Тунельний ґрунт — найбільш недовикористаний міський будівельний ресурс Австралії
Трубопроводи міської інфраструктури Австралії — дорожні тунелі, розширення метрополітену, мережі комунальних штолень та підземні транспортні розв'язки — щорічно генерують мільйони тонн виїмки породи та ґрунту, що наразі майже повністю розглядається як проблема утилізації відходів. Західне метро Сіднея, Західне метро Сіднея, тунель Мельбурнського метро та Брісбенська залізниця Крос-Рівер разом виробили десятки мільйонів кубічних метрів виїмки матеріалу під час етапів будівництва, більшу частину якого транспортували на ліцензовані пункти утилізації відвалів за вартістю $40–$120 за тонну, включаючи транспортування. Частина була з користю використана повторно як заповнювач; майже нічого не було подрібнено та використано як будівельний заповнювач на самих проектах або на сусідніх інфраструктурних роботах — незважаючи на високу якість пісковика Хоксбері Сіднейського басейну, силурійського аргіліту Мельбурна та пластів Неранлі-Фернвейл Брісбена, які складають значну частину виїмки з цих тунелів.
Нормативно-правове та комерційне середовище змінюється. Структура стягнутих штрафів Агентства з охорони навколишнього середовища Нового Південного Уельсу та Структура інфраструктурних матеріалів Управління охорони навколишнього середовища Вікторії тепер пропонують чіткі шляхи для вигідного повторного використання виїмної тунельної породи як заповнювача, за умови, що вона відповідає стандартам складу. Клієнти проектів, включаючи Transport for NSW та Infrastructure Victoria, все частіше вимагають від учасників тендерів демонструвати стратегії повторного використання ґрунту як частину зобов'язань щодо сталого розвитку в рамках рамок виконання проектів. У цьому контексті мобільна дробарка для каменю Робота на території порталу або об'єкті управління відвалом перетворює тунельний відвал із зобов'язання щодо утилізації на актив будівельних матеріалів, змінюючи фінансове рівняння управління відвалом з чистої вартості на часткову компенсацію витрат, що зменшує загальний бюджет проекту на будівельні матеріали.
Відходи автомобільних та залізничних тунелів: характеристика та застосування дробарки
Відвал TBM проти відвалу буровибухового методу: різні матеріальні проблеми
Під час розробки тунельно-прохідницьких машин (ТПМ) утворюється шлам — змішаний шлам або сухий ґрунт з дрібнодробленого гірського матеріалу розміром від пилу до фрагментів, зазвичай менше 100 мм. Цей матеріал вже частково подрібнений за розміром в процесі різання ТПМ, але він потребує вторинного дроблення для досягнення однакової грануляції заповнювача, придатної для використання в будівництві, і зазвичай потребує класифікації для видалення фракції дрібного шламу, яка містить забруднення рідиною для різання ТПМ. Під час розробки тунелів буровибуховим способом утворюються більші, більш нерівні фрагменти (зазвичай 100–500 мм, з деякими блоками великого розміру), які потребують первинного дроблення перед класифікацією за розміром заповнювача. Обидва типи матеріалів можна обробляти за допомогою дробарки для отримання придатного для використання заповнювача, але конфігурація та вимоги до попередньої обробки відрізняються між цими двома методами розробки.
Розкопки з виїмкою та прикриттям: можливість повторного використання найвищої якості
Виймання та покриття гірських порід, яке використовується для неглибоких ділянок підземних залізничних ліній, пішохідних переходів та тунелів комунальних послуг, передбачає виїмку крізь приповерхневі породи в окремих відкритих вирізках, де характеристика та розділення матеріалів набагато простіші, ніж при поводженні з ґрунтом методом виїмки за допомогою TBM. Вийнятий камінь, отриманий в результаті виймання та покриття гірських порід, зазвичай не забруднений, доступний для відбору проб та оцінки якості, а також доступний у великих обсягах в одному місці на поверхні — на самому будівельному майданчику. Таке поєднання факторів робить виймання гірських порід методом виїмки найпростішим типом тунельного ґрунту для подрібнення та повторного використання: його можна оцінити за стандартними специфікаціями заповнювача, обробити за допомогою дробарки на порталі або в сусідній зоні укладання, а також укласти безпосередньо на під'їзні шляхи до майданчика, зони конструкційного насипу або шари основи підстанції в межах проекту без складних протоколів управління матеріалами, необхідних для ґрунтового шламу методом TBM.
