MAPEI: Renowacja istniejących śluz Gatún

Kanał Panamski jest jedną z najważniejszych budowli inżynieryjnych na świecie i obowiązkowym punktem na mapie dla każdego turysty odwiedzającego miasto. Podróż statkiem po kanale, na który składają się jezioro Gatún, dolina Culebra Cut i system śluz (Miraflores i Pedro Miguel po stronie Pacyfiku i Gatún po stronie Atlantyku) zajmuje od 6 do 10 godzin. System śluz, który pozwala statkom uniknąć opływania Ameryki Południowej, w swoim czasie najbardziej imponująca konstrukcja betonowa w skali globu, został zbudowany przez Stany Zjednoczone w latach 1904-1914. Ma długość 81,1 km, a jego strategiczne dla komunikacji położenie od XVI wieku nie straciło na znaczeniu.

23.10.2012

Artykuł na: 17-22 minuty

Masy samopoziomujące, betonowe i żywiczne

MAPEI: Renowacja istniejących śluz Gatún

Początkowo prace obejmowały naprawę stuletniej betonowej kolumny, która służy zarówno jako przegroda, jak i element konstrukcyjny, w którym znajdują się dwie bramy regulujące przepływ wody między śluzami. Naprawiana kolumna znajdowała się 30,5 m poniżej poziomu gruntu, w środku gigantycznej betonowej rury o średnicy 9,14 m. Zanim naprawiono betonową osłonę, trzeba było wyremontować kolumnę.

Z uwagi na olbrzymie rozmiary kolumny oraz jej lokalizację poniżej poziomu terenu, eksperci techniczni firmy MAPEI podjęli decyzję o budowie specjalnej instalacji do mieszania składników na powierzchni ziemi i dostarczaniu gotowej mieszanki betonowej z wykorzystaniem technologii aplikacji podwodnej. Betonowa mieszanka składała się z zaprawy PLANITOP 15 i żwiru w równych proporcjach – dodatkowo, w celu zmniejszenia ryzyka skurczu i powstawania rys, użyto 0,35% preparatu MAPECURE SRA. Gotowa mieszanka została wtłoczona do większego zbiornika pełniącego funkcję formy i przetransportowana grawitacyjnie z powierzchni terenu do miejsca naprawy – długotrwale utrzymujące się właściwości reologiczne mieszanki były kluczowe dla powodzenia czynności naprawczych.

Przy poszerzaniu Kanału Panamskiego praca wre. Celem „budowy stulecia” rozpoczętej w 2007 roku jest podwojenie przepustowości tej jednej z najważniejszych dróg wodnych świata. Docelowo projekt ma być ukończony w 2014 roku, czyli w setną rocznicę otwarcia obiektu. Przewiduje on stworzenie dwóch nowych systemów śluz (jednego od strony Atlantyku i drugiego od strony Oceanu Spokojnego), dzięki czemu przesmyk stanie się dostępny również dla kontenerowców Post-Panamax o maksymalnych gabarytach.

Statki te, o długości sięgającej nawet 366 metrów i szerokości do 49 metrów, mogą przewieźć do 12 000 TEU (twenty-feet equivalent unit, międzynarodowa jednostka pojemności, której nazwa pochodzi od wymiarów standardowego kontenera), niemal cztery razy więcej w porównaniu do 4400 TEU dozwolonych na zwykłych kontenerowcach typu Panamax, jakie dziś przeprawiają się przez kanał.

Projekt rozbudowy jest wynikiem porozumienia między Autoridad del Canal de Panama (Zarząd Kanału Panamskiego) z państwowym organem rządowym Panamy oddelegowanym do nadzorowania tej infrastruktury oraz konsorcjum Grupo Unido (GUPC), składającym się z firm: Sacyr Vallehermoso (Hiszpania), Impregilo (Włochy), Jan de Nul (Belgia) i Constructora Urbana (Panama). Ma on wartość 3,22 miliarda USD, zaś całkowity koszt prac prowadzonych w Kanale Panamskim sięga 5,25 miliarda USD i zostanie sfinansowany przez rząd, dzięki podniesieniu o 3,5% opłat za przebycie kanału na następne 20 lat.

Kluczowymi elementami projektu są dwie ogromne śluzy, jedna na wybrzeżu Oceanu Atlantyckiego, a druga na wybrzeżu Oceanu Spokojnego. Zakres prac obejmuje wykopanie dojść do kanału po obu stronach na całkowitej długości 11,2 km i całkowitej szerokości 218 metrów. Dziś kanał ma dwie linie śluz. Projekt przewiduje dodanie trzeciego toru poprzez budowę dwóch nowych obiektów.

Nowe śluzy będą składały się z trzech komór: niższej, średniej i wyższej, regulowanych dzięki czterem przesuwnym bramom, które zostały zaprojektowane w taki sposób, by ułatwić statkom przepłynięcie z poziomu oceanu na poziom jeziora Gatún i z powrotem. Każda z komór będzie wyposażona w trzy boczne niecki dla optymalizacji zużycia wody – stanowi to 9 niecek na śluzę, czyli w sumie 18. Tak jak ma to miejsce w przypadku istniejących śluz, nowe będą napełniane i opróżniane dzięki sile grawitacji, bez konieczności stosowania pomp (200 milionów litrów wody na każdą przeprawę). Nowe komory śluz będą miały długość 427 m, szerokość 55 m oraz 18 m głębokości na odcinku o całkowitej długości 1,5 km.

