MudHoney TBM のためのシアトルでのロッキーな旅

Mar 24, 2023

シアトルのグランジ ロック バンド、マッドハニーのメンバーが、その名を冠した TBM の前に立つ。写真提供: Seattle Public Utilities

最高級のトンネル掘削機はシアトルにとって新しいものではありません。 新しい州道 99 号線のトンネルを掘った悪名高きモグラから、サウンド・トランジットの積極的なライトレール拡張のための新たな道を切り開いた数台の TBM まで、太平洋岸北西部の都市の下をトンネルで掘削することは、ほぼ日常的に行われています。

しかし、シアトル、あるいは北米の他の場所でのトンネル掘削の経験の中で、直径 21 フィート、直径 8 インチの 2.7 の掘削機マッドハニーが衝突したような大きさの岩に TBM が衝突した例はありません。 -マイル、18フィート、10インチ。 シアトル近郊のバラードからウォリングフォードまでの内径トンネル。

5 億 7,000 万ドルを投じた船舶用運河の水質改善プロジェクトは、シアトルの公共事業とキング郡廃水処理局の共同事業であり、完成すると、シアトルの船舶に溢れ出る最大 3,000 万ガロンの雨水と下水が収集されて保持されることになります。運河の水路。

プロジェクトの中心となるのは全長 40 マイルのトンネルで、雨水と下水の流れを集めて地下 40 ～ 80 フィートに送る 5 本の垂直立坑によって給水されます。 このプロジェクトには、追加の直径 8 フィートのトンネル 2 本と、採掘された材料の運搬とトンネル セグメントの搬入に使用される鉄道システムも含まれています。

乗組員は、MudHoney TBM の背後でセグメント ビルドを作成します。 5 フィートのボーリングごとに、コンクリート リングを設置するために停止することになります。写真提供: Seattle Public Utilities

この仕事を担当するTBMは、オンライン投票でシアトルの独創的なグランジバンド、マッドハニーにちなんで命名された。 土圧バランス加圧切羽トンネル掘削機は、2020 年にドイツで製造され、翌年に稼働を開始しました。

MudHoney は、長さ 31 フィート、2 インチのシールドと、カッターヘッドに 18 個のダブルディスク カッター、48 個のスクレーパー、16 個のバケット カッターを備えています。 10 人から 15 人の乗組員が制御室と TBM の前面内部の両方で TBM を操作します。 5 フィートのボーリングごとに、乗組員が伝統的にサウンド トランジット トンネルを建設する方法と同様に、コンクリート リングを設置するために停止することになります。

TBMは2023年夏までに地下の旅を終えるはずだが、途中で衝突した岩のおかげではない。

問題の岩は直径12フィート、長さ10フィートまで伸びた。 トンネル掘削を指揮するレーン・コンストラクション・カンパニーのプロジェクト・ディレクター、ファブリツィオ・ファラ氏は、「この巨石をその大きさ以外にユニークなものにしたのは、その強度だった。巨石の一部の一軸圧縮強度は47,000 psiを超えていた」と語る。

TBMが岩に衝突した際、カッターヘッドは「重大な損傷」を受けた。 切削工具は高圧条件下で交換され、カッターヘッドの構造的損傷も修復されました。 「損傷のほとんどはヘッドの前側にあり、すべての修理はカッターヘッドの外側から行わなければならなかった」とファラ氏は言う。

Lane Construction は、地表から約 50 フィートの深さにある救助ボックスの掘削を設計、計画、実行しました。 この隙間はTBMカッターヘッドの内側から手作業で掘削され、鉱山労働者と整備士がアクセスしてTBMの構造修復を完了することができました。 「修理中の地盤の安定性を確保するために、作業空洞を掘削する前に大規模な地盤改良キャンペーンが実施されました。」

チームは2022年5月にボルダーのボーリング作業を成功裏に完了した。

作業員は、下水と雨水を新しい貯留トンネルに運ぶ立坑の 1 つの基部に充填材を敷き詰めます。写真提供: Lane Construction

1800 年代以来、シアトルでは下水道、公共通路、交通の需要のために、110 km 以上にわたる 150 以上のトンネルが建設されてきました。 最新のトンネルは、シアトルとキング郡が合流式下水の氾濫による汚染を軽減するために連邦および州当局の指示に従う必要があるために建設された。

現在の設計では、雨水流出と下水の両方が、プロジェクトの対象となる近隣地域（バラード、イーストバラード、フリーモント、クイーンアン、ウォリングフォード）の同じシステムを通過するため、大雨がシステムの容量を超え、未処理の下水が都市部に流出する可能性がある。公共の水路。 貯留トンネルは、通常約 90% の雨水と 10% の下水であるオーバーフローを新しい立坑に迂回させることにより、オーバーフローによる汚染を年間 7,500 万ガロン以上削減します。

