بزرگترین دستگاه حفاری تونل جهان

برتا با قطر 57.5 فوت (17.5 متر) بود یک دستگاه حفاری تونل که به طور خاص برای وزارت حمل و نقل ایالت واشنگتن (WSDOT) جایگزینی تونل راه راه آلاسکای پروژه در سیاتل ، واشنگتن ، ایالات متحده ساخته شد. [1] ساخته شد توسط Hitachi Zosen Sakai Works در اوزاکا، ژاپن ، و مونتاژ دستگاه در سیاتل در ژوئن 2013 به پایان رسید. حفاری تونل در 30 ژوئیه 2013 آغاز شد، و ماشین برنامه ریزی شده بود تا تونل را در دسامبر 2015 تکمیل کند.

در 6 دسامبر 2013، کار تقریباً 1083 فوت (330 متر) در مسیر برنامه ریزی شده به طول 9270 فوت (2830 متر) به دلیل یک مانع غیرمنتظره متوقف شد. استفاده شده بود، آسیب دیده است تصور می‌شد که چندین تیغه برش در اثر برخورد یک لوله فولادی که در سال 2002 برای اندازه‌گیری آب‌های زیرزمینی در اطراف پل راه‌راه آلاسکا . با این حال، بررسی های بعدی نشان داد که بخش هایی از سیستم مهر و موم اصلی یاتاقان آسیب دیده است و باعث گرم شدن بیش از حد یاتاقان در حین کار شده است. [2] طی دو سال بعد، یک گودال بازیابی از سطح به منظور دسترسی و بلند کردن سر برش دستگاه برای تعمیر و تعویض جزئی در سال 2015 حفر شد.

متوقف شد برتا حفاری تونل را در 22 دسامبر 2015 از سر گرفت، اما در اوایل ژانویه 2016 پس از اینکه یک بارج بسته در خلیج الیوت به اسکله های مجاور آسیب رساند و یک فروچاله در نزدیکی محل پروژه باز شد، . فرماندار جی اینسلی در 14 ژانویه 2016 تمام کارهای روی تونل را به دلیل نگرانی در مورد امنیت عمومی پس از حادثه فروچاله متوقف کرد. برای نگهداری و بازرسی متوقف شد. دوباره حفاری برای مدت کوتاهی در 23 فوریه از سر گرفته شد، اما قبل از از سرگیری عملیات کامل در 29 آوریل، در South Lake Union. [4]

در دسامبر 2015، WSDOT تخمین زده بود که تونل در اوایل سال 2018 تکمیل و به روی ترافیک باز خواهد شد. [5] این تخمین در ژوئیه 2016 تجدید نظر شد تا در اوایل سال 2019 افتتاح شود با برآورد 223 میلیون دلار هزینه بیش از حد ناشی از دو سال. تاخیر انداختن. [6] حفاری تونل در 4 آوریل 2017 تکمیل شد، قطعات جدا شده نهایی دستگاه حفاری در آگوست 2017 برداشته شد و تونل تمام شده در 4 فوریه 2019 به روی ترافیک باز شد. اجزای برتا قابل استفاده مجدد نبودند و از بین رفتند.

نام

نام برتا، پس از اولین شهردار زن سیاتل، برتا نایت لندز ، توسط هیئتی (شامل فرماندار و وزیر حمل و نقل) از بین 150 ارسالی از مهدکودک تا کلاس دوازدهم انتخاب شد، که از آنها خواسته شد اسامی زنانه را با میراث ایالت واشنگتن ارسال کنند. [7] ورودی برنده، که توسط دو مدرسه ابتدایی در Poulsbo و Hoquiam ارسال شده بود ، در دسامبر 2012 انتخاب شد. [8]

برخی رسانه ها از این دستگاه با عنوان «برتای بزرگ» نیز یاد کرده اند. [9] [10]

در مارس 2016، آژانس حمل‌ونقل منطقه‌ای Sound Transit خود را که تصمیم گرفت نام ماشین‌های حفاری تونل برای تونل‌های ریلی سبک کوچک‌تر استفاده می‌شوند، با اشاره به ارتباط و سردرگمی ناخواسته با Bertha، به‌ویژه ماشین “Brenda” مورد استفاده در Northgate Link Extension و University Link انتخاب کند. تونل . [11] [12]

