Νότια Επέκταση της Γραµµής 2 του Μετρό της Αθήνας Γεωτεχνικός Σχεδιασµός. Southern Extension of Athens Metro Line 2 Geotechnical Design

Transcript

1 Νότια Επέκταση της Γραµµής 2 του Μετρό της Αθήνας Γεωτεχνικός Σχεδιασµός Southern Extension of Athens Metro Line 2 Geotechnical Design ΠΑΠΑΓΕΩΡΓΙΟΥ, Ε.Ο. ΜΠΟΥΣΟΥΛΑΣ, Ν.Ζ. Πολιτικός Μηχανικός, MSc, DIC, ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε. Πολιτικός Μηχανικός, MSc, ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε. ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Στην παρούσα εργασία επιχειρείται καταρχήν µια γενική παρουσίαση της νότιας επέκτασης της Γραµµής 2 του Μετρό της Αθήνας από τον επίσταθµο του υπάρχοντα σταθµού «Άγιος ηµήτριος» µέχρι το σταθµό «Ελληνικό» και τον παρακείµενο υπόγειο χώρο εναπόθεσης συρµών. Η παρουσίαση επικεντρώνεται στις αρχές γεωτεχνικού σχεδιασµού των συστηµάτων υποστήριξης και αντιστήριξης κατά µήκος µεγάλου φάσµατος γεωλογικών σχηµατισµών σε αστικό περιβάλλον. Ιδιαίτερη έµφαση δίνεται σε περιπτώσεις σχεδιασµού που εµφάνισαν µεγαλύτερο γεωτεχνικό ενδιαφέρον, καθώς και στην παρουσίαση της επιτόπου γεωµηχανικής δοµητικής παρακολούθησης. ABSTRACT: This paper attempts a general presentation of the extension of Athens Metro Line 2 from the existing terminal station of «Aghios Demetrios» towards «Elliniko» station and the nearby underground stabling area. The presentation focuses on the geotechnical principles applied in the design of the retaining and support systems along a wide range of geological formations through a populated urban environment. Design cases with increased geotechnical interest as well as the presentation of in-situ monitoring data are emphasized accordingly. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η νότια επέκταση της Γραµµής 2 του Μετρό της Αθήνας ξεκινά από τον επίσταθµο του υπάρχοντα σταθµού «Άγιος ηµήτριος», ακολουθεί υπόγεια τη χάραξη της Λεωφόρου Βουλιαγµένης έως τα όρια του παλαιού Αεροδροµίου και αποτελεί αφετηρία µελλοντικής επέκτασης της ίδιας γραµµής προς Γλυφάδα (Σχήµα 1). Το συγκεκριµένο έργο αποτελείται από τέσσερις υπόγειους σταθµούς, επτά φρέατα, υπόγειο χώρο εναπόθεσης συρµών και υπόγεια σήραγγα συνολικού µήκους 5.5km κατά προσέγγιση. Κατά τη λειτουργία της επέκτασης αυτής εκτιµάται ότι θα εξυπηρετούνται επιβάτες καθηµερινά ενώ η χρονική διάρκεια της µετάβασης από τον τερµατικό σταθµό «Ελληνικό» µέχρι το Σύνταγµα θα περιοριστεί τουλάχιστον στο 1/3 του χρόνου που απαιτείται σή- µερα. Το έργο κατασκευάζεται από την Κοινοπραξία ΑΚΤΩΡ ΑΤΕ SIEMENS AG VINCI Construction Grands Projets. Σχήµα 1. Νότια επέκταση της Γραµµής 2 του Μετρό της Αθήνας Figure 1. Southern extension of Athens Metro Line 2. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 1

