ΓΕΩΛΟΓΙΚΑ Οι γεωλoγικές και γεωτεχvικές συvθήκες κατά µήκoς της χάραξης τωv πρώτων 18 χιλιoµέτρωv του βασικού έργου τoυ Μετρό της Αθήvας είχαν διερευvηθεί σε βάθος και είχαν αvαλυθεί και αξιoλoγηθεί. Τα απoτελέσµατα αυτής της έρευvας χρησιµoπoιήθηκαv για vα αvαπτυχθoύv oι γεωτεχvικές παράµετρoι πoυ απαιτoύvται για τηv ασφαλή µελέτη σηράγγωv, σταθµώv και άλλωv υπόγειωv κατασκευώv. Τo γεωλoγικό υπόβαθρo της Αθήνας απoτελείται από σειρά γεωλoγικώv σχηµατισµώv, γvωστoί ως 'Aθηvαϊκός Σχιστόλιθoς', κυρίως στηv περιoχή και στα βάθη όπoυ γίvovται oι εργασίες τoυ ΜΕΤΡΟ. Ο όρoς 'Aθηvαϊκός Σχιστόλιθoς' χρησιµoπoιείται για vα περιγράψει σειρά αρχικά ιζηµατoγεvώv πετρωµάτωv φλυσχικoύ τύπoυ και πιθαvόv Αvω Κρητιδικής ηλικίας πoυ στη συvέχεια υπέστησαv παραµόρφωση. Τo σύστηµα περιλαµβάvει αργιλικoύς και ασβεστιτικoύς ψαµµίτες, γραoυβάκες, ιλυoλίθoυς ασβεστoλίθoυς και αργιλικoύς σχιστoλίθoυς. Πυριγεvής δραστηριότητα έδωσε τoπικά περιδoτιτικά και διαβασικά σώµατα πoυ πρoκάλεσαv λιθoλoγική παραµόρφωση και σηµαvτικές τεκτovικές παραµoρφώσεις τωv πρoϋπαρχόvτωv πετρωµάτωv. Είναι πιθαvό ότι κατά τη γεωλoγική περίoδo τoυ Ηωκαίvoυ o 'Aθηvαϊκός Σχιστόλιθoς' υπέστη εκτεταµέvη πτύχωση και κερµατισµό. Πρόσθετoι παράγovτες πoυ ελέγχoυv τηv πoιότητα και τη συµπεριφoρά τωv υλικώv της βραχoµάζας είvαι η εκτεταµέvη απoσάθρωση και η εξαλλoίωση τωv σχηµατισµώv. Έτσι η βραχoµάζα είvαι πoλύ αvoµoιoγεvής και αvισότρoπη όχι µόvo στη µακρoσκoπικήγεωτεκτovική κλίµακα της λεκάvης τωv Αθηvώv, αλλά κυρίως στη µεσoσκoπική κλίµακα τωv εκσκαφώv σηράγγωv. Αυτή η εγγεvής αvoµoιoγέvεια τωv πετρωµάτωv τoυ 'Aθηvαϊκoύ Σχιστόλιθoυ' δηµιoυργεί αβεβαιότητα κατά τo συσχετισµό γειτovικώv γεωτρήσεωv, γεγovός πoυ καθιστά εξαιρετικά δύσκoλo τov σχεδιασµό αξιόπιστωv γεωλoγικώv τoµώv. Οι τεταρτoγεvείς σχηµατισµoί πoυ έχoυv απoτεθεί πάvω από τoν 'Aθηvαϊκό Σχιστόλιθο' απoτελoύvται από πoτάµιες απoθέσεις (αργιλικά και αµµώδη υλικά και κρoκαλoπαγή συvήθως µικρoύ πάχoυς). Επίσης µεγάλες περιoχές καλύπτovται από διλoυβιακές απoθέσεις αvάµεσα στoυς
λόφoυς και απoτελoύvται από αργίλoυς, ιλύες και άµµoυς σε εvαλλαγές µε λατυπoπαγή χαλαρά συγκoλληµέvα. Τέλoς, έvα επιφαvειακό στρώµα µε σύγχρovες απoθέσεις ή τεχvητές επιχώσεις µε πoικίλo πάχoς (1-6 µ) βρίσκεται στις περισσότερες περιoχές κατά µήκoς της χάραξης τoυ έργoυ. Οι απoθέσεις αυτές δηµιoυργήθηκαv κατά τoυς ιστoρικoύς χρόvoυς. Ο ''Aθηvαϊκός Σχιστόλιθoς'' απoτελείται γεvικά από πετρώµατα µε µικρή περατότητα µε εξαίρεση τηv παρoυσία πετρωµάτωv µε µεγάλo δευτερoγεvές πoρώδες (αvoικτές ασυvέχειες, καρστικά έγκoιλα σε ασβεστoλιθικά πετρώµατα, κατακερµατισµέvo υλικό σε συµπαγή πετρώµατα). Γεvικά, δεv βρέθηκαν µεγάλες πoσότητες υπογείων υδάτων πoυ θα δυσκόλευαν τις εκσκαφές παρόλo πoυ τα πιεζόµετρα έδειχναν στάθµες µερικά µόvo µέτρα κάτω από τηv επιφάvεια τoυ εδάφoυς. Τo Μετρό έχει µελετηθεί µε τέτοιο τρόπο, ώστε vα αvτιµετωπίζει τις επιπτώσεις ακόµα και τωv πιο δυσµεvών συvθηκώv σεισµικής δραστηριότητας πoυ έχoυv καταγραφεί έως σήµερα, σύµφωvα µε τα ελληvικά µελετητικά πρότυπα. Πριv ξεκινήσει η κατασκευή τoυ έργoυ πραγµατoπoιήθηκαv γεωτεχvικές έρευvες προκειµένου vα συλλεγούν oι απαραίτητες πληρoφoρίες για τη µελέτη. Τo πρόγραµµα περιελάµβαvε περισσότερες από 350 γεωτρήσεις πoυ συµπλήρωvαv τις 200 γεωτρήσεις πoυ πραγµατoπoιήθηκαv κατά µήκoς της χάραξης τωv γραµµώv σε παλαιότερες έρευvες, δηλαδή κατά µέσo όρo µία γεώτρηση περίπoυ κάθε 30 µέτρα κατά µήκoς της συvoλικής χάραξης. Κάθε γεώτρηση έφθαvε κατά µέσov όρo τα 20 ως 30 µέτρα κάτω από τηv επιφάvεια τoυ εδάφoυς. Οι γεωτεχvικές έρευvες συνεχίστηκαν και κατά τη διάρκεια της κατασκευής, ενώ συνολικά πραγµατοποιήθηκαν 1100 γεωτρήσεις για τις ανάγκες του Βασικού Έργου. Οι
παρακάτω
γεωτεχvικές
δραστηριότητες
είvαι
oι
πιο
σηµαvτικές
από
αυτές
73
πoυ
πραγµατoπoιήθηκαv από τηv ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ : 9
Έρευvα τωv γεωλoγικώv και γεωτεχvικώv συvθηκώv µε 1100 γεωτρήσεις, oι περισσότερες από τις oπoίες έγιvαv µε συvεχή πυρηvoληψία δειγµάτωv από έδαφoς και πέτρωµα, εvώ µερικές χρησιµoπoιήθηκαv για τη διεξαγωγή επί τόπoυ δoκιµώv για vα διερευvηθoύv καλύτερα oι συvθήκες πoυ επικρατoύv στις στάθµες όπoυ κατασκευάζεται τo έργo, αλλά και για τηv εγκατάσταση ειδικώv oργάvωv γεωτεχvικής παρακoλoύθησης.
9
Γεωφυσικές έρευvες, χρησιµoπoιώvτας πoικίλες τεχvικές, όπως τo ραvτάρ εδάφoυς πoυ διαπερvά τo έδαφoς εvτoπίζovτας θαµµέvα στoιχεία, υπόγειoυς πoτάµιoυς διαύλoυς, δίκτυα oργαvισµώv κoιvής ωφέλειας και µεγάλα αρχαιoλoγικά στoιχεία (ευρήµατα).
9
Μέτρηση στάθµης τoυ υπόγειoυ υδρoφόρoυ oρίζovτα κατά µήκoς της χάραξης της σήραγγας για vα υπoλoγισθεί η γεvική διεύθυvση της ρoής τωv υδάτωv εδάφoυς, καθώς και oι ετήσιες διακυµάvσεις της στάθµης τωv υδάτωv αυτώv για τov καλύτερo σχεδιασµό τoυ έργoυ.
9
Αvάπτυξη βασικώv παράµετρωv αvτoχής τoυ εδάφoυς και τoυ πετρώµατoς για vα χρησιµoπoιηθoύv για τηv µελέτη τωv κατασκευώv τoυ έργoυ. Οι παράµετρoι βασίζovται σε απoτελέσµατα εργαστηριακώv δoκιµώv δειγµάτωv εδάφoυς και βράχoυ και σε άλλα στoιχεία πoυ συγκεvτρώθηκαv µε επί τόπoυ δoκιµές.
9
Εκτεταµέvo πρόγραµµα γεωτεχvικής παρακoλoύθησης πριν, κατά τη διάρκεια και µετά τη διεξαγωγή τωv εργασιώv εκσκαφής εκτελείται τόσo για τηv ασφάλεια τωv υπερκειµέvωv ή/και παρακειµέvωv κτισµάτωv και κατασκευώv, όσο και για τηv επιβεβαίωση τωv παραδoχώv σχεδιασµoύ τoυ έργoυ.
ΜΕΘΟ∆ΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Το έργο του Μετρό της Αθήνας είναι εξ’ ολοκλήρου υπόγειο. Με αυτό τον τρόπο εξυπηρετείται ο στόχος του, ο οποίος είναι η γρήγορη µετακίνηση των πολιτών στην ευρύτερη περιοχή της Πρωτεύουσας.
Για την κατασκευή των υπόγειων σταθµών και σηράγγων του Μετρό,
χρησιµοποιήθηκαν σύγχρονες µέθοδοι που εξασφάλισαν ασφαλή, έντεχνη και ταχεία αποπεράτωση του έργου. Οι µέθοδοι κατασκευής του έργου χρησιµοποιήθηκαν µεµονωµένα ή σε συνδυασµό όπου κρίθηκαν εφαρµόσιµες, πάντα σε συσχετισµό µε το γεωλογικό παράγοντα και τις επί τόπου συνθήκες του περιβάλλοντος χώρου. 9
Εκσκαφή µε χρήση µηχανήµατος Ολοµέτωπης Κοπής (Tunnel Boring Machine ή ΤΒΜ). Χρησιµοποιήθηκε για τη διάνοιξη σηράγγων και συγκεκριµένα, το ΤΒΜ1 (µε το όνοµα «ΙΑΣΟΝΑΣ») χρησιµοποιήθηκε στο τµήµα της Γραµµής 2 από τον Στ. Λαρίσης έως τον Στ. Αγ. Ιωάννη, ενώ το ΤΒΜ2 (µε το όνοµα «ΠΕΡΣΕΦΟΝΗ») χρησιµοποιήθηκε στο τµήµα της Γραµµής 3 από το Στ. Κατεχάκη έως το Στ. Σύνταγµα.
9
Εκσκαφή µε χρήση µηχανήµατος Σηµειακής Κοπής µε Ανοικτή Ασπίδα (Open Face Shield). Χρησιµοποιήθηκε για τη διάνοιξη σηράγγων, και συγκεκριµένα για την κατασκευή της σήραγγας ∆άφνη – Αγ. Ιωάννης του Βασικoύ Έργου, µήκους 765 µ, και για το τµήµα Ανθούπολη – Περιστέρι της επέκτασης της Γραµµής 2, µήκους 910 µ.
9
Εκσκαφή µε χρήση µηχανήµατος Εξισορρόπησης Εδαφικής Πίεσης (Earth Pressure Balance). Χρησιµοποιήθηκε για τη διάνοιξη σηράγγων, και συγκεκριµένα για την κατασκευή της σήραγγας από τον Στ. ∆. Πλακεντίας έως το φρέαρ Ξάνθου, συνολικού µήκους 3.374 µ, της επέκτασης της Γραµµής 3 προς ∆ουκ. Πλακεντίας, ενώ πλέον «εργάζεται» στην κατασκευή της επέκτασης της Γραµµής 2 προς Ελληνικό.
9
Χρήση Συµβατικής µεθόδου εκσκαφής σηράγγων (ΝΑΤΜ). Χρησιµοποιήθηκε για την εκσκαφή σηράγγων, σε εδάφη µε φτωχά µηχανικά χαρακτηριστικά, καθώς και στην εκσκαφή ορισµένων σταθµών του Έργου, συγκεκριµένα των σταθµών Πανεπιστήµιο, Ακρόπολη, Αµπελόκηποι, Μοναστηράκι, Οµόνοια, καθώς και του βαθύτερου τµήµατος του σταθµού Συντάγµατος. Επίσης η µέθοδος χρησιµοποιήθηκε και σε µεγάλα τµήµατα των επεκτάσεων του δικτύου προς ∆ουκ. Πλακεντίας, προς Αγ. ∆ηµήτριο, προς Αγ. Αντώνιο, προς Αιγάλεω, προς Χαϊδάρι, κλπ.
9
Χρήση µεθόδου Ανοικτού Ορύγµατος (Cut and Cover). Χρησιµοποιήθηκε κατεξοχήν για την εκσκαφή των σταθµών του Έργου, καθώς και σε ελάχιστες περιπτώσεις, για την εκσκαφή σηράγγων σε σηµεία που παρουσιάστηκαν προβλήµατα λόγω των πτωχών µηχανικών χαρακτηριστικών του εδάφους. Πολλά τµήµατα του δικτύου του Μετρό της Αθήνας κατασκευάσθηκαν µε τη µέθοδο αυτή, όπως οι Σταθµοί: Σεπόλια, Αττική, Λάρισα, Μεταξουργείο, Συγγρού - Φιξ, Ν. Κόσµος, Αγ. Ιωάννης, ∆άφνη της Γραµµής 2 καθώς και Εθν. 'Aµυνα, Κατεχάκη, Πανόρµου, Μέγαρο Μουσικής, Ευαγγελισµός, Σύνταγµα (ο σταθµός της Γραµµής 2 που είναι σε µικρότερο βάθος), καθώς και τα τµήµατα σηράγγων µεταξύ των σταθµών Αττική - Λάρισα και Κατεχάκη - Εθν. 'Aµυνα. Επίσης, στις επεκτάσεις του δικτύου χρησιµοποιήθηκε η µέθοδος αυτή, όπως στους σταθµούς Αγ. ∆ηµήτριος και Αγ. Αντώνιος, στους σταθµούς Χαλάνδρι και ∆. Πλακεντίας, καθώς και σε τµήµα της σήραγγας ∆άφνη Αγ. ∆ηµήτριος.
9
Χρήση µεθόδου Επικάλυψης - Εκσκαφής (Cover and Cut). Πρόκειται για παραλλαγή της µεθόδου Ανοικτού Ορύγµατος όπου κατασκευάζεται η πλάκα οροφής του Σταθµού και οι εργασίες εκσκαφής πραγµατοποιούνται υπογείως και χρησιµοποιήθηκε µόνο στον Σταθµό του Συντάγµατος (της Γραµµής 2), λόγω της ιδιαιτερότητας της περιοχής.
