U današnjoj prometnoj infrastrukturi, gradnji cesta i autoputeva, tuneli imaju vrlo važnu ulogu. Riječ je o objektima velike vrijednosti te je omogućivanje njihove dugotrajnosti veliki izazov za graditeljstvo. Brojni su zahtjevi koji se nameću s takvim pothvatima zbog tereta i pritisaka kojima su takve konstrukcije podvrgnute. Samim tim se tehnologija betona koji se primjenjuju u takvim velikim projektima tijekom godina znatno promijenila. S obzirom da su komplikacije i dalje stalno prisutne, betonska galanterija MC-a vrlo je tražena diljem svijeta.
S obzirom na ekspanziju količine prometa što je posebno naglašeno u velikim svjetskim metropolama Južne Amerike, Bliskog Istoka i Azije, dolazi do nemogućnosti nadzemnih modifikacija na infrastrukturi u unutrašnjosti gradova. To je razlog zašto se arhitekti okreću podzemnom svijetu te se sve veći naglasak stavlja na gradnju tunela. U podzemlju se grade kako podzemne željeznice tako i veći kanalizacijski sustavi kao npr. Emscherov projekt u Njemačkoj i veliki STEP projekt u Abu Dhabiju, UAE.
Kad se razmišlja o gradnji tunela, u obzir se uzimaju različita geološka opterećenja i tereti. Tuneli moraju pokazati sposobnost nošenja s tim opterećenjima, moraju biti kemijski otporni tijekom razdoblja od najmanje 100 godina te moraju biti vodonepropusni.
Od različitih procesa konstrukcije tunela, metoda progresivnog postavljanja sustava cijevi se neprestano primjenjivala proteklih godina u mnogim velikim projektima. Posljednjih je godina mehaničko zaglavlje tunela koje koristi metodu cijevnih stava doživjelo revoluciju. Stariji cijevni sustavi su bili krhki te je to bio razlog njihove vrlo velike osjetljivosti na pucanje i ljuštenje, posebno pod visokim tlakom zbog bušenja tunela. U novije vrijeme koriste se mješavine betona ojačane čeličnim vlaknima te beton čine elastičnijim. To u isto vrijeme smanjuje učestalost pucanja i uvelike povećava kapacitet nošenja opterećenja. Novonastale pukotine su vrlo male – manje od 0,1 mm, te s vremenom zacjeljuju. Nadalje, dodatak plastičnih vlakana u mješavinu betona, povećava otpornost na požar, a spojevi između pojedinih cijevnih sustava zapečaćeni su sofisticiranim brtvama.
Učinkovite gradnje tunela tom metodom oslanjaju se na same cijevne sustave koji se proizvode kako bi se omogućilo savršeno preklapanje dok se pozicioniraju. Posljedično se završne komponente proizvode s točnosti do jedne desetine milimetra. Kalupi za oplate stavljaju se na nosače od elastomera i potom se pune betonom periodičnim zbijanjem koje se izvodi preko vanjskih vibratora.
Uz uvjete definirane od strane inženjera, lokalni uvjeti također daju težinu većim izazovima u gradnji tunela: osim čvrstoće na savijanje, rastezanja i ponašanja nakon pucanja, visoki se zahtjevi stavljaju na kriterije trajanja kao što je otpor na difuziju klorida ili štetu od sulfata. Tunel mora izdržati sve vrste agresivnih medija u najkraćem roku od 100 godina. Daljnji zahtjevi u dijelu specifikatora odnose se na štedljivost u proizvodnom procesu: postojanost betona mora dozvoljavati brzo guljenje oplata i proces zbijanja mora biti izveden idealno s najmanjom mogućom vibracijskom energijom.