2 2. ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΙ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ Η περιοχή του έργου περιλαµβάνει στο κεντρικό τµήµα γεωλογικές ενότητες του Αθηναϊκού σχιστολίθου (Αλπικός σχηµατισµός υποβάθρου) ενώ στα δύο άκρα (περιοχές Ηλιούπολης και Ελληνικού) εµφανίζονται ενότητες του Νεογενούς και του Τεταρτογενούς. Το σύνολο των γεωλογικών σχηµατισµών που συναντήθηκαν κατά µήκος της χάραξης παρουσιάζεται αναλυτικά στον επόµενο πίνακα. Πίνακας 1. Γεωλογικοί σχηµατισµοί κατά µήκος της χάραξης Table 1. Geological formations along the alignment. ΣΧΗΜΑ- ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΙΣΜΟΙ 1 τεχνητές επιχώσεις 2 αδροµερή υλικά ρέµατος 3 λεπτόκοκκα υλικά ρέµατος 4 σιµεντοποιηµένα υλικά ρέµατος 5.1 συνεκτικά κορηµατικά υλικά (κυρίως ασβεστολιθικής σύστασης) 5.2 σιµεντωµένα κορηµατικά υλικά 6 νεογενείς σχηµατισµοί Ηλιούπολης (βόρειο άκρο επέκτασης) 6.1 αποσαθρωµένη ζώνη ψαµµιτών και ιλυολίθων - αργιλολίθων 6.2 ιλυόλιθος αργιλόλιθος, στιφρός έως σκληρός (ή πολύ ασθενής) ΣΧΗΜΑ- ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΙΣΜΟΙ 6.3 ψαµµίτης και ασβ. ψαµµίτης µαργαϊκός ασβεστόλιθος 6.4 κροκαλοπαγές, µέτρια ισχυρό 6.5 ασβεστόλιθος (ασβ. αρενίτης ασβ. ρουδίτης) 7 νεογενείς σχηµατισµοί Ελληνικού (νότιο άκρο επέκτασης) 7.1 ιλυόλιθος αργιλόλιθος, πολύ ασθενούς έως µέτριας αντοχής 7.2 ψαµµίτης, πολύ ασθενούς έως µέτριας αντοχής 7.3 κροκαλοπαγές, µέτρια ισχυρό έως ισχυρό 8 κλαστικός σχηµατισµός 8.1 συνεκτικός κλαστικός σχηµατισµός 8.2 σιµεντωµένος κλαστικός σχηµατισµός 9 σχιστολιθική ψαµµιτική µαργαϊκή σειρά 9.1 µανδύας αποσάθρωσης µαργαϊκού ασβεστολίθου 9.2α, β, γ µαργαϊκός ασβεστόλιθος ασβ. ψαµµίτης (ασβ. αρενίτης ασβ. ρουδίτης) 10 Αθηναϊκός σχιστόλιθος (υπόβαθρο) 10.1 µανδύας αποσάθρωσης µεταψαµµιτών µεταϊλυολίθων 10.2α, β, γ µεταψαµµίτης µεταϊλυόλιθος 10.3α, β, γ µαύρος αργιλικός σχιστόλιθος µε ενστρώσεις µεταψαµµίτη µεταϊλυολίθου Στη συνέχεια παρουσιάζεται ενδεικτικά ένα απόσπασµα της γεωτεχνικής µηκοτοµής στην περιοχή του σταθµού «Αργυρούπολη», από το οποίο καθίσταται εµφανής η ποικιλία γεωλογικών σχηµατισµών που χαρακτηρίζει το έργο. Σχήµα 2. Απόσπασµα γεωτεχνικής µηκοτοµής στην περιοχή του σταθµού «Αργυρούπολη» Figure 2. Geotechnical longitudinal section in the area of «Argyroupoli» station. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 2

3 Από υδρογεωλογικής πλευράς, το υπόβαθρο των Αθηναϊκών σχιστολίθων είναι πρακτικά αδιαπέρατο και λειτουργεί ως υδροκρίτης µεταξύ των ιζηµατογενών σχηµατισµών που συναντώνται στα δύο άκρα της χάραξης. Γενικά η στάθµη ΥΥΟ, όπως καθορίστηκε από επιτόπου µετρήσεις, κυµάνθηκε σε βάθος περίπου 10 m από την επιφάνεια και, σε κάθε περίπτωση, εντοπίστηκε πάνω από τη σήραγγα ΤΒΜ. Όσον αφορά τη γεωλογική γεωτεχνική έρευνα, διατρήθηκαν συνολικά 150 γεωτρήσεις, από τις οποίες οι 104 κατά την Προµελέτη και οι υπόλοιπες 46 κατά την Οριστική Μελέτη του έργου, µε µέγιστο βάθος 40m από την επιφάνεια, δηλαδή κατά προσέγγιση 10m βαθύτερα από την ερυθρά της χάραξης. Πρόκειται για ένα πρόγραµµα µεγάλης έκτασης, το οποίο συνοδεύτηκε, στην πλειοψηφία των γεωτρήσεων, από εξίσου