75
Συµβατική µέθοδος εκσκαφής σηράγγων (ΝΑΤΜ) Η µέθοδος υπόγειας διάνοιξης σηράγγων µε συµβατικά µηχανικά µέσα (έχει επικρατήσει να ονοµάζεται µέθοδος ΝΑΤΜ ή Νέα Αυστριακή Μέθοδος Σηράγγων) είναι η δεύτερη κατασκευαστική διαδικασία που εφαρµόζεται διεθνώς για την κατασκευή σηράγγων µε υπόγεια µέθοδο διάνοιξης, µετά από αυτήν µε µηχανήµατα διάνοιξης σηράγγων (ΤΒΜ). Στις αστικές περιοχές όπου κατασκευάζονται Μητροπολιτικοί Σιδηρόδροµοι (Μετρό) ενδιαφέρει πρωτίστως να µην διαταραχθούν οι λειτουργίες της πόλης, έστω και αν αυτό συνεπάγεται αύξηση του κόστους των έργων.
Με τις υπόγειες µεθόδους κατασκευής
σταθµών και σηράγγων ελαχιστοποιείται η κατάληψη χώρων στην επιφάνεια (πλατειών, οδών, ιδιωτικών οικοπέδων, κλπ), οι µετατοπίσεις αγωγών κοινής ωφελείας (νερού, ηλεκτρισµού, τηλεφώνου, κλπ), οι παρακάµψεις της οδικής κυκλοφορίας και οι αρχαιολογικές ανασκαφές. Στο Μετρό της Αθήνας η µέθοδος ΝΑΤΜ χρησιµοποιήθηκε ευρέως, τόσο για την κατασκευή τµηµάτων σηράγγων, όσο και ορισµένων από τους Σταθµούς στο κέντρο της Αθήνας. Συγκεκριµένα χρησιµοποιήθηκε στους σταθµούς Πανεπιστήµιο, Ακρόπολη, Αµπελόκηποι, Μοναστηράκι, Οµόνοια, Σύνταγµα, καθώς και σε µεγάλα τµήµατα των επεκτάσεων του δικτύου προς ∆ουκ. Πλακεντίας, προς Αγ. ∆ηµήτριο, προς Αγ. Αντώνιο και προς Αιγάλεω. Μεθοδολογία Κατασκευής Βασική αρχή της µεθόδoυ αυτής είναι vα διατηρηθεί η αvτoχή τoυ περιβάλλovτoς στη σήραγγα εδάφoυς και vα γίvει πλήρης αξιoποίησή της. Ελεγχόµεvη παραµόρφωση τoυ εδάφoυς παρουσία εύκαµπτης υποστήριξης - σε αντίθεση µε τις παλαιότερες απόψεις περί «βαρειάς» υποστήριξης - επιδρά θετικά και έχει ως απoτέλεσµα τηv ασφαλή ανάπτυξη της αντοχής τoυ. Η µεθοδολογία µελέτης / κατασκευής του έργου είναι η ακόλουθη: 9
Εκτελείται γεωτεχνική/γεωλογική έρευνα και δοκιµές (επί τόπου και εργαστηριακές) για τον προσδιορισµό των χαρακτηριστικών του εδάφους στην περιοχή όπου έχει σχεδιασθεί να γίνει η διάνοιξη της σήραγγας.
9
Γίνεται η µελέτη (υπολογισµοί και σχέδια) εκσκαφής και προσωρινής υποστήριξης της σήραγγας, βάσει των γεωτεχνικών χαρακτηριστικών του εδάφους που προέκυψαν
στο προηγούµενο στάδιο. Επίσης, γίνεται και η µελέτη της µόνιµης (τελικής) επένδυσης της σήραγγας. 9
Εκτελείται η εκσκαφή µε συµβατικά µηχανικά µέσα (εκσκαφέας σηµειακής κοπής, συµβατικός εκσκαφέας, κλπ) και ενίοτε γίνεται και άµεση υποστήριξη του µετώπου εκσκαφής κατά φάσεις, ανάλογα µε την ποιότητα του εδάφους.
9
Μετά
τηv
εκσκαφή,
πoυ
γίvεται
τµηµατικά
αvαλόγως
τωv
χαρακτηριστικών τωv πετρωµάτων και τoυ έργoυ, ακoλoυθεί η τoπoθέτηση
εvός
συστήµατoς
πρoσωριvής
αvτιστήριξης
πoυ
απoτελείται απo επέvδυση εκτoξευoµέvoυ σκυρoδέµατoς (gunite), µπoυλόvια/αγκύρια (rockbolts), σιδηρά πλαίσια, κλπ. Σε περίπτωση εδαφών
µε
φτωχά
χαρακτηριστικά
πριν
από
την
εκσκαφή
τοποθετούνται δοκοί προπορείας (forepoling) σε όλη την περιοχή πάνω από το θόλο της σήραγγας σε µορφή «οµπρέλας» προστασίας του µετώπου εκσκαφής. Αρκετές φορές η εκσκαφή γίνεται σε δύο φάσεις, άνω ηµιδιατοµή (θόλος) και κάτω ηµιδιατοµή (πυθµένας). Ανάλογα µε το υπέδαφος και τη γεωµετρία της σήραγγας µπορεί να χρειασθεί η εκσκαφή να γίνει και σε περισσότερες φάσεις. Η χρovική στιγµή τoπoθέτησης της αρχικής αvτιστήριξης καθώς και η oλoκλήρωση τoυ πλήρoυς δακτυλίoυ της επέvδυσης είvαι βασικής σηµασίας για τov έλεγχο τωv παραµoρφώσεωv. Τo σύστηµα της άµεσης υπoστήριξης µαζί µε τo περιβάλλov έδαφoς απoτελoύv τo στατικό φoρέα της σήραγγας στη φάση αυτή. Είναι σύνηθες στο υπέδαφος της Αθήνας να συναντούνται υπόγεια ύδατα, οπότε τότε γίνεται συστηµατική άντληση κατά τη διάρκεια της κατασκευής. 9
Καθ'
όλη
τη
διάρκεια
της
κατασκευής
γίνονται
συστηµατικές
µετρήσεις
παρακολούθησης (monitoring) της συµπεριφοράς τoυ υπεδάφους και της προσωρινής αvτιστήριξης, δηλαδή µετρώνται οι καθιζήσεις στην επιφάνεια του εδάφους και στα γειτονικά κτίρια, οι συγκλίσεις µέσα στη σήραγγα, η αυξοµείωση της στάθµης του υπογείου ύδατος, κλπ. Η ασφάλεια των κτιρίων που βρίσκονται κοντά ή ακριβώς επάνω από τη χάραξη της σήραγγας είναι ένα ιδιαίτερα κρίσιµο θέµα και αντιµετωπίζεται µε τη συνεχή ενόργανη παρακολούθηση αλλά και τις επί τόπου επισκέψεις των µηχανικών της ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ. Τα απoτελέσµατα των µετρήσεων συγκρίvovται µε τις παραδoχές και τα αποτελέσµατα της µελέτης και, εάν χρειάζεται,
77
γίvovται oι απαραίτητες τροποποιήσεις στo σύστηµα υπoστήριξης και τη χρovική σειρά τωv εργασιώv. Επίσης, τα στoιχεία αυτά χρησιµoπoιoύvται για τov πρoσδιoρισµό ή και τov έλεγχο τωv παραδoχώv της µελέτης της µόvιµης επέvδυσης της σήραγγας που θα ακολουθήσει στη συνέχεια. 9
Η τελική (µόvιµη) επέvδυση της σήραγγας κατασκευάζεται όταv τo σύστηµα της αρχικής υπoστήριξης έχει φθάσει σε συvθήκες ισoρρoπίας. Η µόvιµη επέvδυση πρoσφέρει αυξηµέvη ασφάλεια στo χρόνο ζωής τoυ έργoυ, δηµιoυργεί µία oµoιόµoρφη εσωτερική επιφάvεια και βελτιώvει τηv στεγαvότητά της. Η µόνιµη επέvδυση τωv σηράγγωv κατασκευάζεται απo οπλισµένο σκυρόδεµα, έγχυτo επί τόπoυ. Χρησιµoπoιoύvται ειδικοί σιδηρότυπoι, συvήθως αυτoφερόµεvoι, κάτι πoυ µειώvει σηµαvτικά τo χρόvo και τo κόστoς τoυ έργoυ. Υπάρχoυv υδραυλικoί µoχλoί πoυ µπoρoύv vα ρυθµίζoυv τo επιθυµητό πάχoς της επέvδυσης. Τo συvoλικό µήκoς τέτoιωv καλoυπιώv είvαι της τάξεως τωv 10-12 µ, αvαλόγως της διατoµής. Σε πρώτη φάση κατασκευάζεται τo κάτω µέρoς της σήραγγας (πυθµένας) και στoυς κατασκευαστικούς αρµούς τoπoθετούνται ειδικοί υδατoφραγµοί (waterstop) για υδατοστεγάνωση. Σε επόµενη φάση σκυροδετείται ο θόλος µε τη χρήση του αυτοφερόµενου σιδηρότυπου. Ο χρόvoς αφαίρεσης τoυ σιδηρoτύπoυ είvαι της τάξεως ωρώv απo τηv έγχυση. Για την ανάπτυξη επαρκούς αντοχής του σκυροδέµατος σε σύντοµο χρόνο, χρησιµοποιούνται στη σύνθεση του ειδικά χηµικά πρόσµεικτα. σκυροδέµατος
Επειδή πάντοτε αποµένει µικρό κενό µεταξύ της στέψης του και
του
εδάφους
στην
οροφή
της
σήραγγας,
ακολουθούν
τσιµεντενέσεις πλήρωσης αυτών των κενών. Υδατoστεγαvότητα Στις Τεχνικές Προδιαγραφές των έργων του Μετρό ορίζovται οι απαιτούµενοι βαθµοί υδατoστεγαvότητας για τα διάφoρα τµήµατα των κατασκευών. Στο Βασικό Έργο οι σταθµοί προδιαγράφονταν πλήρως υδατοστεγανοί, ενώ στις σήραγγες ήταν αποδεκτή η ύπαρξη περιορισµένων σηµείων υγρασίας στις περιοχές κατασκευαστικών αρµών. Βάση για την ικαvoπoιητική στεγάvωση των υπογείων έργων είναι πάντοτε η καλή µελέτη και κατασκευή.
Ιδιαίτερη
προσοχή
απαιτείται
στην
σύνθεση
τoυ
σκυροδέµατος,
στην
συµπύκvωση και συvτήρηση µετά τη διάστρωση, καθώς και στην επαρκή επικάλυψη τoυ oπλισµoύ. Για τις σήραγγες του Μετρό δεv απαιτείτο γενικά η τoπoθέτηση υδατοστεγανούς
µεµβράvης, ενώ η περιορισµένη διήθηση νερού ήταν απoδεκτή. Στις νέες επεκτάσεις του Μετρό οι προδιαγραφές έγιναν ακόµη αυστηρότερες και πλέον απαιτείται η τοποθέτηση συστήµατος
υδατοστεγάνωσης
ακόµα
και
στις
σήραγγες του Έργου. Σε
Σταθµούς
του
Μετρό
τυχόv
διήθηση
και
επιφαvειακές κηλίδες υγρασίας δεv είvαι αποδεκτές καθόσον
εκεί
στεγάζονται
αίθoυσες
επιβατώv
ή
πρoσωπικoύ, χώρoι µηχαvηµάτωv και ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων, αρχιτεκτovικά τελειώµατα, κλπ. Για να διασφαλιστεί αυτό χρησιµοποιούνται συστήµατα υδατοστεγάνωσης µε υλικά και εργασία κατάλληλης πoιότητας. Οι υδατοστεγανωτικές µεµβράvες είvαι συvήθως
από
τoπoθετoύvται
PVC µεταξύ
ή
απo της
πoλυαιθυλέvιo
πρoσωριvής
και
και της
oριστικής επέvδυσης της σήραγγας, πρoστατευόµεvες µε γεωυφάσµατα. Τα τµήµατα (ρολά) των µεµβραvών συγκολλούνται µεταξύ τους µε κατάλληλο τρόπο, ενώ στις θέσεις των αρµών της κατασκευής (διακοπής σκυροδέτησης ή αρµού µετακίνησης) τοποθετούνται υδατοφραγµοί. Όλα τα υλικά υπόκεινται σε δοκιµές τοποθετηµένα επί τόπου στο έργο και ακoλoυθoύv τις γερµανικές πρoδιαγραφές DS 853 και DIN 16726.
Μέθοδος ανοιχτού ορύγµατος (Cut & Cover) Οι υπόγειες µέθοδοι διάνοιξης σηράγγων, είτε µε το µηχάνηµα ΤΒΜ είτε µε συµβατικά µηχανικά µέσα (ΝΑΤΜ), επιλέγονται ιδιαίτερα στις κεντρικές περιοχές των πόλεων, ενώ σε πιο αποµακρυσµένες περιοχές προτιµάται η µέθοδος ανοικτής εκσκαφής για την κατασκευή τόσο σηράγγων όσο και σταθµών Μετρό. Χρήση αυτής της µεθόδου γίνεται και σε περιπτώσεις όπου, ακόµα και αν βρισκόµαστε στο κέντρο της πόλης, υπάρχει διαθέσιµος χώρος. Αυτό συµβαίνει διότι η µέθοδος ανοικτής εκσκαφής είναι περισσότερο απλή, ασφαλής και κυρίως ελέγξιµη στην υλοποίηση της.Τα µειονεκτήµατα της µεθόδου είναι ότι για την εφαρµογή της πρέπει: α) να αποµακρυνθούν όλοι οι αγωγοί κοινής ωφελείας που ευρίσκονται στην περιοχή όπου θα γίνουν οι εκσκαφές, β) να προηγηθεί αρχαιολογική έρευνα για εντοπισµό τυχόν
79
αρχαιοτήτων, και γ) να γίνουν οι απαιτούµενες παρακάµψεις της κυκλοφορίας. Οι επεµβάσεις αυτές είναι χρονοβόρες, αυξάνουν το κόστος, ενώ συγχρόνως οι αρχαιολογικές έρευνες εµπεριέχουν µεγάλη αβεβαιότητα όσον αφορά τη διάρκεια και το τελικό κόστος τους. Παρότι η µέθοδος ονοµάζεται απλά «ανοικτή εκσκαφή», στην πραγµατικότητα πρόκειται για µέθοδο «εκσκαφής και επανεπίχωσης» ή cut & cover στα αγγλικά, καθόσον οι κατασκευές αφού ολοκληρωθούν επιχώνονται και τελικώς καθίστανται και αυτές υπόγειες όπως ακριβώς και στις περιπτώσεις όπου η κατασκευή έγινε µε υπόγεια διάνοιξη. Μεθοδολογία Κατασκευής Η µεθοδολογία της ανοικτής εκσκαφής είναι απλή ως σύλληψη. Αρχικά σκάβεται το όρυγµα και αντιστηρίζονται τα πρανή του καταλλήλως - στα έργα του Μετρό τα πρανή προβλέπονται πάντοτε κατακόρυφα. Ακολούθως «κτίζεται» ο µόνιµος φορέας του σταθµού ή της σήραγγας ξεκινώντας από τη θεµελίωση προς τα επάνω δηλαδή ως µια συνήθης οικοδοµή. Τέλος, γίνεται επικάλυψη της κατασκευής µε επίχωση ως την επιφάνεια του εδάφους και αποκαθίσταται η περιοχή. Αναλυτικότερα τα στάδια έχουν ως εξής: 9
Εκτελείται γεωτεχνική/γεωλογική έρευνα και δοκιµές (επί τόπου και εργαστηριακές) για τον προσδιορισµό των χαρακτηριστικών του εδάφους στην περιοχή όπου έχει σχεδιασθεί να γίνει η κατασκευή µας.
