Opis
Projekt „Schacht Konrad 2” stanowi część zakrojonego na szeroką skalę przedsięwzięcia BGE, którego celem jest przekształcenie wycofanej z eksploatacji kopalni rudy żelaza w Salzgitter w pierwsze w Niemczech zatwierdzone prawnie składowisko ostateczne odpadów radioaktywnych o niskim i średnim poziomie promieniowania. Punkt przeładunkowy odpadów radioaktywnych (zwany „Füllort”, czyli stacją szybową) znajduje się na głębokości około 850 metrów pod ziemią i stanowi centralny węzeł transportowy: to właśnie tam docierają pojemniki z odpadami, a następnie są one transportowane dalej przez podziemną sieć tuneli do wyznaczonych komór składowania. Aby było to możliwe, stary obiekt górniczy jest gruntownie przebudowywany – powstają ogromne naziemne obiekty przeładunkowe, nowa wieża wyciągowa oraz wzmocniona wykładzina szybu, która musi spełniać surowe wymogi bezpieczeństwa jądrowego. Pod ziemią najważniejsza jest przede wszystkim stabilność materiałowa. Żelbet uszczelnia wykładzinę kawern, tworzy fundamenty transportowe i ostatecznie wypełnia każdą pozostałą pustkę, tak aby pojemniki z odpadami radioaktywnymi były trwale zamknięte. Prace w szybie są prowadzone przez ARGE Schacht Konrad 2 (ASK 2), konsorcjum firm Redpath Deilmann GmbH i Thyssen Schachtbau GmbH, na zlecenie BGE (Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH, Federalna Spółka ds. Składowania Odpadów Radioaktywnych).
Wyzwania
Głównym wyzwaniem związanym ze szalowaniem jest w tym przypadku wykonywanie odlewów przy istniejącej konstrukcji szybu. Duże odcinki nowych wykładzin i fundamentów są wbudowywane przy użyciu szalunku jednostronnego przy oparciu o wieloletnie wzmocnienia skalne, gdzie zarówno szalunek, jak i istniejąca konstrukcja muszą wytrzymać nacisk świeżego betonu. Zespoły inżynierów potrafią obliczyć obciążenia szalunku jednostronnego, ale robią to z uwzględnieniem marginesów bezpieczeństwa na wypadek nieznanych czynników, ponieważ rzeczywistego rozkładu ciśnienia na istniejącą konstrukcję nie da się potwierdzić na placu budowy wyłącznie na podstawie obliczeń.
- Szalunek jednostronny oparty o istniejące wzmocnienie skalne: standardowe obliczenia uwzględniają ten przypadek obciążenia, ale nie odzwierciedlają rzeczywistego zachowania pod ciśnieniem w terenie, a niewłaściwe dobranie tempa wylewania stanowi bezpośrednie zagrożenie dla systemu szalunkowego oraz dla konstrukcji, która pełni rolę głównego połączenia transportowego z siecią tuneli składowiska
- Ryzyko związane z jakością (puste przestrzenie) na styku materiałów: pełne pokrycie betonem wokół zbrojenia przy istniejącym podparciu skalnym i wykładzinie; każda pusta przestrzeń w tych newralgicznych miejscach stanowi wadę, której nie można tolerować w konstrukcji o tak dużym znaczeniu, zwłaszcza że po zasypaniu nie ma możliwości ponownej kontroli
- Podwyższona temperatura na głębokości: to po prostu element środowiska pracy, podobnie jak ograniczony dostęp i długie trasy transportowe, typowe dla budownictwa podziemnego
- W podziemiach nie ma zasięgu komórkowego: żadna metoda monitorowania, która wymaga stałego połączenia z chmurą w celu wyświetlania danych na żywo, nie działa tutaj
Krótko mówiąc: inżynierowie potrzebowali tutaj dwóch rzeczy, których standardowe obliczenia i oględziny nie były w stanie w pełni zapewnić — zmierzonego nacisku szalunku podczas wylewania betonu z jednej strony przy istniejącej konstrukcji oraz potwierdzenia obecności betonu w celu uzyskania wysokiej jakości wyniku w newralgicznych miejscach styku.
Rozwiązanie i wyniki
Kierownictwo budowy wyposażyło kluczowe sekcje szalunku w urządzenia PREMO oraz PHONO , aby zastąpić obliczone marginesy bezpieczeństwa i ocenę wzrokową zmierzonymi, zweryfikowanymi danymi uzyskanymi podczas wylewania betonu.
- PREMOSystem monitorowania ciśnienia betonu mierzył rzeczywiste ciśnienie betonu wywierane na szalunek w czasie rzeczywistym, dostarczając inżynierom prawdziwą krzywą ciśnienia w miarę jej kształtowania się w stosunku do istniejącej konstrukcji oraz podstawę pomiarową do dostosowania prędkości betonowania. Temperatura elementów była rejestrowana równolegle jako parametr odniesienia i dokumentacyjny.
- PHONO System wykrywania betonu potwierdził, że beton rzeczywiście znajdował się tam, gdzie powinien, zwłaszcza na styku z istniejącym wzmocnieniem skalnym i wykładziną, gdzie jednostronne szalunki uniemożliwiają wizualną weryfikację, co pozwoliło inżynierom sprawdzić pokrycie wokół zbrojenia i elementów wbudowanych bezpośrednio na podstawie danych z czujników.
- Hub Rozwiązanie firmy Node umożliwiło to nawet w miejscach, gdzie pod ziemią nie ma zasięgu sieci komórkowej: dane z czujników są gromadzone lokalnie przez urządzenie Node i wyświetlane na żywo na stronie Hub – na tablecie, z którego inżynierowie korzystają bezpośrednio na miejscu wylewania betonu. Urządzenie Hub musi tylko od czasu do czasu wydostać się na powierzchnię, aby zsynchronizować zapisane dane z chmurą i aplikacją internetową w celu dokumentacji, podczas gdy sama analiza na żywo przebiega całkowicie w trybie offline, dokładnie tam, gdzie podejmowane są decyzje.
Przez cały czas trwania wylewania zespół nieustannie wracał do „ Hub ” – nie dlatego, że wątpił we własną ocenę sytuacji, ale po to, by zweryfikować ją w świetle rzeczywistych danych i odzyskać pewność, która ma tak duże znaczenie na takiej głębokości pod ziemią.
Dzięki połączeniu rozwiązań PREMO i PHONO inżynierowie na placu budowy uzyskali na bieżąco dokładny obraz ciśnienia w szalunku oraz obecności betonu podczas wylewania, zastępując przy założeniach opartych na marginesach bezpieczeństwa i ocenie wzrokowej rejestr danych dotyczących każdego wylewania w odniesieniu do istniejącej konstrukcji – w miejscu, które stanowi główne połączenie między powierzchnią a siecią tuneli składowiska.