σηµαντικό αριθµό επιτόπου και εργαστηριακών δοκιµών. Από τη συνολική αξιολόγηση της γεωτεχνικής έρευνας προέκυψε ανά σχηµατισµό και για κάθε τµήµα του έργου (σταθµό, φρέαρ ή σήραγγα) ένα εύρος τιµών σχεδιασµού των γεωτεχνικών παραµέτρων και καθορίστηκαν συγκεκριµένες γεωτεχνικές τοµές σχεδιασµού. Η παραπάνω µεθοδολογία είχε ως στόχο τη χρήση προκαθορισµένων γεωτεχνικών προσο- µοιωµάτων κατά τη διαστασιολόγηση των συστηµάτων προσωρινής αντιστήριξης ή υποστήριξης για κάθε τµήµα του έργου. Είναι προφανές ότι κατά τη µελέτη ενός τµήµατος υπήρχε η δυνατότητα εµπλουτισµού της γεωτεχνικής τοµής σχεδιασµού µε στοιχεία που είχαν προκύψει κατά την κατασκευή άλλου τµήµατος σε παρόµοιο σχηµατισµό και συνεπώς ήταν εφικτή η βελτιστοποίηση της στρωµατογραφικής απεικόνισης ή των χρησιµοποιούµενων τιµών σχεδιασµού των γεωτεχνικών παραµέτρων κατά την πρόοδο του έργου. Στο επόµενο σχήµα (Σχήµα 3) παρουσιάζεται η γεωτεχνική τοµή σχεδιασµού (προσοµοίωµα) που χρησιµοποιήθηκε για τη διαστασιολόγηση του συστήµατος προσωρινής αντιστήριξης του σταθµού «Αργυρούπολη», περιοχή η οποία παρουσιάζεται στο απόσπασµα γεωτεχνικής µηκοτοµής του Σχήµατος 2. Η γεωτεχνική τοµή σχεδιασµού του Σχή- µατος 3 χαρακτηρίζεται από την προσπάθεια απεικόνισης των εναλλαγών εδαφικών, µεικτών και βραχωδών στρώσεων µεταψαµµιτών µεταϊλυολίθων (10.2.α,β και γ) και µαύρου αργιλικού σχιστολίθου (10.3. β και γ), για την οποία επιλέχθηκε τελικά, για όλες τις συναντώ- µενες φάσεις κάθε σχηµατισµού, η χρήση πολλαπλών µικρών στρώσεων, εναλλάξ τοποθετηµένων µε το βάθος, το πάχος των οποίων προέκυψε µε βάση το πάχος και τη συχνότητα της εµφάνισής των φάσεων των σχηµατισµών στις σχετικές γεωτρήσεις. Σχήµα 3. Γεωτεχνικό προσοµοίωµα σχεδιασµού σταθµού «Αργυρούπολη» (Ε αναφέρεται σε βραχυχρόνιο µέτρο ελαστικότητας) Figure 3. Geotechnical design model for «Argyroupoli» station (E short term) Ακόµη ένα θέµα που αντιµετωπίστηκε κατά τον καθορισµό των γεωτεχνικών τοµών σχεδιασµού ήταν η ασυνέχεια σχηµατισµών µεταξύ γειτονικών γεωτρήσεων, περιπτώσεις στις οποίες προτιµήθηκε ο εµπλουτισµός των προτεινόµενων γεωτεχνικών τοµών µε περισσότερα εναλλακτικά προσοµοιώµατα. Γενικά πάντως, στα πλαίσια της βελτιστοποίησης του γεωτεχνικού σχεδιασµού δόθηκε έµφαση στο να καλυφθούν στα εξεταζόµενα προσοµοιώµατα όλα τα πιθανά ενδεχόµενα εµφάνισης των πιο κρίσιµων σχηµατισµών (ασθενείς στρώσεις κλπ), όσον αφορά τη θέση τους και το πάχος των στρώσεων. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 3

4 3. ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΣΤΑΘΜΩΝ ΚΑΙ ΦΡΕΑΤΩΝ 3.1 Γεωτεχνικός Σχεδιασµός Σταθµών Η νότια επέκταση της Γραµµής 2 περιλαµβάνει τέσσερις υπόγειους σταθµούς, τοποθετηµένους στην πλειοψηφία τους στη δυτική πλευρά της Λεωφόρου Βουλιαγµένης (σταθµοί από βορρά προς νότο «Άλιµος», «Αργυρούπολη», «Ελληνικό») και στην ανατολική πλευρά ο βορειότερος σταθµός «Ηλιούπολη», ανά 1.1 έως 1.5km κατά µήκος της χάραξης, οι οποίοι κατασκευάστηκαν µε τη