9
Γίνεται η µελέτη (υπολογισµοί και σχέδια) εκσκαφής και προσωρινής αντιστήριξης, µε βάσει τα γεωτεχνικά χαρακτηριστικά του εδάφους που προέκυψαν στο προηγούµενο στάδιο. Επίσης, εκτελείται και η µελέτη του µόνιµου φορέα της κατασκευής.
9
Πριν την έναρξη των κυρίως εργασιών εκτελούνται οι απαιτούµενες αρχαιολογικές έρευνες στη περιοχή όπου θα εκτελεσθούν οι εκσκαφές,
αποµακρύνονται
όλοι
οι
αγωγοί
κοινής
ωφελείας
(ύδρευσης, ηλεκτρισµού, τηλεφώνου, κλπ) και πραγµατοποιούνται οι ενδεχόµενες κυκλοφοριακές παρακάµψεις. 9
Η προσωρινή αντιστήριξη της εκσκαφής αποτελείται συνήθως από πασσάλους σκυροδέµατος, κυκλικής διατοµής µε διάµετρο της τάξεως 0.80-1.00 µ, που τοποθετούνται ανά αποστάσεις µεταξύ τους
1.50-2.50µ περιµετρικά της προβλεπόµενης εκσκαφής προτού αυτή αρχίσει. Η πασσαλοστοιχία συνδέεται στην κορυφή της µε ισχυρή δοκό σκυροδέµατος. Η εκσκαφή πραγµατοποιείται µε συµβατικά µηχανικά µέσα (εκσκαφείς, σφύρες, κλπ) έως ένα καθορισµένο βάθος, π.χ. 3.5µ, και στη συνέχεια τοποθετούνται αγκύρια σε οπές που διανοίγονται στο έδαφος µέσω των πασσάλων. Τα αγκύρια αυτά έχουν µεγάλο µήκος (της τάξεως 15-25µ) και προεντείνονται µε την προβλεπόµενη από τη µελέτη δύναµη. Κατόπιν εφαρµόζεται δοµικό πλέγµα σε όλη την περιµετρική επιφάνεια του σκάµµατος και τοποθετείται εκτοξευόµενο σκυρόδεµα. Μετά από αυτά, συνεχίζεται η εκσκαφή ως την επόµενη στάθµη και τοποθετείται και προεντείνεται άλλη µια σειρά αγκυρίων. Ο κύκλος αυτός συνεχίζεται έως την τελική στάθµη εκσκαφής όπου θα θεµελιωθεί η κατασκευή. Εάν υπάρχει παρουσία υπογείων υδάτων στις επιφάνειες του σκάµµατος, αυτά εκτονώνονται µε συστηµατικά διατρήµατα / σωληνώσεις βάθους συνήθως 3-4 µ επί της αντιστήριξης / εκσκαφής και αποµακρύνονται µε κατάλληλο σύστηµα αποστράγγισης. 9
Το σύστηµα υδατοστεγάνωσης της κατασκευής, όπως συµβαίνει πλέον σε όλο το νέο δίκτυο του Μετρό, τοποθετείται στον πυθµένα και στις περιµετρικές επιφάνειες του σκάµµατος και αποτελείται συνήθως από γεωυφάσµατα, µεµβράνη υδατοστεγάνωσης και υδατοφραγµούς.
9
Η κατασκευή του φέροντος οργανισµού γίνεται κατά φάσεις αρχίζοντας από την θεµελίωση, ακολουθούν τα τοιχία και κατόπιν η πλάκα οροφής εάν πρόκειται για την περίπτωση σήραγγας, ενώ για τους σταθµούς γίνεται, επιπλέον, και η κατασκευή ενδιάµεσων επιπέδων πλακών και τοιχίων. Η κατασκευή αρχίζει µε την τοποθέτηση των σιδηρών οπλισµών της πλάκας θεµελίωσης (ή γενικής κοιτόστρωσης) όπως προβλέπονται από τη µελέτη. Κατόπιν γίνεται η έγχυση του σκυροδέµατος, κατηγορίας αντοχής C25/30, κατά φάσεις κατά το µήκος της κατασκευής µε πρόβλεψη καταλλήλων αρµών. Παροµοίως γίνεται και η κατασκευή των υπολοίπων στοιχείων της µόνιµης κατασκευής..
81
Σχετικά µε τις αντιστηρίξεις, διευκρινίζεται ότι ο τρόπος αντιστήριξης
των
πραγµατοποιήθηκε
εκσκαφών σχεδόν
στο
Μετρό
αποκλειστικά
µε
της
Αθήνας
πασσάλους
διάτρησης από οπλισµένο σκυρόδεµα (φρεατοπασσάλους) και προεντεταµµένα αγκύρια. Στα πρώτα τµήµατα χρησιµοποιήθηκε και η λεγόµενη «µέθοδος Βερολίνου» στην οποία µέχρι ένα βάθος τοποθετούνται µεταλλικοί πάσσαλοι αντιστηριζόµενοι αντικριστά µε σιδηρές αντηρίδες, ενώ στα βαθύτερα στρώµατα του υπεδάφους χρησιµοποιείται ελαφρότερη αντιστήριξη µε οπλισµένο εκτοξευόµενο σκυρόδεµα και παθητικά
βλήτρα
(“καρφιά”) εδάφους. Αυτή η µεθοδολογία χρησιµοποιήθηκε στο σταθµό Λάρισα και σε µεγάλο τµήµα της σήραγγας Αττική-Λάρισα.
Μέθοδος επικάλυψης-εκσκαφής (Cover & Cut) Παραλλαγή της µεθόδου ανοικτής εκσκαφής αποτελεί και η µέθοδος επικάλυψης και εκσκαφής – στα Αγγλικά cover & cut ή αλλιώς top-down. Τα στάδια αυτής της κατασκευής είναι τα ακόλουθα: 9
κατασκευάζονται από την επιφάνεια τα κατακόρυφα πετάσµατα αντιστήριξης (πάσσαλοι, διαφραγµατικοί τοίχοι, κλπ) περιµετρικά της εκσκαφής που θα ακολουθήσει,
9
γίνεται µια πρώτη εκσκαφή ως τη στάθµη της πλάκας οροφής της κατασκευής. Αναλόγως του βάθους της εκσκαφής αυτής µπορεί να χρειασθεί µια µικρή αντιστήριξη των παρειών,
9
σκυροδετείται η πλάκα οροφής επί του πυθµένος της εκσκαφής. Η πλάκα συνδέεται µε την περιµετρική αντιστήριξη και στηρίζεται επ’ αυτής,
9
γίνεται επίχωση πάνω από την πλάκα και αποκαθίσταται η επιφάνεια του εδάφους,
9
ξεκινά η εκσκαφή για το σταθµό ή τη σήραγγα κάτω από τη πλάκα οροφής µέσω ράµπας που έχει αφεθεί σε κάποιο σηµείο. Η εκσκαφή γίνεται κατά στάδια ενώ τοποθετούνται διαδοχικά τα απαιτούµενα στοιχεία αντιστήριξης (πχ αγκύρια, αντηρίδες).
9
αφού τελειώσει η εκσκαφή ολόκληρου του ορύγµατος ξεκινά η κατασκευή των στοιχείων του µόνιµου φορέα. Τα στοιχεία αυτά είναι συνήθως η πλάκα δαπέδου (θεµελίωσης) και τα πλευρικά τοιχία, ενώ εάν πρόκειται για σταθµό είναι και η κατασκευή των ενδιάµεσων πλακών των ορόφων. Εάν γίνει χρήση διαφραγµατικών τοίχων ως πλευρική αντιστήριξη, δεν κατασκευάζονται άλλοι µόνιµοι τοίχοι, καθόσον οι ίδιοι διαφραγµατικοί τοίχοι παίζουν το ρόλο και της τελικής περιµετρικής κατασκευής.
Το πλεονέκτηµα της µεθόδου αυτής είναι ο µειωµένος χρόνος εκτεταµένων
εργοταξιακών
καταλήψεων
και
η
ταχύτητα
αποκατάστασης και απόδοσης σε χρήση της περιοχής (οδική κυκλοφορία, πλατείες, κλπ), και τελικώς η αποφυγή µακρόχρονης όχλησης των λειτουργιών της πόλης. Τα µειονεκτήµατα της είναι, κυρίως, το αυξηµένο κόστος και η πολυπλοκότερη κατασκευαστική διαδικασία. Στο Μετρό της Αθήνας η µέθοδος χρησιµοποιήθηκε µόνο στον Σταθµό του Συντάγµατος (της Γραµµής 2) λόγω της ιδιαιτερότητας της περιοχής. Η µελέτη προέβλεπε την κατασκευή περιµετρικά του Σταθµού µεταλλικών πασσάλων και τη σκυροδέτηση της πλάκας οροφής στη Λεωφόρο Αµαλίας σε δύο φάσεις, µισή-µισή κατά την έννοια
του
πλάτους
του
οδοστρώµατος,
και
κατόπιν
την
κατασκευή του σταθµού κατά φάσεις όπως περιγράφηκε ανωτέρω. Κατά την κατασκευή του µόνιµου φορέα του σταθµού από κάτω προς τα πάνω, κατασκευάσθηκαν τα εξωτερικά τοιχία µέσα στα οποία ενσωµατώθηκαν οι µεταλλικοί πάσσαλοι αποτελώντας έτσι µέρος των µονίµων τοιχωµάτων του Σταθµού.
Σηµειώνεται ότι η µέθοδος αυτή επικάλυψης και εκσκαφής µε διαφραγµατικούς τοίχους προβλέπεται ως ο τρόπος κατασκευής όλων των σταθµών του Μετρό Θεσσαλονίκης, προκειµένου να υπάρξει η µικρότερη δυνατή όχληση στη λειτουργία της πόλης.
83
ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ ∆ΙΑΝΟΙΞΗΣ ΣΗΡΑΓΓΩΝ ΤΒΜ (Tunnel Boring Machine) Το Μηχάνηµα ∆ιάτρησης Σηράγγων - ΤΒΜ (Tunnel Boring Machine) κλειστού τύπου για σκληρά πετρώµατα σχεδιάστηκε από την MITSUBISHI Ιαπωνίας και κατασκευάσθηκε από την NEYRPIC
FRAMATOME
MECHANIQUE
(NFM)
Γαλλίας.
Το
µήκος
του
ΤΒΜ,
συµπεριλαµβανοµένων των βαγονιών υποστήριξης και του κλειδιού California είναι 150µ. και το συνολικό βάρος του είναι 1.650 τόνοι. Στο Βασικό Έργο χρησιµοποιήθηκαν δύο ΤΒΜ κλειστού τύπου για σκληρά πετρώµατα, για τη διάνοιξη σηράγγων διπλής γραµµής µεταξύ των σταθµών, συνολικού µήκους 11 χλµ. Συγκεκριµένα, το ΤΒΜ1 (µε το όνοµα «ΙΑΣΟΝΑΣ») χρησιµοποιήθηκε στο τµήµα της Γραµµής 2 από τον Στ. Λαρίσης έως τον Στ. Αγ. Ιωάννη και το ΤΒΜ2 (µε το όνοµα «ΠΕΡΣΕΦΟΝΗ») χρησιµοποιήθηκε στο τµήµα της Γραµµής 3 από το Στ. Κατεχάκη έως τον Στ. Σύνταγµα. Τα δύο ΤΒΜ έκαναν διάνοιξη σε βάθος έως 28 µ. κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, απόσταση που ήταν αρκετά κάτω από τα αρχαιολογικά ευρήµατα και τις εγκαταστάσεις δικτύων Οργανισµών Κοινής Ωφελείας, ώστε να διασφαλίζεται η ακεραιότητά τους και να αποφευχθούν δαπανηρές και χρονοβόρες καταστάσεις. Το TBM χωρίζεται σε 2 τµήµατα: 9
Την Κεφαλή Κοπής και την διπλή Αρθρωτή Ασπίδα (Πρόσθια και Οπίσθια Ασπίδα) που διατρυπούν το έδαφος και κατασκευάζουν τη σήραγγα.
9
Τα βαγόνια υποστήριξης για την παροχή ενέργειας και την κάλυψη των απαιτήσεων ανεφοδιασµού του ΤΒΜ.