Глибоке розкопування підвалу: перетворення міської породи на міське насипання
Будівництво висотних будівель в австралійських центрах центрального ділового району — Сідней, Мельбурн, Брісбен, Перт та Аделаїда — передбачає глибокі розкопки підвалів, що проникають у скельні утворення, що залягають під відносно неглибоким профілем міського ґрунту. Розкопки підвалів у центральному діловому районі Сіднея регулярно натрапляють на пісковик Хоксбері на глибині 5–15 м нижче рівня дорожнього покриття; підвали Мельбурна натикаються на силурійські аргіліти та пісковик; а фундаменти веж Брісбена досягають пластів Неранлі-Фернвейл на різній глибині. Ці розкопки міських порід, які зазвичай видаляються гідравлічним молотом та грейферним краном, представляють собою 5000–50 000 тонн породи на один проект вежі — матеріалу, який наразі перевозиться вантажівками до ліцензованих кар'єрів або на сміттєзвалища зі значними витратами та негативним впливом на навколишнє середовище через рух вантажівок через перевантажені дорожні мережі в центральному діловому районі.
Подрібнення цієї викопаної породи на будівельному майданчику — або на рівні підвалу в міру просування земляних робіт (для дуже великих підвальних проектів з достатнім простором), або на сусідній ділянці укладання — дозволяє отримати основу дороги, підґрунтовий засип та дренажний заповнювач, які можна використовувати для структурного засипання того ж проекту, покращення доступу до ділянки або постачати до сусідніх будівельних проектів у межах однієї забудови. Економія коштів порівняно з комбінованим утилізацією та імпортним заповнювачем є значною в міських умовах, де як плата за скидання ($150–$300/тонна для змішаного кам'яного засипання в Сіднеї та Мельбурні), так і імпортний заповнювач ($50–$90/тонна) знаходяться на високому рівні. Компактна конфігурація Watanabe, що встановлюється на трактор, є вигідною в цьому контексті, оскільки її можна розміщувати та експлуатувати в обмежених міських зонах укладання, до яких самохідна мобільна установка не може отримати доступ без складного управління дорожнім рухом та організації взаємодії з будівельним майданчиком.
Перетворення тунельного відвалу на багаторазовий заповнювач — робочий процес обробки
Прохідка шахт та будівництво комунальних тунелів
Прохідка шахтних під'їздів для підземних комунальних споруд — тунелів для електричних кабелів, шахт телекомунікаційних трубопроводів, тунелів для зберігання зливових вод та акведуків водопостачання — призводить до видобутку окремих обсягів вийнятої породи в окремих місцях шахт, розподілених по всьому місту. Кожна шахта зазвичай виробляє 100–500 тонн вийнятого матеріалу, що недостатньо для виправдання стаціонарної дробильної установки, але в сукупності є значним, якщо керувати нею як програмою, що охоплює кілька шахт в рамках одного комунального проекту. Мобільна дробарка, встановлена на тракторі, яка переміщується між місцями шахт під час проведення земляних робіт — підключена до доступного трактора на кожному шахті, а не вимагає окремого трактора на шахту — забезпечує можливості переробки заповнювачів для всієї програми шахтних робіт з однієї інвестиції в дробарку, при цьому подрібнений продукт з кожної шахти забезпечує потреби в відновленні місцевих доріг, будівництві комірців шахт та під'їзних шляхах у цьому місці.
