Laboratory test for EPB tunnelling assessment: results of test campaign on two different granular soils
More details
Hide details
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2011;27(1):85-100
KEYWORDS
ABSTRACT
Earth Pressure Balanced shields are currently the most utilized tunnelling machines throughout around the world. The possibility of using conditioning agents that change the mechanical and hydraulic behaviour of a soil, changing it into a plastic paste and thus permitting soil pressure applications at the tunnel face, is the key point to explain the increasing utilization of this technology. Despite its great importance, not much laboratory researches can be registered on soil conditioning, particularly for cohesionless soils. The conditioning criterion is usually defined on the basis of a trial-and-error procedure developed directly at the job sites. A test that is able to simulate the extraction of soil from the bulk chamber with the screw conveyor inclined upwards, as in real machines, can offer a quantitative indication of the conditioned soil behavior for EPB use. The characteristics of the device and the results obtained on many different types of soil are discussed in order to point out the great importance and quality of results that can be achieved using the proposed test device.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Test laboratoryjny dla oceny tunelowania metodą EPB: wyniki testów dla dwóch różnych gruntów ziarnistych
wiercenie tunelu, metoda EPB, zarządzanie ryzykiem, modyfikowanie gruntu
Tarcze wyrównanych ciśnień gruntowych (Earth Pressure Balance) to obecnie najczęściej stosowane maszyny do tunelowania na świecie. Możliwość zastosowania środków do modyfikowania gruntu, które zmieniają jego mechaniczne i hydrauliczne właściwości, zmieniając go w plastyczną masę i pozwalając tym samym na wykorzystanie parcia gruntu na przodku, jest kluczowa dla wyjaśnienia rosnącego wykorzystania tej technologii. Mimo wielkiego znaczenia modyfikowania gruntu nie zanotowano zbyt wielu badań laboratoryjnych na ten temat, szczególnie jeśli chodzi o grunty niespoiste. Sposoby modyfikacji definiuje się zwykle metodą prób i błędów bezpośrednio na miejscu wykonywania pracy. Test, który potrafi symulować wydobywanie gruntu z komory roboczej za pomocą skierowanego w górę przenośnika ślimakowego, tak jak w prawdziwych maszynach, może dostarczyć informacji dotyczących zachowania się gruntów modyfikowanych podczas stosowania technik EPB. W artykule przedstawiono cechy charakterystyczne urządzenia i wyniki otrzymane dla różnych rodzajów gruntów. Podkreślono ważność i wysoką jakość wyników otrzymanych przy zastosowaniu proponowanego urządzenia badawczego.
REFERENCES (21)
1.
Anagnostou G., Kovari K., 1996 - Face stability conditions with earth-pressure balanced shields, Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 11, No. 2, Pergamon - Oxford, pp. 165-173.
2.
Bezuijen A., Schaminee P. E. L., Kleinjan J. A., 1999 - Additive testing for earth pressure balance shields, Proc. of 12th Eur. conf. on Soil Mech. And Geotech. Engng., Amsterdam, June 1999, Balkema, Rotterdam, pp. 1991-1996.
3.
Boone S. J., Artigiani E., Shirlaw J. N., Ginanneschi R., Leinala T., Kochmanova N., 2005 - Use of ground conditioning agents for Earth Pressure Balance machine tunnelling, Congres international, de Chambéry - Octobre 2005, AFTES, pp. 313-319.
4.
Bordachar F., Nicolas L., 1998 - Fluides conditionneurs pour la pression de terre, Tunnels et ouvrages souterrains 169 - Janvier/Février 1998, AFTES, pp. 21-27 (in French).
5.
Borio L., Peila D., 2010 - Study of the Permeability of Foam Conditioned soil with Laboratory Tests, American Journal of Environmental Science, 6(4), pp. 365-370.
6.
EFNARC, 2005 - "Specification and guidelines for the use of specialist products for Mechanized Tunnelling (TBM) in Soft Ground and Hard Rock," Recommendation of European Federation of Producers and Contractors of Specialist Products for Structures.
7.
Herrenknecht M., Maidl U., 1995 - Applying foam for an EPB shield drive in Valencia, Tunnel 5/95,STUVA, pp. 10-19.
8.
Jancsecz S., Krause R., Langmaack L., 1999 - Advantages of soil conditioning in shield tunnelling: experiences of LRTS Izmir, Challenges for the 21st Century, Alten et al (eds), 1999, Balkema-Rotterdam, pp. 865-875.
9.
Kuribashi Y., Yagi K., Ishimoto H., 1993 - The PMF Super shield tunneling process - expanding applications for earth pressure balanced shield tunneling, Options for Tunnelling 1993, ed. H. Burger, Elsevier, pp. 411-420.
10.
Maidl B., Herrenknecht M., Anheuser L., 1995 - Mechanised Shield Tunnelling , Ernst&Sohn, Berlin, p. 428.
11.
Merritt A., Mair R. J., 2006 - Mechanics of tunnelling machine screw conveyor: model tests, Geotechnique, Vol. 56, pp. 605-615.
12.
Milligan G., 2001 - Lubrication and soil conditioning in tunnelling, pipe jacking and microtunnelling state of the art review, Geotechnical consulting group - London.
13.
Peila D., Oggeri C., Vinai , R., 2007 - Screw Conveyor Device for laboratory tests on conditioned soil for EPB tunnelling operations, Journal of Geotechnical and geoenvironmental engineering, ASCE, Vol. 133, pp. 1622-1625.
14.
Peila D., Oggeri C., Borio L., 2009 - Using the slump test to assess the behavior of conditioned soil for EPB tunneling, Environmental & Engineering Geoscience, pp. 167-174, 2009, Vol. XV (3).
15.
Peña M., 2003 - Soil conditioning for sands, Tunnels & Tunnelling international, July 2003, pp. 40-42.
16.
Peron J. Y.,Marcheselli P., 1994 - Construction of the 'Passante Ferroviario' link in Milan, Italy, lots 3P, 5P, and 6P: excavation by large EPBS with chemical foam injection, Tunnelling '94 - seventh international symposium organized by IMM, London, 5-7 July 94, Chapman & Hall, pp. 679-707.
17.
Quebaud S., 1996 - Contribution à l'étude du percement de galeries par boucliers à pression de terre: amélioration du creusement par l'utilisation des produits moussants, PHD thèses, Université des Sciences et Technologies de Lille (in French).
18.
Quebaud S., Sibai M., Henry J. P., 1998 - Use of chemical foam for improvements in drilling by earth pressure balanced shields in granular soils, Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 13, No. 2, Pergamon - Oxford, pp. 173-180.
19.
Vinai R., Oggeri C., Peila D., 2007 - Soil conditioning of sand for EPB applications: A laboratory research, Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 23(3), pp. 308-317.
20.
Vinai R., Borio L., Peila D., Oggeri C., Pelizza S., 2008 - Soil conditioning for EPB Tunnelling,T&T INTERNATIONAL, Vol. XII.
21.
Williamson G. E., Traylor M. T., Higuchi M., 1999 - Soil conditioning for EPB shield tunneling on the South Bay Ocean Outfall, RETC proceedings 1999, ch. 51, pp. 897-925.