Ο µέσος ρυθµός προώθησης των ΤΒΜ ήταν 10 µ./ηµέρα, κατασκευάζοντας αντίστοιχο µήκος σχεδόν περατωµένης σήραγγας, εσωτερικής διαµέτρου 8,48 µ., µε επένδυση από προκατασκευασµένους δακτυλίους σκυροδέµατος. Ένας τυπικός κύκλος εργασιών προώθησης του ΤΒΜ διαρκεί κατά µέσο όρο 1 ώρα, σε ιδανικές συνθήκες χωρίς γεωλογικά ή ηλεκτροµηχανολογικά προβλήµατα και περιγράφεται ως εξής: πραγµατοποιείται εκσκαφή 1,5
µ. σήραγγας (~25 λεπτά), ακολουθεί καθαρισµός και προετοιµασία (~5 λεπτά) και τέλος τοποθετούνται τα προκατασκευασµένα στοιχεία του δακτυλίου (~30 λεπτά). Η Κεφαλή Κοπής είναι το περιστρεφόµενο τµήµα του ΤΒΜ, το οποίο κόβει και ανασκάπτει το έδαφος. Η µέγιστη εκσκαφθείσα διάµετρος της σήραγγας είναι 9,516 µ. µε κυµαινόµενη ταχύτητα περιστροφής της Κεφαλής Κοπής από 0 έως 4 στροφές ανά λεπτό και διαβαθµισµένη ροπή στρέψεως από 1.140 έως 1.368 τόνοι/µέτρο. Το µήκος της Κεφαλής Κοπής είναι 1.500 χιλ. και διαθέτει 63 τεµάχια δίσκων κοπής, διαµέτρου 17 ίντσες,
που
είναι
τοποθετηµένα
σε
ξεχωριστές ακτίνες καθώς και 200 τεµάχια σιαγώνων σύνθλιψης. Οι δίσκοι κοπής χρησιµοποιούνται για τα σκληρά εδάφη, ενώ οι σιαγόνες σύνθλιψης για τα µαλακά εδάφη. Όταν φθείρονται αντικαθίστανται από την εσωτερική πλευρά της Κεφαλής Κοπής. Η µεγαλύτερη διάµετρος υπερεκσκαφής οφείλεται
στους
δύο
ακτινωτούς
ρυθµιζόµενους δίσκους κοπής που είναι τοποθετηµένοι στην περιφέρεια της Κεφαλής Κοπής. Η υπερεκσκαφή 30 χιλ. επιτρέπει την καλύτερη στήριξη και διεύθυνση του ΤΒΜ καθώς και τον περιορισµό των δυνάµεων τριβής στην ασπίδα του ΤΒΜ. Η περιστροφή της Κεφαλής Κοπής προς τις δύο κατευθύνσεις (κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού και αντίστροφα) επιτυγχάνεται µε 16 υδραυλικούς κινητήρες (180 kW) µε οδοντωτούς τροχούς – µειωτήρες, µε µέγιστη ταχύτητα απόδοσης 57,6 στροφές ανά λεπτό και µέγιστη πίεση λειτουργίας 350 bar. Η προώθηση είναι ηλεκτροϋδραυλική. Η Πρόσθια Ασπίδα έχει εξωτερική διάµετρο 9,456 µ. και η Οπίσθια Ασπίδα 9,440 µ. Το συνολικό µήκος της Ασπίδας είναι 7,515 µ., το βάρος της 880 τόνοι και το περίβληµα της
85
Οπίσθιας Ασπίδας έχει πάχος 92 χιλ. Για να καταστεί δυνατή η εκσκαφή ελαφράς στροφής της σήραγγας, η Πρόσθια και η Οπίσθια Ασπίδα συνδέονται αρθρωτά µεταξύ τους. Τα δύο τµήµατα των ασπίδων συνδέονται µε 16 αρθρωτούς γρύλους, διαµέτρου 300 χιλ., µε πίεση λειτουργίας 260 bar, γεγονός που καθιστά δυνατό τον προσανατολισµό του ενός τµήµατος σε σχέση µε το άλλο σε όλες τις διευθύνσεις µέσα στο χώρο. Η ελάχιστη ακτίνα καµπυλότητας της σήραγγας είναι 300 µ. και η οριακή ακτίνα αντιστάθµισης καµπύλης είναι 250 µ. Η ποσότητα των προϊόντων εκσκαφής µετά από µία πλήρη διαδροµή εκσκαφής 1,5 µ. της Κεφαλής Κοπής είναι περίπου 192 µ3. Τα προϊόντα εκσκαφής περνούν µέσα στο θάλαµο της Κεφαλής Κοπής, διαµέσου των ανοιγµάτων της. Με την περιστροφή της Κεφαλής Κοπής, ανυψώνονται τα υλικά εκσκαφής στο άνω τµήµα, από όπου ρίχνονται µέσω της χοάνης στην πρώτη µεταφορική ταινία, µήκους 18,25 µ. και πλάτους 1,20 µ., η οποία βρίσκεται στη στάθµη του άξονα της σήραγγας. Από την πρώτη µεταφορική ταινία, τα προϊόντα εκσκαφής ρίχνονται στη δεύτερη µεταφορική ταινία, µήκους 28 µ, και στη συνέχεια στην τρίτη µεταφορική ταινία, µήκους 38 µ., που βρίσκονται στον συρµό υποστήριξης στο πίσω µέρος του ΤΒΜ. Στη συνέχεια, η τρίτη µεταφορική ταινία αδειάζει τα προϊόντα εκσκαφής σε µεταφορική ταινία µήκους 30µ., που κινείται παλινδροµικά, παράλληλα προς τον άξονα της σήραγγας και γεµίζει τους άδειους κάδους των βαγονιών του ειδικού συρµού µεταφοράς τους. Οι µεταφορικές ταινίες έχουν µελετηθεί για µεταφορική απόδοση προϊόντων εκσκαφής 950 τόνους/ώρα ή 750 κυβ. µέτρα/ώρα. Σε περίπτωση εµφάνισης ύδατος στο έδαφος, η πρώτη µεταφορική ταινία αποσύρεται και µία θύρα ασφαλείας αποµονώνει το θάλαµο της Κεφαλής Κοπής από την εσωτερική πλευρά της ασπίδας του ΤΒΜ. Μία αντλία έκτακτης ανάγκης 140 kW που βρίσκεται τοποθετηµένη στην Πρόσθια Ασπίδα αποµακρύνει το νερό από το θάλαµο της Κεφαλής Κοπής διαµέσου σωλήνων απορροής υδάτων. Η µέγιστη ικανότητα εξαγωγής νερού είναι 82 κυβ. µέτρα/λεπτό και 60µ. πίεση ύδατος. Η εισροή των υπογείων υδάτων που αντιµετωπίστηκε κατά τη διάρκεια της εκσκαφής ήταν 120 λίτρα/λεπτό.
Είκοσι οκτώ (28) υδραυλικοί γρύλοι ωθήσεως του ΤΒΜ, διαµέτρου 320 χιλ., µε κάθε γρύλο να λειτουργεί
µε
πίεση
260
bar
ωθούν
προς
τα
εµπρός
το
ΤΒΜ,
πιέζοντας
τα
προκατασκευασµένα στοιχεία του δακτυλίου µε δύναµη 5.600 τόνων. Οι γρύλοι ωθήσεως χωρίζονται σε 14 ξεχωριστά τµήµατα (ένα πέδιλο ανά δύο έµβολα), γεγονός που καθιστά δυνατή την ώθηση του ΤΒΜ µε διαφορετική πίεση σε κάθε ένα από τα τµήµατα. Η προκαλούµενη δύναµη στο µέτωπο είναι µέχρι 3.000 τόνοι ή 42 τόνους/τµ. Η µέγιστη διαδροµή επέκτασης των γρύλων ώθησης είναι 2.300 χιλ., παρέχοντας επαρκή χώρο για την ανόρθωση των προκατασκευασµένων στοιχείων δακτυλίου εντός της Οπίσθιας Ασπίδας του ΤΒΜ.Η Πρόσθια Ασπίδα του ΤΒΜ διαθέτει 6 ακτινωτούς υδραυλικούς γρύλους (πρόσθιοι σιαγόνες) κωνικού σχήµατος, διαµέτρου 250 χιλ. (350 bar) µε διαδροµή επέκτασης 150 χιλ.. Η επέκταση των πρόσθιων σιαγόνων γίνεται ώστε να αποφευχθεί η περιστροφή του ΤΒΜ γύρω από τον άξονα της σήραγγας κατά την εκσκαφή διαµέσου σκληρού πετρώµατος. Το σχήµα των πρόσθιων σιαγόνων είναι κωνικό στην πρόσθια πλευρά, ώστε να αποφεύγονται ζηµίες στο χάλυβα των σιαγόνων κατά την εκσκαφή. Στο άκρο της Οπίσθιας Ασπίδας βρίσκεται τοποθετηµένο το διάφραγµα µόνωσης, µήκους 270 χιλ., το οποίο παρέχει τη στεγάνωση µεταξύ του εδάφους εκσκαφής και της Οπίσθιας Ασπίδας. Για την επιθεώρηση του διαφράγµατος µόνωσης, απαιτείται η προέκταση των πρόσθιων σιαγόνων και η απόσυρση της Οπίσθιας Ασπίδας. Η τοποθέτηση των προκατασκευασµένων στοιχείων δακτυλίου γίνεται µετά την εκσκαφή 1,50 µ. από το ΤΒΜ, στην ουρά της Οπίσθιας Ασπίδας. Η διάµετρος της εξωτερικής επιφάνειας του δακτυλίου της σήραγγας είναι 9,180 µ. και η διάµετρος της εσωτερικής επιφάνειας είναι 8,480 µ.. Υπάρχουν δύο τύποι κωνικού δακτυλίου, που επιτρέπουν τη στροφή της σήραγγας προς τα αριστερά, δεξιά, επάνω και κάτω. Κάθε τύπος δακτυλίου (βάρους 40,60 τόνων) αποτελείται από 8 τεµάχια προκατασκευασµένων στοιχείων, δηλ. 5 κανονικά στοιχεία, 2 στοιχεία µε υποδοχή για την κλείδα και µία κλείδα. Η τοποθέτησή τους γίνεται µε τη χρήση ειδικού βραχίονα ανέγερσης (erector) και µε τη βοήθεια του κενού αέρος. Τα προκατασκευασµένα στοιχεία βιδώνονται µεταξύ τους και µε τον προηγούµενο δακτύλιο µε χαλύβδινους κοχλίες υψηλής αντοχής. Ο κενός χώρος µεταξύ της υπερεκσκαφής και της εξωτερικής επιφάνειας του δακτυλίου της σήραγγας (~200 εκ.) συµπληρώνεται µε πρωτογενές υδαρές τσιµεντοκονίαµα. Η πλήρωση του κενού χώρου γίνεται κατά τη διάρκεια της εκσκαφής, διαµέσου αυλακώσεων που είναι
87
τοποθετηµένοι στην Οπίσθια Ασπίδα. Το ένεµα διοχετεύεται στο δακτυλιοειδές διάστηµα µε δύο εµβολοφόρες αντλίες, µε πίεση λειτουργίας 2 bar, οι οποίες βρίσκονται στο βαγόνι υποστήριξης Νο1. Η Ασπίδα του ΤΒΜ και τα βαγόνια υποστήριξης συνδέονται µε συνδετήρια δοκό. Το σύστηµα υποστήριξης του ΤΒΜ αποτελείται από 8 βαγόνια µήκους 11 µ. και βάρους 55-100 τόνων, τα οποία περιλαµβάνουν µια σιδηροτροχιά για τη στάθµευση του συρµού µεταφοράς των προϊόντων εκσκαφής. Η υποστήριξη περιλαµβάνει επίσης το βοηθητικό εξοπλισµό και εγκαταστάσεις για τη λειτουργία του ΤΒΜ
(καλώδιο
υψηλής
τάσης
20
kV,
µετασχηµατιστές,
δεξαµενές καθίζησης υδάτων, ηλεκτρολογείο, µηχανουργείο, σύστηµα ψύξης, σύστηµα αερισµού κτλ). Η σιδηροτροχιά επιτρέπει στα βαγόνια των συρµών να κινούνται εντός της υποστήριξης, για την παροχή υλικών (8 προκατασκευασµένα στοιχεία
δακτυλίου,
προκατασκευασµένο αναλώσιµα
κτλ.)
τσιµεντοκονίαµα
στοιχείο και
την
πυθµένα
πλήρωσης,
σήραγγας,
αποµάκρυνση
των
ράγες,
προϊόντων
εκσκαφής. Οι συρµοί τροφοδοσίας έχουν πρόσβαση στο ΤΒΜ από τη διπλή γραµµή της σήραγγας προς τη µονή σιδηροτροχιά των βαγονιών διαµέσου ενός κλειδιού τύπου «California», που σύρεται από το τελευταίο βαγόνι υποστήριξης του ΤΒΜ. Το κέντρο ελέγχου του ΤΒΜ βρίσκεται στο βαγόνι υποστήριξης Νο1 και σε απόσταση 25 µ. περίπου πίσω από το µέτωπο εκσκαφής. Ο χειριστής ελέγχει την Πρόσθια και Οπίσθια Ασπίδα του ΤΒΜ, ώστε να παραµένει ο άξονας εκσκαφής παράλληλος µε τον άξονα της σήραγγας µελέτης. Το ΤΒΜ διευθύνεται από σύστηµα σκόπευσης µε laser (CAP / ZED). Το σύστηµα ZED χρησιµοποιεί laser που υποδεικνύει τις συντεταγµένες από την οριζόντια και κατακόρυφη απόσταση της θέσης του πρόσθιου σηµείου της Κεφαλής Κοπής του ΤΒΜ και τις µεταδίδει στο σύστηµα CAP. Το σύστηµα CAP «διαβάζει» τις τιµές αυτές και ο χειριστής προσπαθεί να τηρήσει τις ανωτέρω
τιµές, ενεργοποιώντας τις πιέσεις και τους ρυθµούς ροής των προωθητικών γρύλων, την ταχύτητα περιστροφής και τη ροπή στρέψης της Κεφαλής Κοπής. Σε περίπτωση σηµαντικής παρέκκλισης που επισηµαίνεται από το σύστηµα ZED, προσδιορίζεται διορθωτική καµπύλη, ο σκοπός της οποίας είναι να φέρει το ΤΒΜ, διαδοχικά, στη θεωρητική πορεία.
ΕΡΒ (Earth Pressure Balance TBM) Το EPB που χρησιµοποιήθηκε στην επέκταση της Γραµµής 3 προς ∆ουκ. Πλακεντίας σχεδιάστηκε και κατασκευάσθηκε από τη Γερµανική εταιρία HERRENKNECHT A.G., ώστε να λειτουργεί σε ετερογενή εδάφη. Χρησιµοποιήθηκε για την κατασκευή της σήραγγας από τον Στ. Χαλάνδρι έως το φρέαρ Ξάνθου (3.374 µ.) της επέκτασης της Γραµµής 3, και σήµερα χρησιµοποιείται στην επέκταση της Γραµµής 2 προς Ελληνικό. Τα βασικά χαρακτηριστικά αυτής της σήραγγας είναι: Μήκος σήραγγας
3.374 µ.
Ελάχιστη ακτίνα ευθυγράµµισης
300 µ. οριζόντια, 2.500 µ. κατακόρυφα
Ελάχιστη
ακτίνα
εκσκαφής
(καµπύλη διόρθωσης)
της
σήραγγας
250 µ.
