JÖVŐKÉP, TERVEZÉSI ELVEK, KÉRDÉSEK

Átírás

1 ALAGUTAK (LGM-SE008-1) 2. ELŐADÁS JÖVŐKÉP, TERVEZÉSI ELVEK, KÉRDÉSEK WOLF ÁKOS február 27.

2 2 Jövőkép

3 Miért építünk föld alatti tereket? 3 népességnövekedés nagyobb élettér (közlekedés, tárolás, infrastruktúra, szórakozás ) Föld feletti terek növelése felfelé oldalirányba Föld alatti terek növelése pincék alagutak

4 Föld feletti terek növelése 4

5 Föld alatti terek növelése 5

6 Budapest Fővámtéri Metróállomás

7 Földalatti létesítmények típusai 7 Közlekedési létesítmények (metró, út, vasút, gyalogos alagutak) Közművek (elektromos, víz, szennyvíz) Tárolás (víz, termékek, energia, parkoló) Szórakozás és sport (sportlétesítmények, állatkert, bevásárlóközpontok) Oktatás (könyvtár, múzeum, laboratórium) Ipar (gyárak, manufaktúrák, irodák) Védelmi (parancsnoki központ, katonai létesítmények) Energiatermelés (vízerőmű, atomerőmű) Stb

8 Jövőkép 8 European Vision of Underground Construction, 2030 Szabad használatú föld alatti terek az embereknek és az infrastruktúra föld alá helyezése. Biztonságos, környezetbarát bányászati és építési módszerek km új és 500 felújított alagút (450,000 munkahely) - European Construction Technology Platform, 2006

9 D&B TBM TBM D&B Alagútépítési trendek Svájcban 9 Hossz Laboratoire de Mécanique des Roches LMR Térfogat

10 Alagútfejtési eljárások 10

11 Jövőkép 11 European Vision of Underground Construction 2030 Break-through: 2010 Tanuló rendszerek (a felszerelés alkalmazkodik a környezethez); Költséghatékony nagy átmérőjű alagutak; Intelligens megtámasztási rendszerek (alkalmazkodás a változó geológiához) Új fejtési módszerek (pl. lézeres fejtés); Pontos geotechnikai feltárás ( átlátszó talaj ); Univerzális alagútépítő gépek.

12 Jövőkép 12 European Vision of Underground Construction 2030 Break-through: 2030 Környezeti hatások minimalizálása (teljes újrahasznosítás, víz- és levegőszennyezés minimalizálása); A földalatti létesítmények teljes körű modellezése; A föld alatti és föld feletti építési költségek hasonlók; Emberi erőforrások minimalizálása (teljes automatizálás, távirányítás, távfelügyelet).

13 13 Tervezés

14 Szempontok, problémák, feladatok 14 Politikai érdekek Geotechnikai adottságok Alagút terv Szociális érdekek Megvalósíthatóság Környezetvédelem Gazdaságosság

15 Tervezés lépései Rendezési tervek 2. Kizárandó területek/nyomvonalak megállapítása 3. A lehetséges területek szűkítése funkcionális alapon 4. A funkcionálisan megfelelő területek geológiai vizsgálata 5. A lehetséges területek geotechnikai vizsgálata

16 GIS használata az alagútépítésben 16 Geológiai információk bekapcsolása Vonalvezetés optimálása Kockázatelemzés Projektbemutatás

17 Geológia adottságok 17 Befolyásol(hat)ják a nyomvonalat, a szerkezet alakját és méreteit, fejtési technológiát az ideiglenes/végleges megtámasztási rendszert, a vízszigetelést, a fenntartást. Meghatározóak, de már nem a technikai megvalósíthatóság tekintetében

18 Tervezés fő célja 18 Alagút típusa Közúti alagút Vasúti alagút Metróalagút Közműjellegű alagút Meghatározó jellemző Nagy átmérő Szabadabb vonalvezetés. Kisebb kereszt szelvény Kötött vonalvezetés Beépített területen épülnek; Kötött felszíni kapcsolatok Építésütemezés Funkció, stratégia Külső kapcsolatok Technológia Domináns feltárási cél Kiterjedt geológiai vizsgálatok a vonalvezetés optimálására Az alagútportálok speciális feltárása A veszélyes geológiai helyek feltárása Alternatív magassági vonalvezetésekre és a felszínsüllyedésekre koncentráló geotechnikai vizsgálatok Többlépcsős feltárás és vizsgálatok A geológiai adottságok meghatározóak lehetnek minden tekintetben