µέθοδο εκσκαφής και επανεπίχωσης (Cut & Cover). Κάθε σταθµός αποτελείται από τέσσερα (4) επίπεδα (από την επιφάνεια του εδάφους προς τα κάτω: Η/Μ εγκαταστάσεων, έκδοσης εισιτηρίων, αποβαθρών και σιδηροτροχιών), δύο εισόδους (µια πάνω από τον υπόγειο σταθµό και µια στην απέναντι πλευρά της Λεωφόρου Βουλιαγµένης) και σήραγγα πρόσβασης µεταξύ σταθµού και της απέναντι εισόδου. Όλοι οι σταθµοί χαρακτηρίζονται από την ίδια φιλοσοφία σχεδιασµού και λειτουργίας, όσον αφορά τη διάταξη, τις διαστάσεις σε κάτοψη και τη µεθοδολογία κατασκευής, µε τις όποιες µικρές διαφοροποιήσεις προκύπτουν, π.χ. στο βάθος εκσκαφής, να οφείλονται στη χάραξη της σήραγγας κύριας γραµµής και σε τοπική µορφολογία της περιοχής κάθε σταθµού, π.χ. ο σταθµός «Ηλιούπολη» βρίσκεται σε λόφο. Λόγω αυτής της οµοιοµορφίας παρουσιάζεται η διαστασιολόγηση του σταθµού «Αργυρούπολη», ο οποίος θεωρείται αντιπροσωπευτικός σταθµός της επέκτασης. Σε κάθε «συγκρότηµα» σταθµού ο κυρίως σταθµός είναι ορθογωνικού σχήµατος και διαστάσεων κατά προσέγγιση 110m x 25m και βάθους περίπου 25m ενώ η απέναντι είσοδος έχει επίσης ορθογωνικό σχήµα και διαστάσεις κατά προσέγγιση 40m x 5m µε βάθος περίπου 15m, στο οποίο βάθος οριοθετείται η συνδετήρια σήραγγα πεζών µεταξύ σταθµού και εισόδου (επίπεδο έκδοσης εισιτηρίων), πλάτους περίπου 8m και ύψους περίπου 6m. Σχετικά µε τις γεωτεχνικές συνθήκες που συναντήθηκαν σε κάθε σταθµό κατά µήκος της χάραξης, ο σταθµός «Ηλιούπολη» κατασκευάστηκε σε περιοχή Νεογενών Ηλιούπολης, ο σταθµός «Άλιµος» σε Νεογενή Ηλιούπολης στο νότιο τµήµα του και σε κορηµατικά υλικά και µαργαϊκό ασβεστόλιθο και µεταψαµµίτη µεταϊλυόλιθο στην υπόλοιπη έκτασή του, ο σταθµός «Αργυρούπολη» σε κορηµατικά υλικά και Αθηναϊκό σχιστόλιθο και ο σταθµός «Ελληνικό» σε κορηµατικά υλικά και Νεογενή Ηλιούπολης. Το σύστηµα προσωρινής αντιστήριξης των τεσσάρων σταθµών περιλαµβάνει (βλ. Σχήµα 4 σε κάτοψη και Σχήµα 5 σε τυπική τοµή): - πασσάλους διαµέτρου Ø = 1m ανά 2m (απόσταση κέντρων) µε µήκος έµπηξης τουλάχιστον 8m - επτά σειρές (κατά µέγιστο) προεντεταµένων αγκυρίων, - εκτοξευόµενο σκυρόδεµα επί των πασσάλων κατά την εκσκαφή - σύστηµα προσωρινής αποστράγγισης κατά την εκσκαφή µέσω αποστραγγιστικών οπών - προσωρινές µεταλλικές αντηρίδες στις εσοχές των ανελκυστήρων. Σχήµα 4. Κάτοψη σταθµού «Αργυρούπολη» µε σύστηµα προσωρινής αντιστήριξης Figure 4. «Argyroupoli» station plan view with retaining structure system. Σχήµα 5. Τυπική τοµή σταθµού «Αργυρούπολη» µε σύστηµα προσωρινής αντιστήριξης Figure 5. Typical section of «Argyroupoli» station with retaining structure system. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 4

