., Ševčik M., Bartoš J., 2008 - Budowa najdłuższego tunelu w Polsce metodą górnicza i odkrywkową - Górotwór elementem konstrukcji nośnej tunelu. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne. lipiec-sierpień 2008, nr 4 (19), s. 10-13.

Önorm B2203, 1994 - Untertagebauarbeiten, Werkvertragnorm, Entwurf. 1 März, 1994.

ISRM, 1981 - Basic geotechnical description of rock masses. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr, vol. 18, 85-110

Önorm EN ISO 14689, 2001 - Geotechnical engineering - Identification and description of rock.

Paul Z., Ryłko W., Tomaś A., 1996 - Zarys budowy geologicznej zachodniej części Karpat polskich (bez utworów czwartorzędowych). Przegląd Geologiczny vol. 44, nr 5, 469-476.

Pilecki Z., 2002 - Wyznaczanie parametrów górotworu na podstawie klasyfikacji geotechnicznych. Wyd. Drukrol, Kraków.

Tesař O., 1979 - Klasifikace skalních hornin a její využití při ražení podzemních staveb v Praze. Zdroj Inženýrské stavby. - Roč. 27, č. 8 (1979), s. 345-349.

Thiel K., (red.), 1995 - Właściwości fizyko-mechaniczne i modele masywów skalnych polskich Karpat fliszowych. IBW PAN Gdańsk, Biblioteka Naukowa Hydrotechnika nr 19.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

Mineral Resources Management; The Journal of Polish Academy of Sciences

Journal Information


IMPACT FACTOR 2016: 0.481
5-year IMPACT FACTOR: 0.568

CiteScore 2016: 0.76

SCImago Journal Rank (SJR) 2016: 0.408
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2016: 1.397

Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 327 185 18
PDF Downloads 153 88 10