19 Geológiai, geotechnikai vizsgálatok célja 19 A vonal geológiai és hidrológiai viszonyainak megismerése az alapvető döntésekhez az első tervezési fázisban Az alagút geológiai környezetének megismerése az építés hatásainak feltérképezéséhez A technikai és gazdaságossági megvalósíthatóság és a kockázatok elemzése Alternatív nyomvonal és/vagy technológia keresése Az ajánlattételi kockázatok kezelése, szerződéskötés Szerkezeti és építési kiviteli tervezési paraméterek felvétele Munkabiztonság, munkavédelem tervezése A talajmozgások, hidrogeológiai változások modellezése Költségelemzés, teljesítményszámítás, ütemezés

20 Geotechnikai, geológiai előkészítés 20 Geológiai irodalomkutatás (desk study) Topográfiai térképek Geológiai térképek. Légifelvételek Helyszínbejárás Geofizikai vizsgálatok Magfúrások, mintavételezés Feltáró alagút, akna Azonosító laborvizsgálatok Geohidraulikai terepi vizsgálatok Mechanikai terepi vizsgálatok Igényes laborvizsgálatok Fokozatosság elve, de minél előbb, minél többet

21 Geológiai adottságok megismerési korlátai 21 változások időben, szezonálisan, terheléssel stb. talajvízmozgások szeszélyessége reprezentativitás (mintavolumen) mintazavarás beépítettség megközelítési nehézségek költségek a tervezési fázisban Code of practice

22 Gotthard alagút geológiája 22

23 Kivitelezés közbeni feltárás 23

24 Föld alatti műtárgyak csoportosítása 24 közlekedés közmű egyéb közúti közlekedés kötöttpályás közlekedés gyalogos közlekedés gépjármű tárolás vízellátás, csatornázás, gázellátás, távhőellátás, villamos energia, posta, hírközlés kereskedelem ipar szolgáltatás polgári védelem közúti aluljáró mélyvezetésű út közúti alagút metró városi vasút, villamos vasúti v. villamos aluljáró gyalogos aluljáró mélygarázs egyedi vezeték közműalagút vonali kisműtárgy nagyműtárgy üzlet raktár, tározó szállító alagút óvóhely funkciója - felszíni kapcsolatok, felszín alatti helyzet, keresztmetszeti méretek, vonalvezetés, szerkezeti lehetőségek, kivitelezési módszerek, építészeti kialakítás

25 Földalatti létesítmények kritériumai 25 Alagút típusa Közúti alagutak A tervezéshez szükséges legfontosabb információ Általában nagy átmérőjű alagutak fesztáv nehezíti a tervezést A vízszintes vonalvezetés és a lejtési viszonyok flexibilisek. Átfogó geotechnikai vizsgálatok az alagút vonalvezetésének az optimalizációjára irányulnak. Az alagútportálok speciális feltárást igényelnek. Vasúti alagutak Metróalagutak Vonalvezetési kérdésekben (mind vízszintes, mind függőleges) kötött; nehéz elkerülni a geológiai kockázatokat. A feltárásoknak a tervezett vonalvezetés környékén található komplex geológiát kell feltárnia. Általában beépített területen találhatóak, ezért a feltárásnak a felszíni süllyedésre kell koncentrálnia. Szükség esetén több lehetséges alternatív vonalvezetés feltárása lehet indokolt. Általában többlépcsős geotechnikai kampánnyal kell metróalagutak esetén számolni.

26 Vonalvezetés 26 Funkció Külső kapcsolatok, állomások Meglévő infrastruktúra, közlekedési hálózatok Építés közbeni kapcsolatok, megközelíthetőség Földtani adottságok (geológia, hirdológia, tektonika) Forgalmi-üzemi szempontok Akadályok, kötöttségek, beépítettség Technológia és konstrukció Logisztika Városfejlesztési koncepció Meglévő és jövőbeli létesítmények Lakosság sűrűsége és eloszlása (Politika)

27 M6 autópálya, Szekszárd-Bóly 27 3 alagút 6 völgyhíd magas (hát)töltések 2 év alatt Geresdi-dombság Bátaszék Sárrét m Bf m Bf ártéri holocén fedőréteg dunai ős-sárvízi hordalék felső-pannon agyag lösz (átmozgatott, szélhordta, mocsári) lösz meszes kiválásokkal tengelici vörösagyag felső-pannon agyag