Для підземних тунелів для зберігання зливових вод та робіт з покращення дренажу — програм, які є постійними інвестиціями в інфраструктуру в більшості великих австралійських місцевих органах влади — вийнятий камінь від будівництва шахт та порталів є постійним джерелом постачання заповнювачів протягом багаторічного періоду реалізації програми. Встановлення мобільної дробарної системи для цих програм перетворює поточні витрати на утилізацію ґрунту на знижену вартість постачання заповнювачів, що підвищує загальну економічну ефективність програми рік за роком протягом усього терміну дії програми.
Заповнювач для облицювання тунелів: торкрет-бетон та збірний сегментний бетон
Для облицювання підземних тунелів — незалежно від того, чи це торкрет-бетон для буровибухових тунелів, чи збірні залізобетонні сегменти для тунелів TBM — потрібен бетонний заповнювач, що відповідає стандарту AS 2758.1 для конструкційного бетону, з особливою увагою до потенціалу лужно-кремнеземної реакційної здатності (ASR), оскільки підземне середовище підтримує постійну вологість, яка може підтримувати довгострокове розширення ASR протягом проектного терміну служби тунелю. Якщо сама викопана тунельна порода має відповідний склад (низький потенціал ASR, достатня міцність, відсутність шкідливих мінералів), її подрібнення для використання як заповнювач для бетонного облицювання створює справжню економію матеріалів, що зменшує як вартість закупівлі заповнювача, так і інтенсивність перевезень вантажівок для великих тунельних проектів.
Цей підхід — подрібнення викопаної породи та її використання для облицювання створеного вами тунелю — був застосований у кількох європейських тунельних проектах і все частіше досліджується в австралійських тунельних закупівлях, оскільки зобов'язання щодо сталого розвитку в рамках реалізації проектів стимулюють циклічні підходи до матеріалів. Вимоги до забезпечення якості бетонного заповнювача для облицювання тунелів ідентичні вимогам для будь-якого застосування конструкційного бетону, і конфігурація Ватанабе для цього застосування дотримується того ж підходу, що описаний у статтях про будівельний заповнювач у цій серії: петрографічна оцінка вихідної породи, випробування на стирання та міцність за допомогою ламінованого бетону, пробні бетонні суміші та постійний відбір проб якості продукції протягом усього періоду виробництва бетону для облицювання.
Екологічна та регуляторна база для повторного використання тунельних відвалів в Австралії
Нормативна класифікація тунельного ґрунту як ресурсу (звільненого від регулювання відходів за умови дотримання стандартів якості) на відміну від відходів (що потребують ліцензованої утилізації) є найважливішим фактором, що визначає фінансову життєздатність програми дроблення та повторного використання тунельного ґрунту. Наказ про відновлення ресурсів для загальних твердих відходів (не гниючих) Агентства з охорони навколишнього середовища Нового Південного Уельсу (NSW EPA) передбачає шлях для тунельного ґрунту, що відповідає визначеним критеріям хімічної якості, щоб бути класифікованим як ресурс при використанні у визначених корисних цілях, включаючи основу дороги, насип та дренажний заповнювач. Довідковий стандарт охорони навколишнього середовища Вікторії для видобутку природного матеріалу (ENM) забезпечує еквівалентну основу. Керівництво DWER Західної Австралії щодо насипного матеріалу забезпечує аналогічні, хоча й менш суворі, шляхи для повторного використання корисного видобутку. У кожному випадку вимоги до документації — випробування характеристики ґрунту, записи про якість виробництва, відстеження матеріалу від зони розкопок до остаточного розміщення — повинні бути встановлені та підтримуватися з самого початку проекту, щоб забезпечити доступність шляху нормативної класифікації, коли матеріал готовий до повторного використання.
