Kilka specjalistycznych firm inżynieryjno-budowlanych otrzymało zlecenie na zakotwiczenie grodzic wbitych w grunt w celu zabezpieczenia wykopu, przy użyciu różnego sprzętu i metod technicznych. Oprócz standardowych wiertnic, firma Grundbau Nord GmbH wykorzystała m.in. wiertnicę VibroDrill VD 150 firmy terra infrastructure. Wyposażona w najnowocześniejszą technologię, wiertnica wibracyjna była w stanie wykazać swoje mocne strony pod względem wydajności, precyzji i jakości, szczególnie podczas wiercenia w bardzo niejednorodnym gruncie składającym się z gliny, wapienia i krzemienia.

Fot. terra infrastructure

Nowy tunel wzmacnia infrastrukturę Kopenhagi

Tunel Nordhavn w Kopenhadze o długości około 1,4 kilometra to kluczowy projekt infrastrukturalny mający na celu odciążenie dzielnicy Østerbro i usprawnienie połączeń z rozwijającym się obszarem portowym Nordhavn. Około 700 metrów tunelu biegnie jako podwodny tunel pod zatoką Svanemøllehavn, a pozostała część jest budowana głównie sprawdzoną metodą odkrywkową – technicznie wymagającą metodą budowy tuneli w obszarach miejskich. Celem projektu jest bardziej efektywne zarządzanie przepływem ruchu, przekierowanie ruchu ciężarowego z dala od obszarów mieszkalnych, a jednocześnie położenie fundamentów pod ewentualną wschodnią obwodnicę Kopenhagi. Projekt jest realizowany przez konsorcjum joint venture firm MT Højgaard Danmark i BESIX, wspieraną przez NIRAS, Jacobs i Bravida Danmark w zakresie planowania i doradztwa. Projekt o wartości około 2,6 miliarda koron duńskich rozpoczął się w 2024 roku, a oddanie do użytku planowane jest na koniec 2027 roku.

Tunel Nordhavn jest ważnym elementem długoterminowej strategii transportowej Kopenhagi. Nowe połączenie usprawni połączenie Østerbro i Nordhavn, poprawi dostęp do nowych obszarów inwestycyjnych i w zrównoważony sposób usprawni mobilność w północnej części miasta. Szczególny nacisk położono na budownictwo przyjazne dla klimatu: zoptymalizowane rodzaje betonu i stali, zwiększony transport materiałów statkami oraz szeroko zakrojone działania w zakresie recyklingu mają zmniejszyć ślad węglowy o 30% w porównaniu z konwencjonalnymi metodami budowlanymi. Projekt łączy w ten sposób nowoczesną technologię inżynieryjną z dalekowzrocznością urbanistyczną i zrównoważoną odpowiedzialnością.

Fot. terra infrastructure

Przyszłościowa technologia również w sektorze wiertniczym

Najnowocześniejsza technologia została również wykorzystana do zakotwienia ścianek szczelnych wbijanych w grunt w celu zabezpieczenia wykopów. W celu zabezpieczenia ścian szczelnych w wykopach zainstalowano łącznie trzy do czterech warstw kotwiących, każda o długości około 300 metrów i głębokości 12 metrów.

Pierwsze warstwy kotwiące wywiercono na głębokość od 25 do 35 metrów. W tym celu do ścianki szczelnej przyspawano gniazda rurowe, do których przymocowano urządzenie wsporcze lub platformę wiertniczą. Prace wiertnicze prowadzono metodą dupleksową, tj. z użyciem zewnętrznej rury osłonowej i wewnętrznego pręta. Podczas gdy zewnętrzna rura osłonowa z wiertłem pierścieniowym zabezpiecza otwór i zapobiega przedostawaniu się wody lub gruntu, druga rura osłonowa pracuje wewnątrz, wprowadzając pełne wiertło, a następnie wypełniając zawiesiną cementową – wyjaśnia Kenneth Paetsch z Grundbau Nord GmbH.

W procesie dupleksowym wiercenie prowadzono pod kątem od 25 do 30 stopni. Żerdzie wiertnicze i rury osłonowe były używane w dwumetrowych odcinkach i umieszczane na platformie wiertniczej za pomocą koparki. Po osiągnięciu ostatecznej głębokości około 27 metrów, cement wprowadzano przez wewnętrzny pręt. Następnie wewnętrzne pręty usuwano, a kotwy splotowe wkładano do zewnętrznych rur, aby zakotwiczyć ściankę szczelną. Kotwa została następnie zalana iniekcją, a zewnętrzne rury osłonowe wyciągnięto – kontynuuje Paetsch.

Fot. terra infrastructure

Wyzwanie związane z wodami gruntowymi

Nacisk wód gruntowych w dolnych warstwach kotwiących stanowił szczególne wyzwanie w tym projekcie. Aby zapobiec wydostawaniu się wody gruntowej i zwiercin ze ścianki szczelnej, zastosowano specjalnie opracowany na potrzeby tego projektu system uszczelniania (zabezpieczenia) wiertniczego. System ten umożliwił uszczelnienie miejsca wiercenia bezpośrednio na styku wiertnicy ze ścianką szczelną. Zapobiegło to niekontrolowanemu wydostawaniu się wody i segmentów wiertniczych podczas wiercenia.