28 M6 autópálya, Szekszárd-Bóly 28 Földtöbblet felhasználása Elszállítás, beépítés más szakaszokon Rekultiváció, árvízvédelmi gátak erősítése Jelentős szállítási távolságok, ideiglenes deponálás Fejtés+fuvar+beépítés - organizáció Földtöbblet csökkentésének lehetőségei 1. Meredekebb bevágási rézsűk Magasabb töltések 1. ábra. Elvi javaslat mélybevágás kialakítására TECO rendszerű horgonyzott rézsűkkel az M6 161,7-193,0 km szakaszán Terepszint Korrózióálló acélháló és erózióvédő és humuszmegtartó műanyag háló Horgonyzott bevágási rézsű kötötttalaj esetén, =0,5 3,5 10 3,5 3,5 1:1 3,5 L = 4 m 3,5 3,5 1:1,5 3,5 3,5 Horgonyzott bevágási rézsű szemcsés vagy vízérzékeny talaj esetén, =1 3,5 10 3,5 3,5 Erősített rézsű-védelem, szegezés, horgonyzás Süllyedési és konszolidációs problémák Pályaszint 10 2:1 L = 4 m L = 7 m L = 9 m L = 10 m Bevágási rézsű =1,5 Földtöbblet csökkentésének lehetőségei 2. ORKA KFT Földmű szintje dr. Keleti Imre Ø 28 mm-es injektált talajhorgony Alagutas nyomvonal, mélyebb vonalvezetés

29 M6 autópálya, Szekszárd-Bóly 29 Mélyebb vezetésű, alagutas nyomvonal 29

30 Budapest metró-hálózat terve

31 Budapest metró-hálózat terve

32 Budapest metróhálózat

33 London metróhálózat 33

34 Budapest kelet-nyugat metró hossz-szelvény

35 Budapesti M4 metró hossz-szelvény 35

36 Keresztmetszeti kialakítás - szempontok 36 Funkcionális igények Űrszelvény alakja, mérete Installációs berendezések Világítás Szellőztetés tűzvédelem, Biztonsági követelmények Biztonsági rendszer Üzemi és közszolgálati hírközlés Üzemi monitoring Mérnöki szerkezetek Szigetelési igények Csatlakozó szerkezetek Esztétika, építészet

37 Keresztmetszeti kialakítás - alak 37 Kör Négyszög Összetett Boltíves

38 Keresztmetszeti kialakítás összetett szerkezet 38

39 Közúti alagút 39

40 Közúti alagút sávalappal és ellenboltozattal 40

41 4,50 5,00 4,80 Keresztmetszet: installációs, biztonsági berendezések 41 Világítótest Ventilátorok Vészátjáró jelző Menekülési irányjelző 0,5 4,00 3,50 Szegélyprizma Sávhasználhatóságot jelző lámpák Közúti űrszelvény 0,75 0,75 3,50 4,00 0, 5 Menekülési irányjelző Szegély -prizma 0 Záróvonal Elválasztó vonalat jelző prizma Záróvonal Elválasztóvonal

42 Belső kialakítás 42

43 , völgyhíd, 326 m , völgyhíd, 405 m , völgyhíd, 412 m Bátaszék-i csomópont, üzemi átjáró üzemi átjáró üzemi átjáró üzemi átjáró üzemi átjáró üzemi átjáró üzemi átjáró üzemi átjáró Véménd-i csomópont, M6 autópálya alagutak 43 bátaszéki csp. véméndi csp. Leálló öböl vészátjáró balpálya jobbpálya A alagút m B alagút , 399 m C alagút m D alagút m