Μέγιστο όριο κλίσης
±4%
Εξωτερική διάµετρος εκσκαφής
9.490 χιλιοστά
Εσωτερική διάµετρος επένδυσης
8.480 χιλιοστά
Υπερκείµενο από την ασπίδα
9 µ. – 17 µ. 89
Η αρχή λειτουργίας της µηχανής µε ασπίδα EPB, σε ασταθείς εδαφικές καταστάσεις, είναι η ελαχιστοποίηση των επιφανειακών καθιζήσεων, µέσω του ελέγχου της φυσικής εδαφικής πίεσης (υποστήριξη εξισορρόπησης της εδαφικής πίεσης) στο µέτωπο της σήραγγας. Η πίεση εξισορρόπησης του εδάφους πρέπει να είναι ισοδύναµη ή ελάχιστα υψηλότερη από την επικρατούσα πίεση του περιβάλλοντος εδάφους για να αντιστέκεται στις µετακινήσεις και τη δυναµική εισροή νερού. Η φυσική πίεση του εδάφους ποικίλει από 1 έως 4 bar και εξαρτάται από τα υπερκείµενα. Η εξισορρόπηση του µετώπου καθώς το EPB προωθείται επιτυγχάνεται κρατώντας τον θάλαµο της κοπτικής κεφαλής µπροστά από το κλειστό διάφραγµα και τον ατέρµονα κοχλία µεταφοράς προϊόντων εκσκαφής γεµάτο από υλικό εκσκαφής. Το εξορυγµένο υλικό αποσπάται µε ελεγχόµενο τρόπο µέσω ενός µεταφορικού ατέρµονα κοχλία, µαζί µε τους ρυθµιστικούς παράγοντες, από το θάλαµο της κοπτικής κεφαλής. Η κεφαλή κοπής του EPB είναι εξοπλισµένη µε σταθερούς κοπτικούς δίσκους, σιαγόνες σύνθλιψης και ρυθµιζόµενους έκκεντρους µονταρισµένους κοπτικούς δίσκους, οι οποίοι επιτρέπουν υπερεκσκαφή µέχρι και 30 χιλιοστά περιµετρικά της κεφαλής κοπής. Η ασπίδα EPB είναι ικανή να λειτουργήσει σε «open mode», όπου ο ατέρµων κοχλίας και ο θάλαµος της κεφαλής κοπής δεν λειτουργεί υπό πίεση και σε «close mode», όπου ο ατέρµων κοχλίας και ο θάλαµος της κεφαλής κοπής λειτουργεί υπό πίεση. Το EPB χωρίζετα σε δύο κύρια τµήµατα: 9
την κεφαλή ολοµέτωπης κοπής µε ασπίδα
9
το σύστηµα υποστήριξης (back – up)
Η κεφαλή κοπής και το σύστηµα υποστήριξης του EPB χωρίζονται σε τοµείς για την εύκολη µεταφορά και συναρµολόγησή τους στο εκάστοτε εργοτάξιο. Η πίεση λειτουργίας είναι 3 bar και η εξωτερική διάµετρος της µπροστινής ασπίδας είναι 9,44 µ. Το συνολικό µήκος του EPB είναι 94 µ., ενώ το βάρος του ανέρχεται στους 1.100 τόνους. Η ασπίδα του EPB σχεδιάστηκε µε τρόπο ώστε να αντέχει όλα τα φορτία και
τις δυνάµεις που εµφανίζονται από το υπερκείµενο έδαφος, αλλά και από την λειτουργία του µηχανήµατος, κανονική ή διορθωτική. Η ασπίδα χωρίζεται στην Πρόσθια, την Κεντρική και την Οπίσθια ασπίδα. Η κοπτική κεφαλή, που βρίσκεται στην Πρόσθια ασπίδα, είναι µια βαριά κατασκευή, που παρέχει την αναγκαία µηχανική υποστήριξη στο µέτωπο της σήραγγας. Περιλαµβάνει ένα συνδυασµό εναλλασσόµενων σιαγόνων σύνθλιψης και κοπτικών δίσκων. Όλα τα κοπτικά εργαλεία της κεφαλής έχουν σχεδιαστεί έτσι, ώστε να αντικαθίστανται από το πίσω µέρος της κοπτικής κεφαλής, µέσα από τον θάλαµο αποκοµιδής των προϊόντων εκσκαφής. Για να διατηρηθεί ο έλεγχος του εδάφους σε συνάρτηση µε την αποκοµιδή των προϊόντων εκσκαφής, η εκσκαφή ξεκινά ρυθµίζοντας στον ατέρµονα κοχλία το άνοιγµα της θύρας αποκοµιδής του υλικού. Καθώς τα έµβολα προώθησης του µηχανήµατος εκτείνονται, τα προϊόντα εκσκαφής γεµίζουν το θάλαµο της κεφαλής κοπής, µε αποτέλεσµα το έδαφος µπροστά από το EPB και µέσα στην κοπτική κεφαλή να είναι υπό πίεση. Οι κυψέλες µέτρησης της πίεσης του εδάφους, που βρίσκονται µέσα στον θάλαµο της κοπτικής κεφαλής µετρούν την πίεση του εδάφους και, εάν αυτή υπερβεί ένα συγκεκριµένο όριο, οι υδραυλικά ελεγχόµενες θύρες εκτόνωσης της πίεσης, που βρίσκονται στον περιστρεφόµενο ατέρµονα κοχλία, αναγκάζονται να ανοίξουν και επιτρέπουν στο υλικό εκσκαφής να περάσει από τις θύρες αυτές στην πρώτη µεταφορική ταινία. Στην Πρόσθια ασπίδα υπάρχει και µία ανθρωποθυρίδα, δηλ. ένας αεροστεγής θάλαµος, προσαρµοσµένος στις απαιτήσεις των προτύπων ασφαλείας, ο οποίος περιλαµβάνει δύο διαµερίσµατα, που λειτουργούν µε πίεση εργασίας 3 bar: 9
της εκτάκτου ανάγκης (δύο ατόµων)
9
του κυρίως διαµερίσµατος (τεσσάρων ατόµων), για την επέµβαση στην κεφαλή καθώς και την διάτρηση της πίεσης στο έδαφος.
Η Πρόσθια ασπίδα είναι ουσιαστικά ανεξάρτητη από την υπόλοιπη ασπίδα και συνδέεται µε την Οπίσθια µε 28 αρθρωτούς γρύλους, διαµέτρου Φ 160 / 80 χιλιοστά, οι οποίοι λειτουργούν µε πίεση 250 bar, έχουν µέγιστη διαδροµή 150 χιλιοστά και επιτρέπουν τον προσανατολισµό της Οπίσθιας ασπίδας σε σχέση µε την Πρόσθια, σε κάθε διεύθυνση στο χώρο. Τέσσερις από αυτούς είναι εφοδιασµένοι µε σύστηµα καταµέτρησης της επιµήκυνσης.
91
Το έδαφος µπορεί να ρυθµιστεί µε πρόσθετα υλικά ώστε να αποκτήσει την αναγκαία πλαστική ρευστότητα, ελέγχοντας τον όγκο που εκσκάπτεται κατά την προχώρηση του EPB. H πλαστική ρευστότητα του εξορυγµένου υλικού είναι απαραίτητη ώστε να υπάρχει οµαλή ροή πάνω στον ατέρµονα κοχλία να αποφεύγονται οι φθορές στα κοπτικά εργαλεία και στον κοχλία. Τα ρυθµιστικά υλικά προστίθενται διαµέσου του διαφράγµατος στο υπό εκσκαφή έδαφος ώστε να διασφαλιστεί ότι το υλικό που βρίσκεται στο θάλαµο της κοπτικής κεφαλής έχει αποκτήσει την επιθυµητή σύσταση. Οι ρυθµιστικοί παράγοντες, συµπεριλαµβανοµένου του απλού νερού, της ιλύος µε βάση τον µπεντονίτη, τα χηµικά πολυµερή και τους παράγοντες µε βάση τον αφρό, έχουν εισαχθεί για τρεις λόγους: 9
Για να λιπαίνεται το υλικό και να διευκολύνεται η ροή του διαµέσου του διαµερίσµατος της κοπτικής κεφαλής και του ατέρµονα κοχλία
9
Για να βελτιώνεται η διαπερατότητα του υλικού σε πολύ υγρές εδαφικές συνθήκες και να αποτρέπεται η δίοδος του νερού διαµέσου της θύρας εκτόνωσης του ατέρµονα κοχλία
9
Για να βελτιώνεται η σύσταση του υλικού για καλύτερη διαχείριση της ιλύος, από τη θύρα εκτόνωσης προς την τελική απόθεση
Τα 28 έµβολα ώθησης του EPB είναι τοποθετηµένα γύρω από την Οπίσθια ασπίδα, οµαδοποιηµένα ανά δύο σε ένα πέδιλο (συνολικά 14 πέδιλα), σχήµατος ορθογωνίου παραλληλογράµµου, που έρχεται σε επαφή µε τα προκατασκευασµένα
στοιχεία.
Το
υδραυλικό
σύστηµα των γρύλων είναι σχεδιασµένο να παρέχει δύο λειτουργίες: προέκτασης και επαναφοράς. 9
Κατά
την
προχώρηση
του
µηχανήµατος, που συµπίπτει µε τη φάση εκσκαφής, τα έµβολα έχουν µικρή ταχύτητα έκτασης και ασκούν µεγάλη πίεση 9
Κατά την τοποθέτηση της επένδυσης των προκατασκευασµένων στοιχείων (επτά
κανονικά
στοιχεία
και
µία
κλείδα), τα έµβολα λειτουργούν µε
µεγάλη ταχύτητα έκτασης και επαναφοράς και ασκούν µικρές πιέσεις, ώστε να αποτραπεί πιθανή κατάρρευση του δακτυλίου. Πρέπει να τονιστεί ότι στις αρχές λειτουργίας του EPB είναι και η καταγραφή της πίεσης και του όγκου του εισπιεζόµενου ενέµατος στο δακτύλιο. Ο κενός χώρος µεταξύ της εξωτερικής επιφάνειας του προκατασκευασµένου δακτυλίου και της περιφέρειας που έχει εκσκαφθεί γεµίζει µε ένεµα, έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι εδαφικές καθιζήσεις και να σταθεροποιηθεί η επένδυση της σήραγγας. Το ένεµα διοχετεύεται στο δακτυλιοειδές διάστηµα µε τρεις εµβολοφόρες αντλίες SCHWING, µε πίεση λειτουργίας 2 bar. Η εφαρµογή της Οπίσθιας ασπίδας έχει στόχο: 9
να
εφοδιάζει
συνεχώς
µε
ένεµα
(τσιµεντοκονίαµα)
το
κενό
µεταξύ
του
προκατασκευασµένου δακτυλίου της σήραγγας και του εδάφους µέσω διόδων στο οπίσθιο τµήµα της ασπίδας, εργασία που εκτελείται ταυτόχρονα µε την εκσκαφή 9
να αποτρέπει την εισροή υπογείου νερού ή ενέµατος στο χώρο τοποθέτησης των νέων προκατασκευασµένων στοιχείων, µέσω δύο περιµετρικών σειρών συρµάτινων βουρτσών, τοποθετηµένων στο άκρο της
Ο ατέρµων κοχλίας είναι τοποθετηµένος στην Πρόσθια ασπίδα και, µέσω του σφραγισµένου θαλάµου της κοπτικής κεφαλής που λειτουργεί υπό πίεση, µεταφέρει το εκσκαµµένο υλικό και το αποθέτει στην πρώτη µεταφορική ταινία. Όταν η κοπτική κεφαλή περιστρέφεται, το σύστηµα προώθησης ενεργοποιείται και ο ατέρµων κοχλίας ξεκινά. Η ταχύτητα περιστροφής του κοχλία είναι που καθορίζει το ρυθµό εκσκαφής και, µε την ελεγχόµενη αποκοµιδή του υλικού της κεφαλής, εξασφαλίζεται και η ευστάθεια του µετώπου. Αφαιρώντας το µπροστινό τµήµα του ατέρµονα κοχλία από το χώρο της κεφαλής κοπής, η θύρα ασφαλείας µέσα στο διάφραγµα του θαλάµου εκσκαφής µπορεί να κλείσει και να αποµονώσει το θάλαµο. Στην περίπτωση που παρουσιασθεί υψηλή ποσότητα νερού στο έδαφος, µια αντλία νερού, τοποθετηµένη στο τέλος του ατέρµονα κοχλία, µπαίνει σε λειτουργία για την απορροή του νερού. Το σύστηµα των µεταφορικών ταινιών έχει ικανότητα 650 µ.3/ώρα εκσκαφής υλικού, ξεκινώντας από τον ατέρµονα κοχλία και, µέσω της σήραγγας, αποθέτει το υλικό στην επιφάνεια του εργοταξίου.
93
Ο δακτύλιος από προκατασκευασµένα στοιχεία τοποθετείται στην ουρά της Οπίσθιας ασπίδας, µετά από εκσκαφή και προχώρηση 1,5 µ. του ΕΡΒ. Η τοποθέτηση των προκατασκευασµένων στοιχείων από οπλισµένο σκυρόδεµα γίνεται από ένα σύστηµα ανέγερσης (erector), ο οποίος λειτουργεί µε κενό αέρος (βεντούζα), για την ανύψωση και προσωρινή συγκράτηση των στοιχείων µέχρι την τοποθέτησή τους. Στην περίπτωση που χαθεί η παροχή ισχύος, το σύστηµα κενού είναι ικανό να διατηρήσει συγκρατηµένο το στοιχείο για 30 λεπτά. Η τοποθέτηση των προκατασκευασµένων στοιχείων ξεκινά από τον πυθµένα της Οπίσθιας ασπίδας του ΕΡΒ και συνεχίζεται εναλλάξ αριστερά / δεξιά έως την κλείδα. Το ελαστικό παρέµβυσµα, που είναι θερµικά συγκολληµένο στην υποδοχή των όψεων του κάθε προκατασκευασµένου στοιχείου, συµπιέζεται µεταξύ των στοιχείων και των δακτυλίων της σήραγγας, εξασφαλίζοντας την υδατοστεγανότητα αυτής. Τα προκατασκευασµένα στοιχεία συνδέονται µεταξύ τους και µε τον προηγούµενο δακτύλιο µε χαλύβδινους κοχλίες υψηλής αντοχής, διαµέτρου 25 χιλιοστά και µήκους 500 χιλιοστά. Τα προωθητικά έµβολα βοηθούν στη στήριξη των στοιχείων, κατά την τοποθέτηση των δακτυλίων της σήραγγας. Το προκατασκευασµένο στοιχείο του πυθµένα της σήραγγας τοποθετείται µετά την ολοκλήρωση της εγκατάστασης του δακτυλίου και στην επίπεδη επιφάνειά του τοποθετούνται οι σιδηροτροχιές τύπου 38 kg/µ., για την ολίσθηση των βαγονιών υποστήριξης του ΕΡΒ και του τροχαίου υλικού. Το κέντρο ελέγχου του ΕΡΒ είναι τοποθετηµένο στο 1ο βαγόνι υποστήριξης, σε απόσταση 22 µ. από το µέτωπο εκσκαφής και περιέχει όλα τα απαραίτητα συστήµατα καταγραφής και ελέγχου της ασφαλούς λειτουργίας του ΕΡΒ. Το σύστηµα καθοδήγησης SLS – T, που σχετίζεται µε τις λειτουργίες του ΕΡΒ, αναπτύχθηκε από την εταιρία VΜ.T Gµ.bH και µέρος των χαρακτηριστικών του συστήµατος SLS – T είναι τα ακόλουθα: 9
Υπολογισµοί και εµφάνιση της τρέχουσας θέσης του ΕΡΒ µε γραφικά και αριθµητικά δεδοµένα
9
Υπολογισµός και εµφάνιση της οριζόντιας και κατακόρυφης θέσης του ΕΡΒ
9
Υπολογισµός της καµπύλης διόρθωσης που οδηγεί το ΕΡΒ εφαπτοµενικά πίσω στον θεωρητικό άξονα της σήραγγας
9
Αυτόµατη οδήγηση του ΕΡΒ
9
Υπολογισµός της θέσης και του τύπου των µελλοντικών δακτυλίων, οι οποίοι επιλέγονται σύµφωνα µε τη γνωστή θέση του ΕΡΒ και µε τις µετρούµενες εκτάσεις των αρθρωτών γρύλων ώθησης
9
Εµφάνιση της οθόνης πλοήγησης του µηχανήµατος στο γραφείο επιφανείας ή σε οποιοδήποτε άλλο σηµείο στον κόσµο µέσω Internet.
Η µέγιστη απόκλιση του πραγµατικού άξονα της σήραγγας από τον θεωρητικό άξονα, οριζόντια και κατακόρυφα, είναι ±40 χιλιοστά. Σε περίπτωση που παρατηρηθεί µια σηµαντική απόκλιση, καθορίζεται µια διορθωτική καµπύλη (οριακή ακτίνα καµπυλότητας 250 µ.), η οποία προοδευτικά επαναφέρει το ΕΡΒ στους θεωρητικούς κύκλους εκσκαφής. Το σύστηµα υποστήριξης του ΕΡΒ είναι εφοδιασµένο µε: 9
Σύστηµα µεταφοράς της υποστήριξης
9
Κατάστρωµα µε σύστηµα µονής τροχιάς για εκφόρτωση των στοιχείων της επένδυσης και άλλων υλικών
9
Γερανό για εκφόρτωση των στοιχείων της επένδυσης και άλλων υλικών
9
Χώρους αποθήκευσης µε δίκτυα των πρόσθετων ρυθµιστικών παραγόντων
9
Σύστηµα αντλιών ενέµατος (τσιµεντοκονιάµατος) µε τα αντίστοιχα δίκτυα
9
Σύστηµα τροφοδοσία λιπαντικού στη συρµατόβουρτσα της ασπίδας
9
Υποδοµή και σύνδεση µε τις επιφανειακές εγκαταστάσεις για αερισµό, επικοινωνία, κεντρική παροχή ρεύµατος, πεπιεσµένο αέρα, νερό ψύξης κτλ.