Dwie ogromne betonowe konstrukcje zostaną uzupełnione nowym wejściem od strony Pacyfiku. Nowe bramy zostaną dostarczone przez włoską firmę Cimolai z Pordenone. Prace będą wiązały się z wykonaniem 16 aluminiowych przesuwnych grodzi, z których każda będzie miała wysokość 28 m, długość 58 m i 16 m szerokości. Zostaną one przetransportowane do Panamy drogą morską i zamocowane na placu budowy między lipcem 2013 a styczniem 2014 roku. Domieszki MAPEI zostały tak wyselekcjonowane, by możliwe było wzniesienie wszystkich betonowych konstrukcji, bez względu na rozmiar czy środowisko (również tych zanurzonych w wodzie morskiej), do budowy zewnętrznych i wewnętrznych ścian śluz. Wykorzystano więc najnowszą generację domieszek do betonu, by wyprodukować 5 500 000 m³ mieszanki specjalnie stworzonej na potrzeby tego projektu.

Rola przedsięwzięcia, jak i prognozowany stuletni okres bezawaryjnego funkcjonowania obiektu, determinuje najwyższą jakość zarówno rozwiązań projektowych, dobranych materiałów, jak i prowadzonych prac budowlanych. W zakresie technologii mieszanek betonowych, stosowanych podczas budowy, MAPEI miało udział w opracowaniu właściwego rozwiązania materiałowego.

Pierwsze badania zostały wykonane we wrześniu 2010 Próbne receptury mieszanki betonowej zostały przebadane celem weryfikacji ich kompatybilności oraz uzyskania najlepszych właściwości uplastyczniania w połączeniu z rodzajami cementu przewidzianymi do budowy konstrukcji (cement CEMEX, typu II i cement Panama, typu II wg normy ASTM).

W pierwszej fazie testów, by pokonać problemy, które pojawiły się przy stosowaniu skomplikowanych surowców (kruszywa bazaltowego i bazaltowej pucolany), wypróbowano domieszki wielu producentów o międzynarodowej renomie. Równoległe prace toczyły się w laboratorium MAPEI, specjalnie wybudowanym na potrzeby projektu w Panamie.

W ich rezultacie MAPEI zaproponowało domieszkę DYNAMON XP2, która po potwierdzeniu wyników w laboratorium GUPC, została w połowie grudnia 2010 roku zaakceptowana jako jedyne rozwiązanie kompatybilne z surowcami wybranymi do budowy, zarówno po stronie Atlantyku, gdzie stosowany jest cement panamski, jak i po stronie Pacyfiku, gdzie używany jest CEMEX. Fakt ten zaowocował podpisaniem umowy krótkookresowego zobowiązania dostaw.

Na początku 2011 roku, po rozpoczęciu produkcji betonu i kruszyw, liczne problemy związane ze znacznym spadkiem wytrzymałości mechanicznej i trwałości betonu zostały rozwiązane również dzięki pomocy MAPEI. Podczas tej fazy budowy wsparcie firmy przejawiało się w różnych aspektach: badań chemicznej i mineralogicznej charakterystyki wykorzystanych surowców (drobnoziarnistego piasku, pucolany i cementu); rekomendacji technicznych w celu dokonania właściwego wyboru flokulacyjnych i koagulacyjnych materiałów stosowanych do czyszczenia kruszyw; chemicznej i petrograficznej analizy i kontroli aktywności pucolanowej piasku bazaltowego w celu zredukowania i zoptymalizowania jego zawartości w naturalnej pucolanie.

Na prośbę klienta firma MAPEI ropoczeła prace nad formułą nowego produktu kompatybilnego z mieszankami przetestowanymi w laboratoriach GUPC. Po zaciętej rywalizacji, w którą włączone zostały konkurencyjne firmy, inżynierowie z MAPEI opracowali innowacyjną domieszkę DYNAMON XP2 EVOLUTION 1 – nazwa miała na elu podkreślenie ogromnego nakładu pracy, jaki badacze włożyli w dopracowanie poprzedniej wersji preparatu. Nowy produkt, w porównaniu z konkurencją, wykazał się szczególną skutecznością w zakresie upłynnienia mieszanki betonowej i utrzymania właściwej konsystencji podczas transportu i betonowania.

21 grudnia 2011 finalną umowę dotyczącą projektu Nowy Kanał Panamski podpisali CEO Grupy MAPEI Giorgio Squinzi i kierownik projektu firmy GUPC Bernando Gonzales. To wielki sukces, u podstaw którego leżało stałe wsparcie techniczne na placu budowy (dla rozwiązywania zarówno błahych, jak i skomplikowanych problemów) oraz decydujący wkład laboratoriów badawczo-rozwojowych MAPEI, które przeprowadziły testy na każdym z dostępnych materiałów dla opracowania najlepszych produktów opartych na najbardziej zaawansowanej technologii. MAPEI: Renowacja istniejących śluz Gatún – produkty Mapei: MAPECURE SRA, PLANITOP 15*, Dynamon XP2, Dynamon XP2 Evolution 1.

Źródło: Mapei

Więcej