Dodaci korišteni na isti način trebaju garantirati potrebne reakcije i postojanost, često pod teškim uvjetima. U vrućim zemljama često dolazi do problema u pridržavanju najviše dopustive temperature svježeg betona. U takvim se slučajevima led, na primjer, mora dodavati u betonsku formulu. Daljnji izazovi uključuju cemente i kvalitetu agregata. Na Bliskom Istoku i u Jugoistočnoj Aziji, na primjer, često se može naći pijesak dobre kvalitete i stoga se često koristi umjesto našeg mljevenog pijeska. Ti uvjeti čine proizvodnju betona za proizvodnju cijevnih sustava kompleksnijom, što zapravo znači da je potrebna ogromna betonska stručnost i tehnologija kako bi se pronašla odgovarajuća formula.
‘Mi našim klijentima ne dajemo gotova rješenja. Radije razvijamo prave formule u interdisciplinarnim ekipama s drugim partnerima u skladu sa zahtjevima građevinskog projekta’, objašnjava Eugen Kleen, svjetski poznat betonski tehnolog i upravitelj laboratorija u MC-Bauchemie, te dodaje:
‘U obzir uzimamo lokalne uvjete i sirovi materijal, izvodimo testove dok zajedno ne nađemo optimalnu mješavinu. Nju tada analiziramo i testiramo u neovisnim laboratorijima. Tako našim klijentima dajemo potvrđene, pouzdane, individualno razvijene, integrirane koncepte uz pomoć kojih mogu uštedjeti na vremenu, trudu i, naravno, puno novca’.
Veliki projekt u Abu Dhabiju
Program strateške ekspanzije tunela (STEP) u Abu Dhabiju jedan je od najvećih infrastrukturnih megaprojekata zaljevske regije. Uvjeti u pustinji, koja je dio Emirata, ekstremni su, s temperaturama preko 50 °C. To je klima s visokim udjelom soli i velikom vlažnosti. Herrenknecht, svjetski poznati razvijač tehnologije u mehaničkim začeljima tunela, dopremio je 14 strojeva za bušenje tunela, ali i 162 kalupa za oplate za proizvodnju sustava. I Commodore Cement Industries, LLC (CCI) koristili su u proizvodnji preko 100.000 dijelova cijevnih sustava –sve prema europskim standardima, usprkos poteškoćama. Beton se prilagodio vrlo agresivnoj klimi i uvjetima uz pomoć MC-Bauchemie. Eugen Kleen i njegova ekipa razvili su super-plastifikator MC-PowerFlow 1114 STEP posebno za betonsku formulu, nudeći tako velike prednosti u nadzoru dosljednosti što je omogućilo kompatibilnost betona.
U proizvodnji cijevnih sustava CCI je koristio oko 100.000 m3 te mješavine, koja također mora biti otporna na štetu od klorida i vrlo visok udio sulfata u pustinjskom tlu. Uz superplastifikator MC je dopremio pastu za opuštanje iz obitelji proizvoda Ortolan SEP. Ona stvara film otporan na vremenske uvjete s odličnom učinkovitosti skidanja oplata – što je posebno važno u slučaju složenih ili detaljnih oblika. MC je također dopremio mineralnu žbuku za popravke otpornu na kanalizacijske vode iz obitelji proizvoda Ombran koja se koristi kako bi se zalijepila porozna mjesta i pukotine te ispravila bilo kakva ljuštenja i ispadanja koja se mogu pojaviti tijekom proizvodnje ili tijekom instalacije na lokaciji.
Veliki projekt: Tunel Crossrail Thames u Londonu
Tunel Crossrail C310 Thames bio je također izgrađen uz pomoć metode cijevnih sustava. Proteže se ispod Temze, spaja Plumstead sa Sjevernim Woolwichem. Naručitelj projekta bila je željeznička tvrtka Crossrail, a glavni izvođač konglomerat Hochtief Murphy. Cijevne sustave dopremio je proizvođač Shay Murtagh.
MC je razvio posebne PCE plastifikatore za te radove i podupro ovaj projekt zajedničkim razvojem formule betona s Hochtiefom preko preliminarnih pokusa i na lokalnim adaptacijama u radovima na cijevnim sustavima Shay Murtagha.