Пакет проектної документації Watanabe для тунелювання розроблений для створення записів про відстеження матеріалів та підтвердження якості, що вимагаються державними системами відновлення ресурсів EPA — від початкових звітів про характеристику ґрунту через записи про якість виробничих партій до остаточних маніфестів розміщення, які завершують ланцюжок зберігання матеріалів. Ця документація не лише дозволяє класифікувати подрібнений ґрунт як ресурс за нормативними вимогами, але й надає комерційному проекту докази екологічної ефективності, що сприяє звітності про сталий розвиток за програмами Green Star, Інструменту оцінки сталості інфраструктури (IS) та специфічних для проекту екологічних KPI, які все частіше вбудовуються в контракти на тунельні проекти.
Підземні парковки та розкопки підвалів: міська матеріальна економіка
Розкопки міських підвалів — глибокі розкопки гірських порід, необхідні для підвалів висотних веж, багаторівневих підземних паркінгів та боксів станцій метро — генерують обсяги гірських порід, утилізація яких є непропорційно дорогою в щільному міському середовищі, де відбуваються розкопки. Плата за скидання незабрудненого кам'яного насипу в центральному діловому районі Сіднея становила від 150 до 250 тонн тенге за тонну протягом періоду будівельного буму 2023–2025 років, що було зумовлено насиченістю ліцензованих місць для насипання в межах економічної досяжності вантажоперевезень від центрального ділового району. За таких рівнів плати за скидання розкопки підвалу вагою 20 000 тонн генерують витрати на утилізацію ґрунту в розмірі 3–5 мільйонів тенге — стаття, яка робить будь-яку життєздатну схему дроблення та повторного використання на місці або поблизу місця будівництва комерційно привабливою, навіть якщо подрібнений заповнювач продається за помірними цінами або використовується для засипання з низькими специфікаціями в рамках проекту.
Забудовники, які впровадили стратегію дроблення та повторного використання у свою програму земляних робіт підвалів — зазвичай через домовленість з підрядником, де підрядник з земляних робіт експлуатує дробарку як частину сфери управління ґрунтовими відходами — можуть досягти комбінованої економії (зниження вартості утилізації плюс зниження вартості імпортного заповнювача) у розмірі $80–$180 на тонну від частки матеріалу, який успішно подрібнюється та використовується повторно. Для повторного використання 50% 20 000-тонного земляного роботи підвалу це становить $800 000–$1 800 000 загальних витрат на проект — сума, яка фінансує будівництво кількох поверхів будівель та демонструє, як циркулярне управління матеріалами в міському розвитку може генерувати комерційні прибутки, які суто традиційні підходи залишають невикористаними.
Міркування безпеки та експлуатації підземного дроблення
Експлуатація дробарки, що прилягає до активних тунельних або підвальних земляних робіт, вимагає інтеграції з Планом управління безпекою на будівельному майданчику (SSMP) проекту та процедурами безпеки в обмеженому просторі та земляних роботах. Основні конкретні вимоги включають: обслуговування забороненої зони між робочою зоною дробарки та будь-яким відкритим котлованом або краєм шахти (мінімум 2 м за межами структурної забороненої зони); інтерфейс обробки матеріалів — послідовність переміщення вийнятої породи з активного робочого вибою до місця розташування дробарки повинна контролюватися, щоб уникнути конфліктів між транспортними засобами/установками та забезпечити чітку видимість для операторів дробарки; управління пилом особливо важливе в міських умовах, де кремнеземний пил від дроблення пісковика або дрібнозернистої породи повинен бути придушений, перш ніж він вплине на сусідні зайняті будівлі або пішоходів на рівні вулиці; а управління шумом згідно з Планом управління будівельним шумом проекту повинно враховувати дробарку як значне джерело шуму, з відповідними обмеженнями щодо часу доби. Ватанабе надає дані про шум і пил, характерні для дробарки, для включення до документації SSMP проекту, а команда може консультувати щодо стратегій позиціонування та планування роботи, які мінімізують вплив шуму дробарки на сусідні чутливі приймачі.