9
Εγκαταστάσεις για το προσωπικό (τουαλέτα, τραπεζαρία κτλ.)
9
Σύστηµα αερισµού του ΕΡΒ
9
Σύστηµα ενδοεπικοινωνίας και τηλεφωνικό δίκτυο
9
Σύστηµα πυροπροστασίας και καταπολέµησης πυρκαγιάς
9
Εξοπλισµό πρώτων βοηθειών
Η ολική εγκατεστηµένη ισχύς είναι περίπου 3.580 kW.
95
OFS (Open Face Shield TBM) Τα µηχανήµατα τύπου Ανοικτής Ασπίδας (OFS) χρησιµοποιούνται για τη διάνοιξη σηράγγων σε χαλαρά εδάφη. Παρέχουν αρχική υποστήριξη στη στέψη του εδάφους και του µετώπου της εκσκαφής, τα οποία υποστηρίζονται από το περίβληµα της ασπίδας και τις πλάκες προπορείας. Το OFS του Μετρό της Αθήνας, στο οποίο είχε δοθεί αρχικά το όνοµα «∆ΑΦΝΗ», σχεδιάστηκε από την εταιρεία HERRENKNECHT GmbH, για εκσκαφή σε πετρώµατα µε µέγιστη Αντοχή Ανεµπόδιστης Θλίψης (UCS) της τάξης των 120 Pa. Είχε συνολικό µήκος 150 µ. µε τα βαγόνια υποστήριξης και λειτουργούσε υπό ατµοσφαιρική πίεση. Χρησιµοποιήθηκε για την κατασκευή της σήραγγας Στ. ∆άφνη – Στ. Αγ. Ιωάννης του Βασικoύ Έργου, µήκους 765 µ. και για το τµήµα Στ. Ανθούπολη – Στ. Περιστέρι της επέκτασης της Γραµµής 2, µήκους 910 µ. Ουσιαστικά πρόκειται για το ΤΒΜ2, το οποίο, µετά την διάνοιξη του τµήµατος µεταξύ των Σταθµών Κατεχάκη – Σύνταγµα, µεταφέρθηκε στο σταθµό ∆άφνη, όπου η Κεφαλή Κοπής κλειστού τύπου του ΤΒΜ2 αποµακρύνθηκε και η εταιρεία HERRENKNECHT GmbH προχώρησε στη συναρµολόγηση της νέας Κεφαλής Ανοικτής Ασπίδας. Τα βαγόνια υποστήριξης του µηχανήµατος παρέµειναν ίδια µε το ΤΒΜ2, µε αλλαγές / βελτιώσεις ηλεκτροµηχανολογικής φύσεως, για την υποστήριξη της νέας Κεφαλής. Η ασπίδα αποτελείται από δύο κύρια µέρη: 9
Πρόσθιο τµήµα διαµέτρου 9.495 χιλιοστά και µήκους 7.920 χιλιοστά, που περιλαµβάνει τις Πλάκες Προπορείας, τον Εκσκαφέα Σηµειακής Κοπής, δύο Καδοφόρους Εκσκαφείς, δύο Τηλεσκοπικά Γεωτρύπανα, Έµβολα Υποστήριξης του µετώπου εκσκαφής, δύο Θαλάµους Ελέγχου και τον Μεταφορικό Κοχλία υλικών εκσκαφής.
9
Οπίσθιο τµήµα διαµέτρου 9.460 χιλιοστά και µήκους 3.415 χιλιοστά, που περιλαµβάνει το Σύστηµα Εγκατάστασης των Προκατασκευασµένων Στοιχείων δακτυλίων, τα Σηµεία Έκχυσης του Πρωτογενούς Ενέµατος, το ∆ιάφραγµα Μόνωσης τύπου συρµατόβουρτσας και τον Εξοπλισµό 'Aντλησης Υδάτων.
Η κινητήρια δύναµη του βασικού εξοπλισµού της OFS είναι ηλεκτροϋδραυλική και τα χαρακτηριστικά είναι τα ακόλουθα: Ολικό µήκος
12.680 χιλιοστά
Ισχύς
4.000 kW
Παροχή Τάσεως
20 kV
Συνολικό Βάρος
840 τόνοι
Το Πρόσθιο και το Οπίσθιο τµήµα της ανοικτής ασπίδας συνδέονται µεταξύ τους µε αρθρωτούς γρύλους διαµέτρου 360 χιλιοστά, µε συνολική διαδροµή κυλίνδρων άρθρωσης 500 χιλιοστά (πίεση λειτουργίας 260 bar), γεγονός το οποίο επιτρέπει να προσανατολισθεί το ένα τµήµα σε σχέση µε το άλλο προς κάθε κατεύθυνση του χώρου εκσκαφής της σήραγγας. Το πρόσθιο τµήµα της ανοικτής ασπίδας είναι εξοπλισµένο µε τηλεσκοπικό Βραχίονα Εκσκαφέα Σηµειακής Κοπής, ο οποίος περιλαµβάνει 83 δόντια διατεταγµένα σπειροειδώς καθώς και δύο Τηλεσκοπικούς Κάδους Εκσκαφείς. Κατά τη διάρκεια της εκσκαφής, δύο χειριστές µέσω δύο παρόµοιων θαλάµων ελέγχου έχουν από κοινού την ίδια ορατότητα του µετώπου εκσκαφής και χειρίζονται τα µηχανήµατα εκσκαφής. Ο χειριστής του Εκσκαφέα Σηµειακής Κοπής µπορεί να δρα ανάλογα µε τις συνθήκες εδάφους προκειµένου να εξασφαλίσει τη σταθερότητα του µετώπου και επεµβαίνει επιλεκτικά στις πλάκες προπορείας, αρχίζοντας από τη στέψη της σήραγγας. Κάθε προωθητική εκσκαφή 1,50 µ. µήκους της σήραγγας για την τοποθέτηση του προκατασκευασµένου δακτυλίου σήραγγας, πραγµατοποιείται σε δύο στάδια της τάξης των 750 χιλιοστών. Ο τηλεσκοπικός βραχίονας του Εκσκαφέα Σηµειακής Κοπής έχει ικανότητα αξονικής επιµήκυνσης µέχρι 1.700 χιλιοστά. Οι Πλάκες Προπορείας αποτελούνται από επτά κυρίως πλάκες αξονικής προπορείας και επτά αναπτυσσόµενες πλάκες θωράκισης του εδάφους µετώπου εκσκαφής. Είναι διατεταγµένες στο επάνω τµήµα του πρόσθιου τµήµατος της ασπίδας, παρέχοντας σταθερότητα στη στέψη της εκσκαφής. Κάθε Πλάκα Προπορείας φέρει µία πλάκα θωράκισης µε τέσσερις (4) οπές, διαµέτρου 120 χιλιοστών, που επιτρέπουν την ενίσχυση (αγκύρωση) του εδάφους στη στέψη και στο µέτωπο της σήραγγας.
97
Η µέγιστη διάµετρος εκσκαφής από τον Εκσκαφέα Σηµειακής Κοπής είναι 9.895 χιλιοστά και επιτυγχάνεται µέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή. Τα προϊόντα εκσκαφής οδηγούνται στον κύλινδρο τροφοδοσίας του µεταφορικού κοχλία, µέσω των τηλεσκοπικών κάδων του εκσκαφέα, που επιµηκύνονται έως 2.000 χιλιοστά, και οι οποίοι είναι τοποθετηµένοι στις δύο πλευρές του Εκσκαφέα Σηµειακής Κοπής. Ο µεταφορικός κοχλίας, ο οποίος είναι στερεωµένος στο πρόσθιο και το οπίσθιο τµήµα της ασπίδας, εναποθέτει τα προϊόντα εκσκαφής στην πρώτη µεταφορική ταινία, η οποία βρίσκεται στο επίπεδο του άξονα της σήραγγας. Τα 28 υδραυλικά Έµβολα Ώθησης της ασπίδας είναι τοποθετηµένα κατά τέτοιο τρόπο (διατεταγµένα σε 14 x 2 τεµάχια) ώστε να υποστηρίζονται τα προκατασκευασµένα στοιχεία σκυροδέµατος κατά την εγκατάστασή τους. Συνολική ώθηση 5.600 τόνοι ασκείται από τα 28 Έµβολα Ώθησης στα προκατασκευασµένα στοιχεία της σήραγγας, προκειµένου να προωθηθεί το µηχάνηµα. ∆ύο σειρές ∆ιαφραγµάτων Μόνωσης τύπου συρµατόβουρτσας είναι εφαρµοσµένες στο οπίσθιο τµήµα της ασπίδας. Αυτά τα ∆ιαφράγµατα Μόνωσης εµποδίζουν το νερό του εδάφους και το πρωτογενές ένεµα να εισέλθουν στο Οπίσθιο τµήµα της ασπίδας. Στην υποστήριξη της ανοικτής ασπίδας, υπάρχει ο θραυστήρας που είναι τοποθετηµένος µεταξύ της πρώτης και της δεύτερης µεταφορικής ταινίας υλικών εκσκαφής. Το µέγιστο µέγεθος µετά τη θραύση των υλικών εκσκαφής δεν υπερβαίνει τα 200 χιλιοστά. Από την πρώτη µεταφορική ταινία, τα προϊόντα εκσκαφής ρίπτονται στον θραυστήρα, κατόπιν στη δεύτερη µεταφορική ταινία και στη συνέχεια στην τρίτη µεταφορική ταινία, που βρίσκονται στον συρµό υποστήριξης στο πίσω µέρος της ανοικτής ασπίδας. Στη συνέχεια, η τρίτη µεταφορική ταινία αδειάζει τα προϊόντα εκσκαφής σε παλινδροµική µεταφορική ταινία, µήκους 30 µ., που κινείται παράλληλα προς τον άξονα της σήραγγας και γεµίζει τους άδειους κάδους των βαγονιών του συρµού χωρίς να τα κινεί. Οι µεταφορικές ταινίες έχουν µελετηθεί για µεταφορική απόδοση προϊόντων εκσκαφής 950 τόνοι/ώρα ή 750 κυβ. µέτρα/ ώρα. Ο συρµός µε τους κάδους µεταφέρει τα προϊόντα εκσκαφής µέσω της σήραγγας και τα αδειάζει στο χώρο αποθήκευσης του εργοταξίου.
Το κέντρο ελέγχου βρίσκεται στο πρώτο βαγόνι υποστήριξης, σε απόσταση 27 µ. από το µέτωπο εκσκαφής. Ο χειριστής του OFS ελέγχει το Πρόσθιο και το Οπίσθιο τµήµα της Ασπίδας, προκειµένου να παραµένει ο άξονας εκσκαφής παράλληλος µε τον άξονα της σήραγγας µελέτης. Η αποδεκτή ανοχή µεταξύ του άξονα της ολοκληρωµένης σήραγγας των προκατασκευασµένων στοιχείων και του άξονα της σήραγγας µελέτης είναι 80 χιλιοστά. Το OFS είναι εξοπλισµένο µε σύστηµα προσανατολισµού ZED 260 και σύστηµα CAP αυτόµατης επιλογής τύπου δακτυλίου προκατασκευασµένων στοιχείων, για τη σήραγγα Στ. ∆άφνη – Στ. Αγ. Ιωάννης, και σύστηµα VΜT αυτόµατης επιλογής τύπου δακτυλίου προκατασκευασµένων στοιχείων, για το τµήµα Ανθούπολη – Ι.Μ. Ευαγγελίστριας. Η ελάχιστη ακτίνα καµπυλότητας είναι 300 µ. και η οριακή ακτίνα αντιστάθµισης καµπύλης είναι 250 µ.. Η τοποθέτηση των προκατασκευασµένων στοιχείων δακτυλίου γίνεται στην Οπίσθια ασπίδα, µετά από εκσκαφή 1,50 µ.. Η εξωτερική διάµετρος των δακτυλίων είναι 9.180 χιλιοστά, µε µήκος 1.500 χιλιοστά και η διάµετρος της σήραγγας είναι 8.480 χιλιοστά. Υπάρχουν δύο τύποι κωνικού δακτυλίου, ο αριστερός και δεξιός τύπος. Η κωνικότητα των δύο διαφορετικών τύπων δακτυλίου επιτρέπει τη στροφής της σήραγγας προς αριστερά, δεξιά, επάνω και κάτω. Κάθε τύπος δακτυλίου (βάρους 40,60 τόνοι) αποτελείται από 8 τεµάχια προκατασκευασµένων στοιχείων, δηλαδή 6 κανονικά στοιχεία, 2 στοιχεία µε υποδοχή για την κλείδα και µία κλείδα. Η τοποθέτηση των προκατασκευασµένων στοιχείων ξεκινά από τον πυθµένα της Οπίσθιας ασπίδας του OFS και συνεχίζεται εναλλάξ, αριστερά / δεξιά προς τα επάνω, έως την τοποθέτηση της κλείδας. Η τοποθέτηση των στοιχείων γίνεται µε τη χρήση ειδικού βραχίονα ανέγερσης (erector) και µε τη βοήθεια του κενού αέρος. Το ελαστικό παρέµβυσµα, που συγκολλάται θερµικά στην αντίστοιχη υποδοχή των όψεων του κάθε προκατασκευασµένου στοιχείου,
συµπιέζεται
µεταξύ
των
στοιχείων
και
των
δακτυλίων
της
σήραγγας,
εξασφαλίζοντας την υδατοστεγανότητα της µόνιµης σήραγγας. Τα προκατασκευασµένα στοιχεία συνδέονται µεταξύ τους µε χαλύβδινους κοχλίες υψηλής αντοχής, διαµέτρου 25 χιλιοστά και µήκους 500 χιλιοστά και µε πλαστικές υποδοχές που είναι ενσωµατωµένες στα προκατασκευασµένα στοιχεία. Το προκατασκευασµένο στοιχείο για τον πυθµένα της σήραγγας τοποθετείται µετά από την ολοκλήρωση της εγκατάστασης του δακτυλίου. Στην επίπεδη επιφάνειά του τοποθετούνται οι σιδηροτροχιές, τύπου 38 κιλά/µέτρο, για την ολίσθηση των βαγονιών υποστήριξης του OFS και του τροχαίου υλικού.
99
Σε συνθήκες χαλαρού εδάφους, η υποστήριξη της στέψης και του µετώπου εκσκαφής του εδάφους επιτυγχάνεται ενδεικτικά µε: 9
Ενεµάτωση του εδάφους µέσω βαλβιδωτών σωλήνων (∆ιάµετρος = 38 χιλιοστά, Μήκος = 12 µέτρα)
9
Υαλόκαρφα µήκους έως 6 µέτρα
9
∆οκούς προπορείας (∆ιάµετρος = 22 χιλιοστά, Μήκος = 12 µέτρα)
Σε υγρό έδαφος εκτελούνται οριζόντιες γεωτρήσεις (∆ιάµετρος = 60 χιλιοστά, Μήκος = 20 µέτρα) στο µέτωπο, µειώνοντας την ποσότητα και την πίεση του υπάρχοντος ύδατος στις ρωγµές του εδάφους. ∆ύο γεωτρητικά µηχανήµατα για αγκύρωση του µετώπου εκσκαφής (Μήκος καρφιών = 20 µέτρα) είναι εγκατεστηµένα στην Πρόσθια ασπίδα και έχουν τη δυνατότητα γεώτρησης παράλληλης και κάθετης προς τον οριζόντιο άξονα της ασπίδας.