5 3.2 Γεωτεχνικός Σχεδιασµός Φρεάτων Στα πλαίσια του παρόντος έργου κατασκευάστηκαν συνολικά επτά φρέατα αερισµού και διαφυγής, από τα οποία το νοτιότερο στη χάραξη χρησιµοποιήθηκε επιπλέον ως φρέαρ συναρµολόγησης και εκκίνησης του µηχανήµατος ΤΒΜ και το βορειότερο ως φρέαρ αποσυναρµολόγησης και εξόδου του ίδιου µηχανήµατος. Τα δύο τερµατικά φρέατα (βόρειο και νότιο) και το δεύτερο νοτιότερο φρέαρ (διασταύρωσης τροχιογραµµών, από το οποίο ξεκινάει η παρακαµπτήρια γραµµή προς τον υπόγειο χώρο εναπόθεσης συρµών), οριοθετούνται πάνω στην κύρια χάραξη της επέκτασης ενώ καθένα από τα υπόλοιπα τέσσερα φρέατα βρίσκεται παράπλευρα της Λεωφόρου Βουλιαγµένης και συνδέεται µε την κύρια σήραγγα ΤΒΜ µέσω µιας συνδετήριας σήραγγας µικρού µήκους (διαµέτρου περίπου 7 m). Από τα επτά φρέατα, τρία είναι ορθογωνικού σχήµατος, διαστάσεων κατά προσέγγιση 14m x 20m, δύο είναι κυκλικά µε διάµετρο 10m περίπου ενώ άλλα δύο φρέατα έχουν ασύµµετρο σχήµα. Το νότιο τερµατικό φρέαρ (συναρµολόγησης και εκκίνησης του µηχανή- µατος ΤΒΜ), το οποίο είναι το µεγαλύτερο της χάραξης και ασύµµετρου σχήµατος, έχει µέγιστες διαστάσεις προσωρινής κατασκευής 74m x 16m κατά προσέγγιση. Όσον αφορά τις γεωτεχνικές συνθήκες που συναντήθηκαν στα φρέατα, στα δύο νοτιότερα φρέατα (τερµατικό και διασταύρωσης τροχιογραµµών, και τα δύο ασύµµετρου σχήµατος) κυρίαρχα ήταν τα κορηµατικά υλικά και ο κλαστικός σχηµατισµός, στα τρία κεντρικά φρέατα (δύο ορθογωνικά και ένα κυκλικό) επικρατούν η σχιστολιθική ψαµµιτική µαργαϊκή σειρά µε υπόβαθρο Αθηναϊκού σχιστολίθου και στα δύο βορειότερα φρέατα (ένα κυκλικό και το ορθογωνικό βόρειο τερµατικό φρέαρ) εµφανίζονται κορηµατικά υλικά ή υλικά ρέµατος µε υπόβαθρο Νεογενή Ηλιούπολης. Το σύστηµα προσωρινής αντιστήριξης των φρεάτων περιλαµβάνει: - πασσάλους διαµέτρου Ø = 1m ανά 2m (απόσταση κέντρων) για όλα τα φρέατα εκτός από το βορειότερο (φρέαρ εξόδου ΤΒΜ) που κατασκευάστηκε µε πασσάλους Ø = 0.80m ανά 1.40m, µε µήκος έµπηξης τουλάχιστον 5m για τα δύο κυκλικά φρέατα και το βόρειο τερµατικό φρέαρ (εξόδου ΤΒΜ) και τουλάχιστον 8m για τα υπόλοιπα τέσσερα, - πέντε µε έξι σειρές (κατά µέγιστο) προεντετα- µένων αγκυρίων, όσον αφορά τα ορθογωνικά ή ασύµµετρα φρέατα, - έγχυτοι εν επαφή πάσσαλοι (χωρίς αγκύρια)και δύο δακτύλιοι ενίσχυσης πάνω από τη συνδετήρια σήραγγα, για τα δύο κυκλικά φρέατα, - εκτοξευόµενο σκυρόδεµα επί των πασσάλων κατά την εκσκαφή - σύστηµα προσωρινής αποστράγγισης κατά την εκσκαφή µέσω αποστραγγιστικών οπών. Ο σχεδιασµός του συστήµατος προσωρινής αντιστήριξης για τους σταθµούς και τα φρέατα της χάραξης βασίστηκε σε αναλύσεις µε λογισµικά Πεπερασµένων Στοιχείων ή απλά λογισµικά υπολογισµού ωθήσεων γαιών και ευστάθειας τοίχων αντιστήριξης. 4. ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΣΗΡΑΓΓΩΝ Η σήραγγα κύριας γραµµής, µήκους 4.65km, και διπλής τροχιάς, διαµέτρου 8.48m, διανοίχθηκε µε Μηχάνηµα Ολοµέτωπης Κοπής (ΤΒΜ) κλειστού τύπου µε ασπίδα Εδαφικής Εξισορροπητικής Πίεσης (EPB TBM). Η διάµετρος του µετώπου της ασπίδας ήταν 9.49m αλλά µε τη χρήση ελεγχόµενης υπερεκσκαφής η τελική διάµετρος έφτασε µέχρι 9.53m. Η µόνιµη επένδυση της σήραγγας ΤΒΜ αποτελείται, σε διατοµή, από οκτώ προκατασκευασµένα στοιχεία σκυροδέµατος, εξωτερικής διαµέτρου 9.18m και πάχους 0.35m. Η αποκοµιδή των προϊόντων