طراحی و مونتاژ

Sakai Works از اوزاکا، ژاپن طراحی و تولید شد برتا توسط Hitachi Zosen و بزرگترین تعادل فشار زمین دستگاه حفاری تونل در جهان است، [13] با قطر سر برش 57.5 فوت (17.5 متر) عرض. این دستگاه 326 فوت (99 متر) طول و 6700 تن کوتاه (6100 تن) وزن داشت. [14] خود ماشین 80 میلیون دلار هزینه دارد و متعلق به شرکای تونل سیاتل، پیمانکاران پروژه است. [15] USA مستقر در نیویورک است Seattle Tunnel Partners یک سرمایه گذاری مشترک از Dragados که کاملاً متعلق به آن است. زیرمجموعه Dragados، SA، بخش ساخت و ساز ACS اسپانیا گروه ؛ و Tutor Perini Corporation ، مستقر در Sylmar، کالیفرنیا. [16]

دسامبر 2012 در اوزاکای ژاپن مراسم تکمیل ماشین را برگزار کرد که همزمان با مراسم نامگذاری انجام شد هیتاچی زوسن در 20 . و تلورانس هایی که در فوریه 2013 نیاز به تعمیر داشتند. [18] [19] حمل شد برتا در 41 بخش به بندر سیاتل و در 2 آوریل 2013 وارد شد. [20] [21]

برتا ملودی از پیش برنامه ریزی شده خاصی داشت که برای کارگران داخل دستگاه و کسانی که حفره تونل را زیر نظر داشتند می نواخت. [22]

حفاری

تقدیم و بخش اول

این دستگاه حفاری مسیر 1.7 مایلی (2.7 کیلومتر) را در 30 ژوئیه 2013 با تکمیل حفاری برنامه ریزی شده در مدت 14 ماه و باز شدن تونل به روی ترافیک در دسامبر 2015 آغاز کرد. [23] [ 24 ] [ 25] بیش از 5000 نفر از مردم به همراه فرماندار جی اینسلی یک هفته قبل از شروع حفاری برای وقف دستگاه حضور داشتند. [26] [27]

آسیب به سر برش و تاخیر دو ساله

تا 6 دسامبر 2013، برتا 1019 فوت (311 متر) یا 11 درصد از کل 9270 فوت (2830 متر) طول تونل را تونل زد، [28] در حدود 60 فوت (18 متر) زیر زمین بین جکسون جنوبی توقف کرد. خیابان و خیابان اصلی جنوبی. [29] پیشرفت ماشین در آن روز با یک مانع غیرمنتظره متوقف شد. [30] پس از یک ماه بررسی، WSDOT اعلام کرد که تیغه‌های برش دستگاه با یک لوله فولادی به قطر 8 اینچ (20 سانتی‌متر)، طول 119 فوت (36 متر)، یکی از چندین روکش چاه باقی‌مانده از لوله‌های فولادی قبلی مواجه شده‌اند . ارزیابی کرده بود پروژه حفاری 2002 که شرایط آب های زیرزمینی و پایداری خاک منطقه را در صورت وقوع زلزله دیگری مانند زلزله 2001 Nisqually که منجر به نیاز به جایگزینی پل راه راه آلاسکا در وهله اول شد. از آنجایی که دستگاه نمی‌تواند فلز را برش دهد، لوله به چندین تیغه برتا آسیب رساند و قبل از ادامه کار، نیاز به تعویض تیغه داشت. مکان لوله‌ها برای WSDOT شناخته شده بود و آژانس فکر می‌کرد که آنها برداشته شده‌اند، در حالی که STP در یک دادخواست قضایی در سال 2019 اعتراف کرد که قبل از حفاری از لوله‌ها اطلاع داشتند. [31] [32] [33] [34]

در اوایل فوریه 2014، هنگامی که برتا برای از سرگیری فعالیت آماده می شد، کارگران متوجه شدند که در حال گرم شدن بیش از حد است و یک مهر و موم یاتاقان اصلی آسیب دیده باید تعویض شود. گزینه های متعددی برای رفع مشکل مورد بحث قرار گرفت، اما انتظار می رفت برتا تا مارس 2015 از کار بیفتد. [35] در دسامبر 2014، کارگران شروع به حفر گودالی به عمق 120 فوت (37 متر) کردند تا قسمت جلویی برتا را بلند کنند. تا سطح خیابان برای تعمیرات، [36] اما زمانی که پمپاژ آب زیرزمینی باعث آسیب قابل مشاهده به خیابان کینگ جنوبی و برخی از ساختمان‌های مجاور آن شد، به تعویق افتاد. 37] قسمت جلویی دستگاه، از جمله سر کاتر آسیب دیده، در صبح روز 31 مارس 2015 با موفقیت روی سطح برداشته شد [ . برتا افتتاح تونل جدید را نه ماه دیگر تا آگوست 2017 به تعویق انداخت، [39] که بعداً پس از کشف آسیب های اضافی در ژوئن 2015، تا مارس 2018 تمدید شد. [40] [41]