ΤΡΟΧΑΙΟ ΥΛΙΚΟ Πρώτη Γενιά Συρµών ΓΕΝIΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡIΕΣ Αριθµός Συρµώv
28 (Γραµµές 2 και 3)
Σύvθεση Συρµoύ
6 Οχήµατα
Πόρτες αvά Όχηµα
4 αvά πλευρά
224 Καθίσµατα
806 όρθιoι (5 Επιβάτες / τ.µ.)
1030 Επιβάτες / Συρµό
Aερισµός µε Αέρα Βεβιασµέvης Κυκλoφoρίας
∆ιευκoλύvσεις
Σύστηµα Αυτόµατωv
Επιβατώv
Αvακoιvώσεωv Σταθµώv
∆ύo µovάδες τριώv (3) oχηµάτωv συvδεδεµέvωv πλάτη µε
Χωρητικότητα Συρµoύ
ΤΕΧΝIΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡIΣΤIΚΑ
πλάτη
∆ιαµόρφωση Συρµoύ
Iθυvτήριo Όχηµα - Κιvητήριo Όχηµα - Κιvητήριo Όχηµα.
Μήκoς συρµoύ
106µ.
Πλάτoς Οχήµατoς
2800χιλ.
Ύψoς Οχήµατoς
3600χιλ.
Εσωτερικό
Ύψoς
Ορoφής Οχήµατoς
Βάρoς Συρµoύ
2180χιλ.
178 τόvoι κεvός
245 τόvoι µε πλήρες φoρτίo
101
Εύρoς Τρoχιάς
1435χιλ.
Τάση Λειτoυργίας
750 VDC
Κιvητήρες Έλξης
4 - 153kw DC Κινητήρες Έλξης αvά κιvητήριo όχηµα
Έλεγχoι Έλξης
DC Chopper / Έλεγχoι µικρoεπεξεργαστώv
Πέδηση
Αvαγεvvητική - ∆υvαµική / Πvευµατική Πέδηση
Μέση Επιτάχυvση
1.00µ. / δευτερόλεπτο2
1.08µ. / δευτ.2 (Υπό Καvovικές Συvθήκες)
Μέση Επιβράδυvση
1.20µ. / δευτ.2 (Σε Συvθήκες Έκτακτης Αvάγκης)
Μέγιστη Ταχύτητα
80χλµ. / ώρα
Κατασκευή
Αvoξείδωτoς Χάλυβας
Αµαξώµατoς
ΠΛΗΡΟΦΟΡIΕΣ ΕΠIΧΕIΡΗΜΑΤIΚΗΣ ΦΥΣΗΣ Αvάδoχoς
Κύριoι
Κoιvoπραξία ''ΟΛΥΜΠIΑΚΟ ΜΕΤΡΟ''
Πρoµηθευτές
Τρoχαίoυ Υλικoύ
Χώρες
ή
Περιoχές
Κατασκευής
SIEMENS
ABB- DAIMLER-BENZ
GEC / Alsthom
Νυρεµβέργη, Γερµαvία
Λα Ρoσέλ, Γαλλία
∆εύτερη Γενιά Συρµών ΓΕΝIΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡIΕΣ Αριθµός Συρµώv
21 (7 Συρµοί DC/AC και 14 Συρµοί DC)
Σύvθεση Συρµoύ
6 Οχήµατα
Πόρτες αvά Όχηµα
4 ολισθαίνουσες θύρες εφαρµοστού τύπου ανά πλευρά
Χωρητικότητα Συρµών DC
Χωρητικότητα Συρµών DC-AC
196 Καθίσµατα
866 όρθιοι (5 Επιβάτες/τ.µ.)
1062 Επιβάτες/Συρµό
158 Καθίσµατα
868 όρθιοι (5 Επιβάτες/τ.µ.)
1026 Επιβάτες/Συρµό
Κλιµατισµός στους Συρµούς.
Εσωτερικές
πινακίδες
προορισµού
µε
δυνατότητες
εναλλασσόµενων µηνυµάτων. ∆ιευκoλύvσεις Επιβατώv
Χώροι αποκλειστικής χρήσης από άτοµα µε ειδικές ανάγκες.
Γέφυρες επικοινωνίας µεγάλου εύρους που επιτρέπουν να κατανέµεται ισοµερώς η φόρτιση των επιβατών στα οχήµατα.
Κοµβία ανοίγµατος θυρών προς χρήση από τους επιβάτες σε ώρες µη αιχµής.
ΤΕΧΝIΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡIΣΤIΚΑ ∆ύο µovάδες τριώv (3) οχηµάτων συνδεδεµένων κατοπτρικά ∆ιαµόρφωση Συρµoύ
Κιvητήριo/Iθυvτήριo
Όχηµα
-
Ρυµουλκούµενο
Όχηµα
-
Κιvητήριo Όχηµα Μήκoς συρµoύ
106µ.
Πλάτoς Οχήµατoς
2800χιλ.
Ύψoς Οχήµατoς
3690χιλ.
Εσωτερικό
Ύψoς
Ορoφής Οχήµατoς
Βάρoς Συρµoύ DC/AC
Βάρoς Συρµoύ DC
103
2100χιλ. έως 2200χιλ.
202 τόνοι κενός
275 τόνοι (5 Επιβάτες/τ.µ.)
182 τόνοι κενός
255 τόνοι (5 Επιβάτες/τ.µ.)
Εύρoς Τρoχιάς Τάση
Λειτoυργίας
Συρµού DC/AC Τάση
Λειτoυργίας
Συρµού DC
1435χιλ. 750VDC/25kVAC
750VDC
Κιvητήρες Έλξης
4 Χ 170kW AC ανά κινητήριο όχηµα
Έλεγχoι Έλξης Συρµού
Converter AC-DC, VVVF Inverter (IGBT technology)
DC/AC Έλεγχoι Έλξης Συρµού DC
VVVF Inverter (IGBT technology)
Πέδηση
Ανάκτησης ενέργειας/∆υvαµική/Πvευµατική
Μέση Επιτάχυvση
1.00µ. / δευτερόλεπτο2
Μέση Επιβράδυvση
Μέγιστη
Ταχύτητα
Συρµού DC/AC Μέγιστη
Ταχύτητα
Συρµού DC Κατασκευή Αµαξώµατoς 'Aλλες πληροφορίες
1,1µ./δευτ.2 (Υπό Κανονικές Συνθήκες)
1,20µ./δευτ.2 (Σε Συvθήκες Έκτακτης Ανάγκης)
120χλµ. / ώρα
80χλµ. / ώρα
Αvoξείδωτoς Χάλυβας
Πλήρες σύστηµα ένδειξης και διάγνωσης βλαβών.
∆οκιµές προσοµοίωσης εµπορικής λειτουργίας.
Πρόγραµµα απόδειξης αξιοπιστίας.
ΠΛΗΡΟΦΟΡIΕΣ ΕΠIΧΕIΡΗΜΑΤIΚΗΣ ΦΥΣΗΣ Αvάδoχoς
Κoιvoπραξία 'HANWHA-Rotem'
Κύριoι
Πρoµηθευτές
Τρoχαίoυ Υλικoύ Χώρες
ή
Περιoχές
Κατασκευής Παράδoση
MITSUBISHI
VAPOR
KNORR-BREMSE
Ν. Κορέα, Ιαπωνία 2004
Τρίτη Γενιά Συρµών Σε εξέλιξη βρίσκεται ο διαγωνισµός για την προµήθεια 17 νέων συρµών των 6 οχηµάτων οι οποίοι θα εξυπηρετήσουν τις αναγκες του δικτύου µετά την ολοκλήρωση των νέων επεκτάσεων του Μετρό. Οι νέοι συρµοί θα έχουν συστήµατα στην αιχµή της τεχνολογίας, θα είναι κλιµατιζόµενοι, φιλικοί προς το περιβάλλον και θα έχουν τις απαραίτητες προβλέψεις ώστε να είναι συµβατοί µε όλες τις τεχνολογικές αναβαθµίσεις οι οποίες θα πραγµατοποιηθούν µελλοντικά στις γραµµές 2 & 3 του Μετρό της Αθήνας.
ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ηλεκτροµηχανολογικές Εγκαταστάσεις Για την απρόσκοπτη λειτουργία του Μετρό και την ασφαλή και άνετη µετακίνηση των επιβατών του, καθώς και για τη διασφάλιση εύρυθµων συνθηκών εργασίας για όλο το προσωπικό
που
εργάζεται
σε
αυτό,
έχει
εγκατασταθεί
ένα
εκτεταµένο
δίκτυο
ηλεκτροµηχανολογικών συστηµάτων και ειδικού εξοπλισµού που περιλαµβάνει τα ακόλουθα συστήµατα: Αερισµός Τα συστήµατα αερισµού του Μετρό χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, στο σύστηµα αερισµού Σηράγγων και Χώρων Κοινού στους Σταθµούς και στα διάφορα άλλα επιµέρους συστήµατα αερισµού για όλους τους χώρους Προσωπικού καθώς και για όλους τους τεχνικούς χώρους που υπάρχουν διάσπαρτοι µέσα σε κάθε σταθµό. Το σύστηµα αερισµού Σηράγγων και
105
Χώρων Κοινού στους Σταθµούς παρέχει νωπό αέρα για αερισµό σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας και για την απαγωγή καπνού σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Επιπλέον, τα συστήµατα αερισµού στα Αµαξοστάσια και τους Σταθµούς εγγυώνται την απρόσκοπτη λειτουργία του τεχνικού εξοπλισµού και εξασφάλίζουν τις κατάλληλες συνθήκες εργασίας για το προσωπικό. Ψύξη - Θέρµαvση Μονάδες ψύξης – θέρµανσης υπάρχουν σε όλους τους Σταθµούς και στα Αµαξοστάσια του Μετρό καθώς και σε χώρους όπου λειτουργεί ευαίσθητος εξοπλισµός, προσφέροντας ιδανικές συνθήκες εργασίας στο προσωπικό. Οι Χώροι Κοινού των Σταθµών δεν απαιτούν θέρµανση κατά τους χειµερινούς µήνες, αφενός γιατί το σύστηµα του Μετρό βρίσκεται σε µεγάλο βάθος όπου δεν υφίστανται µεγάλες θερµοκρασιακές διακυµάνσεις, και αφετέρου διότι η συνεχής λειτουργία των συρµών και του εξοπλισµού εκλύει πρόσθετη θερµότητα. Επιπροσθέτως, σε όλους τους Σταθµούς του Μετρό υπάρχουν εφεδρικοί χώροι όπου δύναται στο µέλλον να εγκατασταθούν µηχανήµατα κλιµατισµού σους χώρους κοινού. Αντλιοστάσια Σε κάθε Σταθµό του Μετρό και σε όλα τα χαµηλά σηµεία της σήραγγας υπάρχει εγκατάσταση διπλών αντλιών οµβρίων υδάτων, ενώ σε κάθε Σταθµό υπάρχει ένα ζεύγος αντλιών λυµάτων. Πυροπροστασία Για όλες τις εγκαταστάσεις της Αττικό Μετρό έχει προβλεφθεί µία σειρά παθητικών και ενεργητικών µέτρων πυροπροστασίας, τόσο για την ελαχιστοποίηση της πιθανότητας εκδήλωσης πυρκαγιάς, όσο και για την αποτελεσµατική καταπολέµησή της. Τα συστήµατα και ο εξοπλισµός πυροπροστασίας σχεδιάζονται, µελετούνται και κατασκευάζονται σε στενή συνεργασία µε την Πυροσβεστική Υπηρεσία. Όλες οι εγκαταστάσεις της Αττικό Μετρό ελέγχονται από την Πυροσβεστική Υπηρεσία και λαµβάνουν Πιστοποιητικό Πυροπροστασίας, πριν την έναρξη της εµπορικής λειτουργίας. Φωτισµός Χιλιάδες φωτιστικά σώµατα παρέχoυv στoυς σταθµoύς υψηλή φωτειvότητα, δηµιoυργώvτας µε τov τρόπo αυτό έvα ασφαλές και ευχάριστo σύστηµα δηµόσιας µεταφoράς.Οι σήραγγες και τα φρεάτια διαθέτoυv επίσης φωτιστικά σώµατα για φωτειvότητα σε περιπτώσεις
έκτακτης αvάγκης. Σε όλoυς τoυς χώρoυς υπάρχει φωτισµός έκτακτης αvάγκης µε µπαταρίες για τηv αvτιµετώπιση τωv περιπτώσεωv διακoπής τoυ ηλεκτρισµoύ για δύo ώρες. ΤΕΧΝΙΚΕΣ
ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ
ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ
(ΓΕΝΙΚΗ
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
ΤΟΥ
ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ BACS) Σκοπός του συστήµατος BACS είναι να ελέγχει και να παρακολουθεί το σύνολο των συστηµάτων Αερισµού Σηράγγων, συστηµάτων HVAC Σταθµών και τα H/M συστήµατα εντός των σταθµών, φρεάτων και σηράγγων, των υπό λειτουργία, υπό κατασκευή και υπό δηµοπράτηση γραµµών και επεκτάσεων του Μετρό, υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας και σε έκτακτη ανάγκη των κάτωθι συστηµάτων: Για το Βασικό έργο : 9
9
9
Σύστηµα Αερισµού σηράγγων και Φρεάτων εκτόνωσης:
Ανεµιστήρες Προσαγωγής SAF
Ανεµιστήρες Απαγωγής κάτω από την Αποβάθρα EXF-P
Ανεµιστήρες Απαγωγής ενδιάµεσων Φρεατίων EXF-I
Μηχανοκίνητα ∆ιαφράγµατα
Κυτίο Πυροσβέστη FB
Σύστηµα HVAC:
Ανεµιστήρες Απαγωγής Τεχνικών και λοιπών χώρων EXF
Μονάδα Κλιµατισµού AHU
Ψύκτες νερού
Κλιµατιστική µονάδα ACU
Κυλιόµενα ∆ιαφράγνατα MD
∆ιασύνδεση µε πίνακες Πυρανίχνευσης
Για την πρώτη φάση των επεκτάσεων: 9
Σύστηµα Αερισµού σηράγγων και Φρεάτων Αερισµού:
107
9
9
Ανεµιστήρες Φρεάτων Εκτόνωσης (BSF)
Ανεµιστήρες απαγωγής Κάτω και Πάνω από την τροχιά (UPE)
Ανεµιστήρες τύπου Jet (JF) στις Σήραγγες,
Ρολά ασφαλείας (RSD),
Μηχανοκίνητα ∆ιαφράγµατα (MΟD)
Κυτίο Πυροσβέστη FB
Σύστηµα HVAC:
Ανεµιστήρες Απαγωγής (EXF),
Μηχανοκίνητα ∆ιαφράγµατα (MΟD),
Ψυκτικά µηχανήµατα, τις αντλίες τους και τις εγκαταστάσεις,
Αντλίες Θερµότητας (HP),
Μονάδες Ανεµιστήρων Στοιχείου (FCU)
Η/Μ συστήµατα
Αδιάλειπτη Παροχή Ισχύος (UPS),
Κανονικό Φωτισµό και Φωτισµό Έκτακτης Ανάγκης,
Συστήµατα άντλησης και αποστράγγισης,
Κρουνούς, σωλήνες και βαλβίδες κατακλυσµού (DEV),
Ανελκυστήρες,
Κυλιόµενες κλίµακες
9
∆ιασύνδεση µε πίνακες Πυρανίχνευσης
9
∆ιασύνδεση µε Σύστηµα Ανίχνευσης µη Εξουσιοδοτηµένης Εισόδου
Σηµατοδότηση ΓΕΝIΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡIΕΣ Αυτόµατη Πρoστασία Συρµώv Αυτόµατη Επίβλεψη Συρµώv
(ATP) Εξασφάλιση Πέδησης Σηµατoδότηση Καµπίvας (ΑTS)
Κεvτρικός Έλεγχoς µέσω Η/Υ µε Αυτόµατη Χάραξη ∆ιαδρoµών και Αυτόµατη Αvαγvώριση Συρµώv
ΣΤΕΧΝIΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡIΣΤIΚΑ υ
Αλληλασφάλιση γεωγραφικού τύπου µε ηλεκτρονόµους ασφαλείας
Αλληλασφάλιση (IXL)
(Βασικό έργο)Αλληλασφάλιση ηλεκτρονικού τύπου ελεγχόµενη από
σ
υπολογιστή(Eπεκτάσεις)
τ
Αυτόµατη Πρoστασία
Αυτόµατη Προστασία Συρµών µε συνεχή υπολογισµό και επιτήρηση
ήΣυρµώv
της ταχύτητας του συρµού σύµφωνα µε τις συνθήκες της τροχιάς
(ATP)
µ
Οπτικοακουστική προειδοποίηση και έλεγχος ταχύτητας µε αναλογικά
α
σήµατα
Σηµατοδότηση Καµπίνας
Κυκλώµατα AC επιλεκτικής συχνότητας και φάσης στις περιοχές των
τ
Κυκλώµατα τροχιάς
α
αµαξοστασίων. Τηλετροφοδοτούµενα κυκλώµατα τροχιάς ακουστικής συχνότητας στις περιοχές που ελέγχονται από ATP. Σήµατα διπλής όψεως µε συµβατικά νήµατα (Βασικό έργο) Σήµατα
Σήµατα
Ε
διπλής όψεως τεχνολογίας LED (Επεκτάσεις)
πΑλλαγές
Μηχανισµός αλλαγής µε ηλεκτρικό τηλεχειρισµό και δυνατότητα χειροκίνητου ελέγχου
ι
Σύστηµα Πληροφόρησης
κΕπιβατών
(PIS)
Πινακίδες επί των αποβάθρων µε χρόνο άφιξης των συρµών
ο
Αυτόµατη επιτήρηση των συρµών και τήρηση πρoγράµµατoς
ιΚεντρικός Έλεγχος
δροµολογίων.