εκσκαφής του µηχανήµατος πραγµατοποιήθηκε µέσω της ήδη ολοκληρωµένης σήραγγας προς το νότιο τερµατικό φρέαρ της επέκτασης. Η ερυθρά της χάραξης βρίσκεται σε βάθος 21m κατά προσέγγιση. Ένα ενδιαφέρον θέµα, στα πλαίσια της διάνοιξης της σήραγγας µε το µηχάνηµα EPB- TBM, ήταν η διέλευση µέσα από τους ήδη εκσκαφέντες σταθµούς. Μάλιστα, στην περίπτωση του σταθµού «Άλιµος», στον οποίο σηµειώθηκε σηµαντική καθυστέρηση στην έναρξη της κατασκευής των προσωρινών έργων λόγω εκτεταµένων αρχαιολογικών ανασκαφών, το µηχάνηµα ΤΒΜ διήλθε µέσα από την περιοχή του µη κατασκευασµένου σταθµού και η εκσκαφή του ορύγµατος ολοκληρώθηκε µετά τη διάνοιξη όλης της γραµµής, προκει- µένου να µην επηρεαστεί η αποκοµιδή των προϊόντων εκσκαφής. Στο επόµενο σχήµα (Σχήµα 6) παρουσιάζεται η ολοκληρωµένη τυπική διατοµή της σήραγγας ΤΒΜ. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 5

6 Σχήµα 7. Τυπική διατοµή σήραγγας τριπλής τροχιάς ΝΑΤΜ µε σύστηµα προσωρινής υποστήριξης Figure 7. Typical triple track NATM section with temporary retaining system. Σχήµα 6. Τυπική διατοµή σήραγγας ΤΒΜ διπλής τροχιάς Figure 6. Typical TBM double track tunnel cross section. Στη νότια τερµατική περιοχή της επέκτασης κατασκευάστηκε υπόγειος χώρος εναπόθεσης συρµών τεσσάρων τροχιών, δηλαδή ένα µικρό αµαξοστάσιο, κάτω από την οδό πρόσβασης του παλαιού αεροδροµίου Ελληνικού, µήκους 274 m κατά προσέγγιση. Η διακλάδωση της κύριας σήραγγας ΤΒΜ προς το χώρο του αµαξοστασίου πραγµατοποιείται εντός του φρέατος διασταύρωσης τροχιογραµµών, µέσω σήραγγας συµβατικής µηχανικής διάνοιξης (ΝΑΤΜ), µήκους περίπου 211m, αρχικά µονής και στη συνέχεια διευρυµένης διατοµής (διπλής και τριπλής, Σχήµα 7). Το τελευταίο τµήµα της σήραγγας πρόσβασης προς το αµαξοστάσιο κατασκευάστηκε µε τη µέθοδο εκσκαφής και επανεπίχωσης (Cut & Cover). Η σήραγγα πρόσβασης ΝΑΤΜ προς το αµαξοστάσιο κατασκευάστηκε µέσα σε εναλλαγές στρώσεων συνεκτικών και σιµεντωµένων κλαστικών σχηµατισµών µε υπερκείµενες εναλλαγές στρώσεων συνεκτικών και σιµεντω- µένων κορηµατικών υλικών ενώ η στάθµη ΥΥΟ βρισκόταν, πριν από την έναρξη κατασκευής, ψηλότερα από την κλείδα της σήραγγας. Στο επόµενο σχήµα παρουσιάζεται η τυπική διατοµή της σήραγγας ΝΑΤΜ τριπλής τροχιάς µε το σύστηµα προσωρινής υποστήριξης που εφαρµόστηκε. Στο βόρειο άκρο της επέκτασης, η συναρ- µογή της σήραγγας κύριας γραµµής ΤΒΜ µε αυτή της υπάρχουσας Γραµµής 2 αποτελείται από σήραγγα µήκους περίπου 240 m, ορθογωνικής διατοµής, διαστάσεων 12m-18m (πλάτος) x 20m-23m (βάθος), η οποία κατασκευάστηκε µε τη µέθοδο εκσκαφής και επανεπίχωσης (Cut & Cover). Το σύστηµα προσωρινής αντιστήριξης της σήραγγας µε εκσκαφή και επανεπίχωση περιλαµβάνει: - πασσάλους διαµέτρου Ø = 1m ανά 2m (απόσταση κέντρων) µε µήκος πάκτωσης 7.5m έως 9m - έξι σειρές προεντεταµένων αγκυρίων, - εκτοξευόµενο σκυρόδεµα επί των πασσάλων κατά την εκσκαφή - αντηρίδες επί του κεφαλοδέσµου των πασσάλων σε κατάλληλες θέσεις σε όλο το µήκος της σήραγγας (από