Облік вуглецю та кваліфікація щодо сталого розвитку для програм повторного використання відходів
Кредити Інструменту рейтингу сталості інфраструктури (IS) та кредити Green Star Infrastructure доступні для підтвердженого скорочення відходів будівельних матеріалів та утилізації ґрунту завдяки корисним програмам повторного використання. Кожна тонна тунельного ґрунту, подрібненого та повторно використаного на місці або в сусідньому проекті, витісняє як втілений вуглець імпортного заповнювача, який він замінює (приблизно 5–20 кг CO₂-екв. на тонну щебеню), так і викиди від транспорту, пов'язані з переміщенням вантажівок для утилізації ґрунту, яких він уникає. Для програми повторного використання 50 000 тонн ґрунту, загальна економія вуглецю — зазвичай 500–1500 тонн CO₂-екв. залежно від відстаней перевезення вантажівками — суттєво сприяє вимогам до кредитів сталості проекту та може диференціювати екологічну ефективність проекту в рейтингу IS або критеріях оцінки тендерів на сталість.
Документаційна база Watanabe для тунельної промисловості включає шаблони обліку викидів вуглецю, узгоджені з Австралійською базою даних інвентаризації життєвого циклу та методологією розрахунку рейтингу IS, що дозволяє керівникам проектів зі сталого розвитку кількісно визначати та звітувати про вуглецеву вигоду від програми повторного використання відвалів у форматі, який можна безпосередньо використовувати для подання заявок на отримання кредиту IS Rating. Ця можливість документування стає дедалі більш вирішальним фактором, коли підрядники обирають постачальників дробарного обладнання для великих контрактів на тунельні та підземні роботи, де зобов'язання щодо звітності щодо сталого розвитку включені до структури реалізації проекту.
Можливості Ватанабе з тунелювання та підземних робіт
Австралійська компанія Watanabe Tractor Stone Crusher Co., Ltd пропонує на ринку тунельно-прохідницьких та підземних робіт поєднання можливостей точного дроблення та підтримки проектної документації, спеціально розробленої для складного середовища відповідності великим міським інфраструктурним проектам. Watanabe розуміє, що програма повторного використання ґрунту в проекті метрополітену - це не просто робота з дроблення, а документована система управління матеріалами з нормативними, екологічними та екологічними аспектами звітності, яка вимагає більше, ніж просто машини та оператора. Пакет проектної документації компанії, досвід конфігурації дробарок для різних типів австралійських тунельних порід та можливості швидкого розгортання роблять її практичним партнером для тунельно-прохідницьких підрядників, які прагнуть запровадити програми повторного використання ґрунту як стандартний елемент свого підходу до реалізації проектів. Зверніться до команди Watanabe за адресою tractor-stone-crusher.com/contact-us/ або електронною поштою [email protected] з типом вашого проекту, описом виїмки та об'ємом ґрунту для рекомендації щодо конфігурації та консультації з планування програми.
Рекомендований продукт для тунелювання та підземних робіт
Дробарка каменю Watanabe серії PSW-3200
Серія PSW-3200 забезпечує пропускну здатність (80–150 т/год) та розмір завантажуваного матеріалу, необхідні для первинного дроблення ґрунту в тунелях. Його конфігурація з приводом від ВОМ дозволяє його використання в міських зонах прокладання без електропостачання, а компактна основа, встановлена на тракторі, забезпечує роботу в умовах обмеженого доступу, типових для міських будівельних майданчиків. Комплекти решітчастих решіток від 10 до 75 мм охоплюють весь спектр специфікацій продукції для повторного використання ґрунту, від основи дороги до насипного конструкційного заповнення. Потужний ротор обробляє нерівномірний, частково забруднений торкрет-бетон матеріал, що використовується в ґрунті тунелів, що підлягає буровибуховій обробці. Повний пакет проектної документації включено для дотримання вимог EPA щодо відновлення ресурсів. Австралійські запчастини та технічна підтримка від Condell Park NSW 2200.