Technologia zastosowana po raz pierwszy

Oprócz standardowego sprzętu wiertniczego, firma Grundbau Nord GmbH po raz pierwszy w tym projekcie wykorzystała wiertnicę VibroDrill VD 150 firmy terra infrastructure. Według Johannesa Müllera z działu International Sales Drilling Technology, terra infrastructure GmbH, urządzenie to wyznacza nowe standardy w technologii wiercenia wibracyjnego. Łączy ono w sobie kompaktową konstrukcję, wysoką wydajność i wszechstronność techniczną, oferując optymalne rozwiązanie do ekonomicznego, bezpiecznego i precyzyjnego wiercenia w specjalistycznych obiektach inżynierii lądowej i wodnej – nie tylko w ekstremalnych warunkach gruntowych, ale także w gruntach spoistych, takich jak glina – mówi Müller.

Fot. terra infrastructure

Potężny i precyzyjny

VibroDrill VD został opracowany do wiercenia kotew, mikropali, geotermii, geotechniki i wiercenia w nadkładzie. Jego wytrzymałość sprawdza się przede wszystkim w sytuacjach, w których trudne warunki gruntowe wymagają precyzyjnej pracy. Działa z siłą odśrodkową 240 kN przy częstotliwościach do 120 Hz i osiąga głębokość wiercenia do 100 metrów. Pomimo wysokiej wydajności, system pozostaje kompaktowy i elastyczny w użyciu, a jego masa własna wynosi od 500 kilogramów do 1,5 tony, w zależności od modelu.

Zintegrowany system tłumienia drgań redukuje obciążenie ludzi i maszyn, a niski poziom hałasu, poniżej 100 dB(A), umożliwia pracę w obszarach śródmiejskich i miejskich. VibroDrill VD 150 zachwyca nie tylko wydajnością, ale także trwałością i łatwością obsługi.

Oszczędność czasu jest imponująca

W obecnym projekcie wiercenia kotwic w Porcie Północnym w Kopenhadze wykonawca początkowo postawił na konwencjonalną technologię wiercenia: dwie wiertnice były wyposażone w standardowe młotki górne, wszystkie z mechanizmami udarowymi, które niezawodnie działają od wielu lat. Zespoły potrzebowały średnio od dwóch do trzech godzin na każdy otwór o głębokości około 25 metrów. Później trzecia wiertnica – HÜTTE HBR 605 – została wyposażona w VibroDrill VD 150, a różnica była natychmiast zauważalna. W przypadku porównywalnych otworów wiertniczych w górnych warstwach czas wiercenia został skrócony do około 40 minut. VibroDrill naprawdę sprawdziło się w przypadku dłuższych otworów wiertniczych powyżej 15 metrów. Tam, gdzie mechanizm udarowy traci swoją skuteczność na większych głębokościach, VibroDrill utrzymuje stałą energię wibracji na całej długości wiercenia – mówi Paetsch. Dzięki temu otwory wiertnicze można było wykonywać znacznie szybciej i bardziej równomiernie – dodaje. Według niego, w niższych warstwach, gdzie krzemień był bezpośrednio odsłonięty, wydajność VibroDrill i mechanizmu udarowego ponownie się wyrównała. Ponadto, potężny VibroDrill VD 150 doprowadził HBR 605 do granic możliwości, a wraz ze wzrostem temperatury otoczenia, spowodował znaczne nagrzewanie się oleju hydraulicznego nośnika – problem, który został teraz uwzględniony w konfiguracji sprzętu. W międzyczasie Grundbau Nord stosował mniejszy VibroDrill VD100 na HBR 605 na innych placach budowy w Niemczech, takich jak klinika w Brunszwiku i hotel Atlantik w Hamburgu. Tam stosunek między wiertnicą a głowicą wiertniczą jest idealny, również z hydraulicznego punktu widzenia.

Rozważając warunki brzegowe, stało się oczywiste, że VibroDrill VD 150 i VibroDrill VD 100 oferują znaczne korzyści w zakresie wydajności, szczególnie w przypadku głębszych odwiertów w szerokim zakresie warunków glebowych. Okazały się one cennym uzupełnieniem klasycznej technologii udarowej na tym i innych placach budowy. W tym kontekście Kenneth Paetsch i jego ojciec Michael Paetsch, właściciel i dyrektor zarządzający Grundbau Nord GmbH, wykorzystują tę innowacyjną technologię w specjalnych projektach inżynierii lądowej i wodnej w szerokim zakresie warunków, aby zdobyć dalsze doświadczenie.

Miejscem prezentacji najlepszych praktyk oraz innowacyjnych rozwiązań z zakresu monitoringu i geoinżynierii, kluczowych w kontekście rosnącej liczby projektów tunelowych realizowanych w Polsce, będzie V Kongres Geoinżynieria i Budownictwo Podziemne. Wydarzenie odbędzie się w dniach 14–16 września 2026 r. w Warszawie. Partnerem Złotym Kongresu została firma terra infrastructure Polska Sp. z o.o.

Zapraszamy do Warszawy – wszystkie szczegóły dotyczące Kongresu dostępne są TUTAJ.