οπλισµένο σκυρόδεµα και µεταλλικές) - σύστηµα προσωρινής αποστράγγισης κατά την εκσκαφή µέσω αποστραγγιστικών οπών. Στην περιοχή της σήραγγας µε ανοικτή εκσκαφή και επανεπίχωση κυριαρχούν σε µικρά βάθη υλικά ρέµατος ενώ σε µεγαλύτερα βάθη εµφανίζονται οι Νεογενείς σχηµατισµοί Ηλιούπολης (κυρίως ιλυόλιθος αργιλόλιθος και σε ένα µικρό τµήµα ασβεστόλιθος). Τέλος, σηµειώνεται ότι η διάνοιξη της κύριας σήραγγας µε το µηχάνηµα ΕΡΒ-ΤΒΜ, όπως επίσης και τα τµήµατα σήραγγας µε συµβατική µηχανική διάνοιξη και µε εκσκαφή και επανεπίχωση, έχουν πλέον ολοκληρωθεί. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 6

7 5. ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ (Γ Π) Κατά τη διάρκεια κατασκευής του έργου εγκαταστάθηκε εκτεταµένο σύστηµα γεωµηχανικής και δοµητικής παρακολούθησης (Γ Π) των επιµέρους τµηµάτων του έργου και των κατασκευών της περιβάλλουσας αυτών περιοχής σε απόσταση που καθορίστηκε ως «ζώνη επιρροής» κάθε τµήµατος. Αναλυτικά η διαδικασία προσδιορισµού της ζώνης επιρροής για την περίπτωση σήραγγας και ανοικτής εκσκαφής, σύµφωνα µε τις Προδιαγραφές Μελετών Έργων Πολιτικού Μηχανικού, παρουσιάζεται στο επόµενο σχήµα. (α) η εξέλιξη των οριζοντίων παραµορφώσεων τριών τρισδιάστατων στόχων του ανατολικού τοιχώµατος του σταθµού κατά την εκσκαφή του (Σχήµα 9) και (β) η εξέλιξη των µετρήσεων αποκλισιοµέτρου της ίδιας περιοχής για το ίδιο χρονικό διάστηµα (Σχήµα 10). Σχήµα 9. Οριζόντιες παραµορφώσεις του κεντρικού τµήµατος του ανατολικού τοιχώµατος του Σταθµού «Αργυρούπολη» Figure 9. Horizontal deformations of the central part of the east wall of «Argyroupoli» station. Σχήµα 8. Ζώνη επιρροής (α) σε σήραγγα και (β) σε ανοικτή εκσκαφή Figure 8. Influence zone for (a) tunnel and (b) open excavation. Τα δεδοµένα που µετρήθηκαν και καταγράφηκαν αφορούν κατά κύριο λόγο σε τρισδιάστατες (3D) µετακινήσεις κτηρίων και κατασκευών εντός της ζώνης επιρροής, τρισδιάστατες (3D) επιφανειακές µετακινήσεις, µετακινήσεις στη ζώνη κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, συγκλίσεις και µετακινήσεις τοιχωµάτων εκσκαφών, σηράγγων και κατασκευών, στάθµη ΥΥΟ και αλλαγές υδροστατικών πιέσεων, φορτία αγκυρίων και τάσεις αντηρίδων, εισροή υδάτων σε εκσκαφές και υπόγεια έργα, στοιχεία παρακολούθησης ΤΒΜ και παρακολούθηση προϊόντων εκσκαφής (muck control). Στη συνέχεια παρουσιάζονται ενδεικτικά αποτελέσµατα Γ Π για την περιοχή του αντιπροσωπευτικού σταθµού «Αργυρούπολη»: Σχήµα 10. Χρονική εξέλιξη µετρήσεων αποκλισιοµέτρου ανατολικού τοιχώµατος σταθµού «Αργυρούπολη» (6 11/2007) Figure 10. Development with time of inclinometer measurements with time for «Argyroupoli» station, east wall (6-11/2007). 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 7