ファラ氏によると、トンネルの大部分は、粘土、シルト、砂、砂利が密に混合した堆積物からなる氷河の堆積物の中を通っており、時には丸石や岩もあるという。 最大 10 フィートの巨石が存在する可能性があるため、カッターヘッドはハードロック TBM ヘッドと同様に低い開口率で設計されました。 中央部分には、柔らかい地面で通常使用される「ノーズ」ではなく、一連のディスクカッターも装備されていました。

4.4マイル、18フィート、10インチ。 このトンネルは、シアトルの船舶運河水路にあふれてしまう雨水や下水のオーバーフローを処理します。写真提供: Seattle Public Utilities

ルート沿いには直径12フィートに満たない巨石の脅威もあることから、ファラ氏によると、TBMには巨石検出システムが装備されており、これもコロラド鉱山学校との共同研究プロジェクトであるという。 「このシステムには、作動中にTBMの前にある岩の存在を検出するのに役立つ一連のトランスデューサーが備わっています」と彼は言います。

TBMがシアトルのプロジェクトで使用された過去の機械と同様の土壌条件に直面することを知っていたため、トンネルプロジェクトチームの一部であるDelve Undergroundの設計マネージャー、ダン・ドレイファス氏は、MudHoneyは、シアトルのプロジェクトで使用された他のTBMと同様の設計および性能基準を備えていると述べました。シアトル地域。 バータ社は SR 99 用に直径 57.5 フィートのトンネルを建設しましたが、船舶運河プロジェクトの直径は、この地域のライトレール輸送トンネルと一致しています。

「この契約では、非常に変化しやすく磨耗性の高い氷河の耕土土壌を効率的に掘削できるようにするだけでなく、一般に氷河の耕泥堆積物に見られる岩石を掘削できるようにカッターヘッドを設計および構成することが求められました。」と彼は言います。

機械のカッターヘッドの設計と構成により、ディスク カッターとリッパー ツールの組み合わせが実現しました。「丸石や岩が含まれる研磨性の土壌を貫通できるように戦略的に配置され、予想されるすべての土壌で適切な調整と混合を可能にする十分なツール間隔とカッターヘッド開口部とのバランスが取られています」種類。"

掘削中にポリマーを土壌に挿入することにより、結果として生じる泥はTBMの後ろのコンベアベルトを介して送られ、最終的には隣接するスノホミッシュ郡の砂利採取場に輸送される前に、鉄道トラックを介して輸送されます。

シアトルの船舶運河水質プロジェクトでは、直径 21 フィート、直径 8 インチの TBM をシアトル近郊のバラードにある発射地点に降ろす作業が含まれていました。写真提供: Seattle Public Utilities

地盤変動の脅威に対して、ファラ氏は、TBMによって引き起こされる振動と沈下は「非常に低く、ほとんど無視できるほど」であると述べた。 TBM 線形に沿って、一連の機器が TBM 通過前、通過中、通過後の状態を監視しており、これにはトンネル経路上の 200 以上の構造物の監視も含まれます。 この機器は、トンネル活動によって引き起こされる潜在的な影響を示します。 「これまでのところ、地表での影響は観察されていません」とファラ氏は言う。

シアトル公共事業会社の船舶運河水質プロジェクト責任者のキース・ウォード氏は、トンネル工事の進捗は続いていると語る。 「TBMは2023年5月から6月の間​​に受入坑に到達する予定です」と彼は言う。 しかし、ラインの終わり近くで、MudHoney にはトンネルを通過するためのもう 1 つのユニークなエリアがあります。

TBMは、数年前に近くの建物の発掘のために18本の鋼製腱タイバックが設置されたセクションを通過します。 腱はすでに緊張されているが、乗組員らはまだトンネル掘削に影響を与える可能性があると述べている。 タイバックは、TBM がその場所に近づく前に、TBM アライメントから部分的に削除されます。

バラードの新しいポンプ場を含むプロジェクト全体は、おそらく 2026 年にオープンする予定です。資金の一部は、ワシントン州生態局と環境保護庁によって、州回転基金と水インフラ金融およびイノベーション法の融資を通じて提供されます。 プロジェクト費用の当初の予測は、主にパンデミックに関連する問題とシアトルのコンクリートストライキのおかげで、すでに4億2,300万ドルから5億7,000万ドルに増加していますが、巨石のおかげでさらに14％も増加する可能性がまだあると予想されています仕事。

ティム・ニューカムはワシントン西部を拠点とする新聞・雑誌ジャーナリストで、北西部の建物や交通機関の設計と建設を取材しています。