Ze względu na zidentyfikowane zagrożenia dla środowiska i trudną charakterystykę miejsca budowy, obejmującą strome brzegi po obu stronach koryta rzeki, do budowy przeprawy wybrano opcję bezwykopową, w tym przypadku kierunkowy przewiert horyzontalny (HDD).

Badania geotechniczne

Wzdłuż proponowanej trasy firma WorleyParsons Canada Services Ltd. wykonała badania geotechniczne i geofizyczne, na podstawie których opracowano projekt bezwykopowego przekroczenia. Golder Associates Ltd. przeprowadziła również ocenę geozagrożeń, ze szczególnym uwzględnieniem stromego wschodniego brzegu rzeki.

W ramach badań wykonano sześć otworów geotechnicznych o głębokości od 60 m do 130 m. W ramach badań geofizycznych wykonano badanie tomograficzne metodą elektrooporową wzdłuż trasy po obu stronach rzeki. Wyniki tych dwóch badań wykazały, że występują tam trudne warunki dla każdego rodzaju instalacji bezwykopowej.

Jakie warunki? Otóż problemem jest płytka skała macierzysta pod samym korytem rzeki oraz występujące po obu stronach rzeki głębokie pokłady żwiru pokrywające tę skałę. Skała macierzysta składała się głównie z warstw piaskowca, mułowca i łupków.

Ocena geozagrożeń wskazała na istnienie pewnych ryzyk związanych z osuwiskami wzdłuż ściany doliny rzeki Murray, dalej na wschód od potencjalnego placu budowy. Oceniono, że zagrożenia związane z osuwiskami znajdują się na tyle daleko, że nie będą miały wpływu na żadną z potencjalnych instalacji bezwykopowych.

Wybór metody bezwykopowej

Firma CCI Inc. została zaangażowana przez Coastal GasLink (CGL) do wykonania bezwykopowego przekroczenia rzeki.

Po wielokrotnym przeanalizowaniu wszystkich opcji oraz wszelkich dostępnych danych, pierwotna propozycja wymagającej metody HDD pozostała najlepszym wyborem. Strome brzegi, warunki geotechniczne, specyfikacje inwestora w zakresie rur i względy środowiskowe sprawiły, że inne opcje, takie jak choćby mikrotunelowanie czy Direct Pipe, nie były możliwe. Dodatkowe wyzwania, takie jak duża zmiana wysokości w całym profilu skrzyżowania oraz połączenie drążenia tunelu w nadkładzie i skale macierzystej, spowodowały znaczną złożoność wykonania tunelu.

Pierwotnie planowano przewiert HDD o długości prawie 1600 m. Jednym z głównych powodów było ograniczenie ryzyka uwolnienia płynu do rzeki podczas prac wiertniczych. Innym poważnym ryzykiem związanym z wykonaniem przekroczenia HDD był wymóg zainstalowania tymczasowej obudowy powierzchniowej w celu podparcia otworu wiertniczego przez glebę nadkładu, gdzie żwir i otoczaki mogły wpaść do otworu.

Dzięki przeglądowi instalacji geotechnicznych i geofizycznych, CCI było w stanie wymodelować ciśnienie ograniczające skały macierzystej i gruntów nadkładu w celu uzasadnienia zmniejszonej głębokości przykrycia pod korytem rzeki. Dzięki zmniejszeniu głębokości przykrycia możliwe było ogólne skrócenie długości przekroczenia, co dało dodatkową korzyść w postaci większej elastyczności w wyborze miejsc wejścia i wyjścia HDD.

Obudowę wykonano z wykorzystaniem narzędzia Durango.

Obudowa musiała być tak dobrana, aby pomieścić rozwiertaki wymagane do otwarcia otworu do wymaganego rozmiaru. W przypadku rury o średnicy 48 cali, standardowe najlepsze praktyki branżowe wymagają, aby ostateczny rozmiar otworu wynosił 60 cali, dlatego konieczne było zastosowanie rozwiertaka o średnicy 60 cali. Aby umożliwić zastosowanie rozwiertaka tej wielkości, określono minimalną średnicę obudowy wynoszącą 72 cale. Całkowita długość wymaganej obudowy pozostała stosunkowo duża w porównaniu z powszechnie stosowanymi w branży instalacjami. 

Konieczne były pewne modyfikacje projektu, aby dostosować dodatkową długość wymaganego orurowania, w tym wydłużenie długości przejścia, co dało ostateczną długość przewiertu wynoszącą 1347 m. Inne elementy projektu optymalizujące wymagania dotyczące rur osłonowych obejmowały wybór kąta wejścia 21 stopni. Mimo że kąt ten był bardziej stromy niż standardowy kąt 18 stopni, uznano, że korzyści z instalacji krótszego rurociągu są warte spodziewanych problemów z modyfikacją sprzętu w celu ustawienia go pod wymaganym kątem oraz spodziewanych trudności z transportem ziemi i skrawków skał macierzystych z otworu przy bardziej stromym kącie.

Dobrze dobrana technologia ogranicza ryzyko

Wszystkie ryzyka związane z instalacją obudowy zostały dokładnie przeanalizowane. Podstawowe ryzyko polegało na tym, że obudowa nie będzie mogła być zainstalowana na właściwym materiale skalnym, co spowoduje, że część otworu nie będzie miała oparcia, zwiększając ryzyko zawalenia się otworu, a także ryzyko wypływu płynu wiertniczego na powierzchnię w tym rejonie.

Dodatkowym ryzykiem, które było bardzo brane pod uwagę, była dokładność instalacji rur okładzinowych. Przy wąskich tolerancjach sterowania i minimalnej stycznej dostępnej do korekty, szczególnie po wschodniej stronie rzeki, instalacja rur okładzinowych musiała być wykonana precyzyjnie, aby umożliwić wykonanie pozostałej HDD zgodnie z wymaganymi specyfikacjami. Okazało się, że jest to ryzyko, które zmaterializowało się podczas budowy.

Dokładnie przeanalizowano potencjalne środki zaradcze w celu zainstalowania obudowy dokładnie do wymaganej głębokości. Rozważano m.in. teleskopowanie obudowy oraz zastosowanie różnych urządzeń instalacyjnych, a nawet instalację obudowy za pomocą wysuwanej mikrotunelowej maszyny wiertniczej. Ostatecznie do instalacji obudowy zastosowano stosunkowo standardowe praktyki, w tym 90-kilowatowy młot hydrauliczny i metodę teleskopową. Metoda teleskopowa polega na tym, że instalacja przy powierzchni rozpoczyna się od znacznie większej średnicy obudowy, w tym przypadku 96 cali, następnie przechodzi się do pośredniej średnicy 84 cali, zanim osiągnie się ostateczną minimalną średnicę 72 cali na końcowej głębokości. Metoda ta zmniejsza całkowite tarcie, które trzeba pokonać podczas instalacji.

Przekroczenie wykonano z wykorzystaniem technologii Intersect, co m.in. pozwoliło ograniczyć ryzyko wypływu płuczki wiertniczej na powierzchnię.

Przeczytaj także: Cenne znalezisko na budowie kolektora Wiślanego w Warszawie