8 Από τα προηγούµενα αντιπροσωπευτικά αποτελέσµατα Γ Π καθίσταται εµφανές ότι κατά την κατασκευή της προσωρινής αντιστήριξης του σταθµού «Αργυρούπολη» οι οριζόντιες παραµορφώσεις παρουσίασαν αναµενό- µενη εξέλιξη. Όσον αφορά την ενόργανη παρακολούθηση της προόδου διάνοιξης της σήραγγας κύριας γραµµής µε ΤΒΜ, στο Σχήµα 11 παρουσιάζονται οι καθιζήσεις που σηµειώθηκαν στο πεζοδρόµιο µεγάλης οδικής γέφυρας, κάτω από την οποία διήλθε επιτυχώς το ΤΒΜ, και στο Σχήµα 12 οι καθιζήσεις επιφάνειας (ακριβώς πάνω από τη χάραξη) κατά τη διέλευση του ΤΒΜ στην αρχή του µεσοδιαστή- µατος σταθµών «Αργυρούπολη» - «Αλιµος». κεντρική λεωφόρο, µέσα από αστικοποιηµένες περιοχές και από ποικιλία γεωτεχνικών σχηµατισµών του λεκανοπεδίου Αττικής. Η παρουσίαση επικεντρώθηκε σε θέµατα γεωτεχνικού σχεδιασµού όλων των επιµέρους έργων της επέκτασης και στην παράθεση αποτελεσµάτων ενόργανης παρακολούθησης. Από τη µέχρι τώρα κατασκευή των προσωρινών έργων, από τα πλέον κρίσιµα για τη συνολική πρόοδο του έργου, καθίσταται εµφανής καταρχήν ο σηµαντικός ρόλος (α) της εκτεταµένης και ενδελεχούς γεωτεχνικής έρευνας και (β) της αξιολόγησης που πραγµατοποιήθηκε στο παρόν έργο, σε συνδυασµό µε τη συνεχή προσπάθεια βελτιστοποίησης των γεωτεχνικών προσοµοιωµάτων σχεδιασµού και την εκτέλεση αναλύσεων κατά το δυνατόν πιο κοντά στις πραγµατικές συνθήκες. Εξίσου σηµαντική είναι κατά το σχεδιασµό των προσωρινών έργων αντιστήριξης και υποστήριξης η ύπαρξη εναλλακτικών προτάσεων για εφαρµογή σε περίπτωση εµφάνισης καταστάσεων εκτάκτου ανάγκης. Η επαλήθευση των παραπάνω µέσα από τα αποτελέσµατα της διαρκούς ενόργανης παρακολούθησης αποτελεί το βασικό κριτήριο επιβεβαίωσης του γεωτεχνικού σχεδιασµού. 7. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Σχήµα 11. Καθιζήσεις πεζοδροµίου οδικής γέφυρας κατά τη διέλευση του ΤΒΜ Figure 11. Sidewalk settlement at road bridge during the passing of TBM. Οι συγγραφείς της εργασίας αυτής θα ήθελαν να ευχαριστήσουν τη διοίκηση της ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε. για τη δυνατότητα δηµοσίευσης της εργασίας αυτής. Επίσης επιθυµούν να µνηµονεύσουν τη συµβολή των Γ. Ροβολή και Μ. Νόβακ του Τµήµατος Τεχνικής Γεωλογίας της ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε. Επισηµαίνεται ότι τα επιχειρήµατα και τα συµπεράσµατα που περιέχονται στην παρούσα εργασία αποτελούν προσωπικές απόψεις των συγγραφέων και δεν απηχούν αναγκαστικά την επίσηµη άποψη της ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε. 8. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Σχήµα 12. Εξέλιξη καθιζήσεων επιφάνειας Figure 12. Surface Settlement evolution. 6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Με την παρούσα εργασία επιχειρήθηκε η γενική παρουσίαση µιας µεγάλης σε µήκος επέκτασης του Μετρό της Αθήνας κάτω από ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε. (2005), Επέκταση της Γραµµής 2, Τµήµα Άγιος ηµήτριος Ελληνικό, Τεχνική Περιγραφή & Προδιαγραφές Μελετών Έργων Πολιτικού Μηχανικού. ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε. ΑΝΑ ΟΧΟΣ Κ/Ξ, Μελέτες Εφαρµογής της Επέκτασης της Γραµµής 2, Τµήµα Άγιος ηµήτριος Ελληνικό. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 8