(OCC)
ν
Πίνακας απεικόνισης τροχιών τεχνολογίας πάνελ µε
ψηφιδωτή µορφή. Tερµατικά Η/Υ µε λεπτoµερή έvδειξη οθόvης και έλεγχoς µέσω πληκτρoλoγίoυ
ω
Τοπικός πίνακας ελέγχου, τεχνολογίας πάνελ µε ψηφιδωτή µορφή
νΤοπικός έλεγχος (LOW)
(Βασικό έργο) Τοπικός σταθµός εργασίας, ελεγχόµενος από
ί
υπολογιστή (Επεκτάσεις)
Αδιάλειπτη Παροχή
α
Ισχύος (UPS)
ς Μέθoδoι Λειτoυργίας
Αυτονοµία 6 ωρών σε όλο το δίκτυο Μετρό 1. Κεvτρικός Ελεγχoς (Σύvταγµα) 2. Τoπικός Ελεγχoς (Σταθµoί Ελιγµώv) 3. Χειρoκίvητoς Ελεγχoς
109
Συστήµατα Επικοινωνίας Σε ένα σύστηµα υπογείων αστικών σιδηροδρόµων η αποτελεσµατική
και
αξιόπιστη
λειτουργία
των
τηλεπικοινωνιών είναι πρωταρχικής σηµασίας για τη λειτουργία
του
όλου
∆εδοµένου
ότι
υπάρχουν
τηλεπικοινωνιών
για
συστήµατος
ένα
του
αποδεκτά ευρύ
Μετρό.
συστήµατα
φάσµα
χρήσεων,
κατάλληλα όµως για εφαρµογή στην περίπτωση του Βασικού Έργου του Μετρό είναι µόνο εκείνα, που ανταποκρίνονται στα υψηλότατα πρότυπα κατασκευής και σε ειδικές απαιτήσεις σχετικές µε τη λειτουργία του σιδηροδρόµου και των συναφών εγκαταστάσεων. Επίσης έχουν γίνει προβλέψεις κατά τη µελέτη και την εγκατάσταση
του
εξοπλισµού
στο
Έργο
των
επεκτάσεων των γραµµών 2 και 3, ώστε τα συστήµατα αυτά να είναι πλήρως συµβατά µε τον λειτουργούντα εξοπλισµό των σταθµών του Βασικού Έργου. 9
Αυτόµατo Σύστηµα Τηλεφώvoυ Αποτελείται από σύστηµα τηλεφωνικών κέντρων, στα οποία συνδέονται εξωτερικές γραµµές τύπου PRIMARY-ISDN και εξυπηρετούν τις ανάγκες ενσύρµατης επικοινωνίας εσωτερικά και εξωτερικά.
9
Απευθείας Τηλεφωvική Γραµµή Τηλεφωvικές Συσκευές για α.) Πρoσωπικό, β.) Επικoιvωvίες σε περιπτώσεις Εκτακτης Αvάγκης, και γ.) Συvτήρησης ∆ιατάξεις Αφαίρεσης Κυκλωµάτωv Εvέργειας Ελξης
9
Απευθείας Τηλεφωvική Γραµµή (Συvαγερµός) Τηλεφωvικές Συσκευές τoπoθετηµέvες στις Απoβάθρες
9
9
Ασύρµατη Επικoιvωvία (Σύστηµα Ασύρµατου ΤΕΤΡΑ):
Συvτήρησης
Αστυvoµίας
Αµαξoστασίoυ
Κονσόλες Ασυρµάτου στο κέντρο ελέγχου και αµαξοστάσια
Κovσόλες Ασυρµάτoυ στις Καµπίvες τωv νέων Συρµώv
Φoρητές
Τηλεόραση Κλειστoύ Κυκλώµατoς (CCTV) Κάµερες
στoυς
Χώρoυς
Εκδoσης
και
Ελέγχoυ
Εισιτηρίωv,
Απoβαθρώv
&
Καταµέτρησης Κερµάτωv Οθόvες για:
9
9
∆ιευθυvτή επί τωv Πληρoφoριώv τoυ Κέvτρoυ Ελέγχoυ
Αστυvoµία τoυ Κέvτρoυ Ελέγχoυ
Αστυvoµία Πρoστασίας Εισπράξεωv
Σταθµάρχες
Οδηγoύς Συρµώv
Πρoβλέψεις για Μελλovτικές Επεκτάσεις
Σύστηµα Αvαγγελιώv (PA). Αvαγγελίες από:
Κέvτρo Ελέγχoυ
Σταθµάρχη
Σηµεία Αvακoιvώσεωv στις Απoβάθρες τωv Σταθµώv
∆ιευθυvτή επί τωv Πληρoφoριώv τoυ Κέvτρoυ Ελέγχoυ
Σύστηµα ∆ιαvoµής
Ψηφιακό Σύστηµα ∆ιαχείρισης
Εφεδρικό Καλώδιo Οπτικώv Ivώv
111
Συλλογή Κοµίστρου ΓΕΝIΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡIΕΣ: Εvιαίo Κόµιστρo και ∆ωρεάv Μετεπιβίβαση µε Περιoρισµό Χρόvoυ. Εγκατεστηµένη Υποδοµή για : ∆oµή Κoµίστρoυ
Μελλovτικό ζωνικό Κόµιστρo
Χρήση Έξυπνης Κάρτας
Self-Service, Απόδειξη Πληρωµής
Πώληση Εισιτηρίωv/Ακύρωση στoυς Χώρoυς Εκδoσης και
Μέθoδoς Συλλoγής Κoµίστρoυ
Είδoς Κoµίστρoυ
Πώληση Εισιτηρίωv/Καρτώv
Ελέγχoυ Εισιτηρίωv
∆ειγµατoληπτικός Ελεγχος
Καvovικά Εισιτήρια Μovής ∆ιαδρoµής
Μειωµέvα Εισιτήρια Μovής ∆ιαδρoµής
Μηvιαίες Κάρτες
∆ωρεάv Κάρτες
Αυτόµατα Μηχαvήµατα Εκδoσης Εισιτηρίωv
Εισιτήρια Μovής ∆ιαδρoµής
Εκδoτήρια
Εισιτηρίωv
µε
πρoσωπικό
σε
ολους
τους
Σταθµoύς για Πώληση δεσµίδωv εισιτηρίωv, Κάρτες
ΤΕΧΝIΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡIΣΤIΚΑ:
Μηχαvήµατα Εκδoσης Εισιτηρίωv
Μovά Εισιτήρια
∆υvατότητα ∆ιαφoρετικώv Αξιώv
Απoδoχή χαρτovoµισµάτωv
Επιστρoφή χρηµάτωv για ρέστα
∆υvατότητα αvακύκλωσης 5 Είδων Κερµάτωv
Εγκατεστηµένη
Υποδοµή
για
Χρήση
Έξυπνης
Κάρτας
σύµφωνα µε την οδηγία Calypsο
Μηχαvήµατα
Χειροκίνητης
Μηχανήµατα χειροκίνητης έκδοσης εισιτηρίων κατάλληλα για
Εκδoσης Εισιτηρίωv
εκδότες και λειτουργία ανά βάρδια
Μηχαvήµατα
Εκτυπωµέvη Ακύρωση
Εγκατεστηµένη
Επικύρωσης/Ακύρωσης Εισιτηρίωv
για
Χρήση
Έξυπνης
Κάρτας
σύµφωνα µε την οδηγία Calypso
Λoγιστικός Ελεγχoς/Παρακoλoύθηση
Υποδοµή
Ολες oι συσκευές είvαι δικτυωµέvες σε Επίπεδo Σταθµoύ και σε
&
Κεντρικό Επίπεδο
Εvδειξη σφάλµατoς
Σύστηµα Έλξης ΤΕΧΝIΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡIΣΤIΚΑ: Α. ΗΛΕΚΤΡIΚΗ ΕΝΕΡΓΕIΑ ΜΕΣΗΣ ΤΑΣΗΣ Πηγή
∆ηµόσια Eπιχείρηση Ηλεκτρισµoύ (∆ΕΗ)
Τάση Τρoφoδoσίας
20 kV, 3Φ, 50Hz
Θέσεις Τρoφoδoσίας
30
∆ιαvoµή
70 mm2, Χαλκός
Β. ΣΥΝΕΧΕΣ ΡΕΥΜΑ DC (ΥΠΟΣΤΑΘΜΟI ΑΝΟΡΘΩΣΗΣ) Τύπoς αvoρθωτώv
12-παλµικοί µε διόδoυς πυριτίoυ
10 (Γραµµή 2)
10 (Γραµµή 3)
2 (Αµαξoστάσιo)
1100 m ((Γραµµή 2)
Μέση Απόσταση
1200 m ((Γραµµή 3)
Iσχύς
3 MW
Αριθµός υπoσταθµώv
113
}
22 Σύvoλo
150%, 2 h
Iκαvότητα Υπερφόρτισης
300%, 1 min
Τάση Εξόδoυ (ovoµ.)
750 VDC
Γ. ∆IΑΝΟΜΗ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ DC
60 kg/m, Χάλυβας χαµηλής περιεκτικότητας σε άvθρακα
Ηλεκτρoφόρoς (Τρίτη) Γραµµή
17,3 kg/m, Σύνθετη (Αλουµίνιο/Ανοξείδωτος Χάλυβας)
Οvoµαστική Τάση
750 VDC
Ελάχιστη Τάση
525 VDC
Μέγιστη Τάση
900 VDC
∆. ΑΛΛΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡIΣΤIΚΑ Μελέτη Χωρητικότητας
Συρµoί 6 oχηµάτωv, Χρovoαπόσταση 100 s Για όλη τηv ηλεκτρoφόρo τωv Κυρίωv Γραµµώv:
Τµηµατoπoίηση
Ελεγχoς και χειρισµός
Γραµµή 2 - 18 τµήµατα
Γραµµή 3 - 14 τµήµατα
Τηλεχειρισµός (Σύvταγµα)
Τoπικός Χειρισµός
∆ιακόπτες κιvδύvoυ κάθε 200 m
Σιδηροδροµική Επιδοµή Η Σιδηροδροµική Επιδοµή στις σήραγγες του Μετρό, αποτελείται από τροχιά ελαστικής στήριξης σε κλίνη σκυροδέµατος (Σταθερή Επιδοµή). Οι
τροχιές
έχουν
καθιερωµένο
εύρος
1435χιλ.,
και
αποτελούνται
από
σιδηροτροχιές διατοµής UIC 54, στερεωµένες σε διµερείς στρωτήρες - µε µικροκυψελωτά πέλµατα και ελαστικά περιβλήµατα - ηµιεγκιβωτισµένους στο σκυρόδεµα κλίνης τροχιάς. Στους στρωτήρες είναι επίσης στερεωµένη η
ηλεκτροφόρος ράβδος µε τα προστατευτικά της καλύµµατα, µέσω µονωτικών στηριγµάτων. Κάτω από το σκυρόδεµα κλίνης τροχιάς υπάρχει πλέγµα συλλογής ρευµάτων διαφυγής, εγκιβωτισµένο στο σκυρόδεµα πλήρωσης πυθµένα. Στις δύο πλευρές της σήραγγας είναι κατασκευασµένα κανάλια καλωδίων από σκυρόδεµα, που µε τα προκατασκευασµένα καλύµµατά τους, αποτελούν τους πεζοδιαδρόµους στη σήραγγα. Οι αλλαγές/διακλαδώσεις τροχιών εγκαθίστανται πλέον, µε σύστηµα άµεσης στερέωσης σε πλάκα σκυροδέµατος. Επίσης, σε ιδιαίτερα "ευαίσθητα" σηµεία (πχ. Νέο Μουσείο Ακροπόλεως), λαµβάνονται µέτρα µείωσης θορύβου και δονήσεων. Στις περιοχές αυτές, οι διακλαδώσεις/αλλαγές τροχιών και τµήµατα απλής τροχιάς κατασκευάζονται πάνω σε πλωτές πλάκες. Στις ανοιχτές περιοχές των Αµαξοστασίων, οι τροχιές και οι διακλαδώσεις τροχιών εδράζονται µε στρωτήρες ξύλινους ή από σκυρόδεµα σε κλίνη τροχιάς από έρµα.
115