44 35,5 m 24,0 m 35,5 m 24,0 m 990 m 2020m 40 m 990 m A1a jelű alagút Hossza: 2020 m. Járatszáma: 2. Forgalmi sáv szélessége: 3,50 m. Kocsipálya-szélessége: 8 m. Leállóöblök : középtájon, hosszuk: 40 m. Harántjárat középtájon. Vészátjárók: ~200 m-enként. Ívviszonyok: R=1200 m jobbív, balív R=1600 m. Vészátjáró Leálló öblök és harántjárat 768 m 768 m 768 m 766 m 40 m 40 m 40 m 3190 m Lassítósávos keresztmetszet Jelmagyarázat energia központ Gyorsítósávos keresztmetszet Vészátjáró Vészkijárat a j. útra Leálló öblök és harántjárat 2-3 KM HOSSZÚ ALAGUATAK JELEMZŐ HOSSZMÉRETEI M0 BUDAKALÁSZ-SOLYMÁR SZAKASZ PÉLDÁJÁN A1b jelű alagút Hossza: 3190 m. Járatszáma: 2. Forgalmi sáv szélessége: 3,50 m. Kocsipálya-szélessége: 8 m. Leállóöblök : harmadokban, hosszuk: 40 m. Harántjárat középtájon Vészátjárók: ~200 m-enként. Vészkijárat a j. útra. Ívviszonyok: R=1200 m balív, R=1200 m jobbív. drki. MTI 2008 ALAGÚTTERV

45 Biztonsági rendszer 45

46 Vasúti alagút 46

47 Ballahegyi alagút (Magyar-Szlovén Vasút) 47

48 Alagútkiépítés 48

49 Közúti aluljáró Győrben 49

50 Gyalogos aluljárócsarnok 50

51 Gyalogos aluljáró folyosó 51

52 Párizsi metró egyik régi állomása 52

53 Budapesti metró állomások 53

54 Háromcsöves állomás vonalalagútból bővítve 54

55 Háromcsöves alagútállomás középső alagútja 55

56 A Kálvin-téri állomás 56

57 Budapest, Kálvin téri állomás építése 57

58 A budapesti 4-es metró állomástervei 58

59 Kéreg alatti állomás 59

60 Közúti és gyalogos aluljáró 60 Bp. Erzsébet híd közelében

61 Alagút bejárata 61

62 Alagút bejárata 62

63 20-25 m Alagút portál 63 Fejtési portál rézsűbiztosítása Szellőző kürtő Visszatöltött szemcsés talaj Portálkoszorú ~+7.0 Szellőző gépház Energia betáplálás és irányítás ,0 Használtlevegő oldali légcsatorna Nyitható-zárható beömlő nyílás Ventilátorok Útpályaszerkezet Vasbeton szerkezet Alagútjárat Feltöltés ~-2,1 Zártépítésű szakasz Nyíltépítésű szakasz

64 Vízszállító alagút 64 Vasbetoncső 230 mm Acéllemez szigetelés 7 mm Betoncső 38 mm Külső átmérő 2600 mm

65 Közmű alagút 65

66 Építési eljárások 66 Zárt építési eljárások Bányászati módszerek Hagyományos eljárások Új osztrák módszer Gépesített módszer Pajzsos építés Fúrógépes építés Csősajtolás Nyílt építési eljárások Rézsű munkatérben cut and cover Megtámasztott munkatérben alulról felfelé felülről lefelé szekrénysüllyesztés

67 Építési technológia kiválasztási szempontjai 67 A kőzet geológiai, mérnökgeológiai, geotechnikai adottságai A talajvíz, rétegvíz, karsztvíz helyzete, tulajdonságai Az alagút, a műtárgyak feletti takarás A magassági és vízszintes vonalvezetés Az alagút, műtárgyak keresztmetszeti geometriája Felszín beépítettsége Építési idő, megbízói elvárások Környezet (zaj, por, közlekedés, betonkorrózió ) Építés gazdaságossága Építési előírások, jogszabályi környezet

68 Zárt építési eljárások

69 Nyílt építési eljárás 69 Hagyományos nyitott munkatérben Vízzáróan és/vagy teherhordóan körülhatárolt munkatérben Rézsűs kiemelés Megtámasztott munkagödör Nyitott munkatér, megtámasztott határolás Horgonyzás Dúcolat Födém alatti építés (Milánói módszer)

70 Cut and cover módszer 70

71

72 Gotthard bázisalagút 72 Hálóalagút Bázisalagút: 1151 mbf 571 mbf

73 Gotthard bázisalagút 73 Portál 1: Erstfeld Köztes nyitópontok: Amsteg Sedrun Faido Portál 2: Bodio

74 Gotthard bázisalagút 74

75 Gotthard bázisalagút 75

76 Gotthard bázisalagút 76 85%-os felhasználás

77 Köszönöm a figyelmet