در 18 می 2015، WSDOT به شورای شهر سیاتل گزارش داد که آسیب به بلبرینگ و مهر و موم بدتر از آنچه قبلا گزارش شده بود است. بازرسی بیشتر پس از برداشتن و جداسازی سر برش نشان داد که به چرخ دنده های محرک سر برش آسیب وارد شده است، بنابراین تخمین جدیدی از زمان و هزینه تعمیر تهیه شد. [42]

قسمت جلویی دستگاه برای مونتاژ مجدد در یک فرآیند چهار بالابر با درایو کاتر تعمیر شده در 24 آگوست 2015 شروع شد. [43] [44] [45]

در ژوئن 2015، Seattle Tunnel Partners شکایت کرد تا بیمه‌گران را وادار به پرداخت بیمه نامه 85 میلیون دلاری برای پوشش تعمیرات مورد نیاز پس از آسیب دیدن دندان‌های برتا در برخورد با لوله فولادی در دسامبر 2013 کند. در آگوست 2015، کنسرسیومی متشکل از هشت شرکت بیمه شکایت کردند. شکایتی علیه STP به منظور جلوگیری از پرداخت 143 میلیون دلاری برای پوشش هزینه تعمیرات دستگاه خسته کننده. بیمه‌گران ادعا کردند که قابلیت‌های دستگاه حفاری تونل برای این پروژه ناکافی است و باید کنار گذاشته شود. [46]

مشخص نیست چه چیزی باعث آسیب به بلبرینگ اصلی برتا شده است. به نظر می رسد مشکلات سیستم آب بندی به آزمایش اولیه دستگاه در ژاپن برمی گردد، زمانی که مجموعه آب بندی آسیب دیده و نیاز به تعمیر داشت. [47] با این حال، سوئیچی تاکائورا، مدیر کل هیتاچی زوسن، بعداً اظهار داشت که “هیچ مشکلی در مهر و موم های دستگاه اصلی وجود ندارد”، و اشاره کرد که به نظر می رسید برتا قبل از برخورد به پوشش چاه به درستی عمل می کند. WSDOT با این موضوع مخالفت کرد و اظهار داشت که پوشش چاه مسئول نیست. [48]

از سرگیری حفاری و فعالیت های بعدی

در 22 دسامبر 2015 در ساعت 12:30 صبح، دستگاه حفاری 1.5 فوت (0.46 متر) را از طریق ماسه ریخته شده در گودال بازیابی از سر گرفت. تا 4 ژانویه، برتا 1098 فوت (335 متر) از مسیر برنامه ریزی شده 9270 فوتی (2830 متر) خود را از SoDo به South Lake Union طی کرده بود . [5] در 6 ژانویه 2016، برتا از طاق دسترسی بتنی عبور کرد و شروع به حفاری در خاک معمولی کرد. [49] [50] حفاری یک بار دیگر در 12 ژانویه 2016 متوقف شد، پس از اینکه یک بارج سرازیر شد حامل خاک های حفاری شده در خلیج الیوت بار خود را ریخت و به اسکله در سیاتل ترمینال 46 بندر آسیب رساند . [51] و در همان روز، یک فروچاله در منطقه کاری تونل در حدود 35 فوت (11 متر) شمال گودال دسترسی ایجاد شد. پر کردند روز بعد پیمانکاران این حفره را با 250 یارد مکعب (190 متر مکعب ) بتن و انتظار نمی رفت که WSDOT از سرگیری حفاری را در اواخر هفته به تاخیر بیندازد. [52] [53]

در 14 ژانویه 2016، فرماندار جی اینسلی با استناد به بند قراردادی در توافقنامه تونل که به ایالت اجازه می داد کار را بر اساس شرایط ناایمن برای پرسنل پروژه یا عموم مردم متوقف کند، دستور توقف حفاری در تونل را صادر کرد. [54] قبل از از سرگیری حفاری تونل، WSDOT درخواست کرد که پیمانکاران، شرکای تونل سیاتل، تجزیه و تحلیلی از علت ایجاد فروچاله در 12 ژانویه و چه تغییراتی در عملیات تونل‌سازی برای جلوگیری از مشکلات بیشتر سطح زمین انجام دهند، ارائه دهند. [55] [56]

حفاری در 23 فوریه از سر گرفته شد، پس از بررسی WSDOT مشخص شد که روش‌های جدید نظارت بر خاک کافی است و به ماشین اجازه می‌دهد تا 160 فوت (49 متر) مواد را سوراخ کند و مرحله آزمایش اولیه دستگاه را به پایان برساند. [57] تا 14 مارس، برتا حفره 300 فوتی (91 متری) خود را به یک “پناهگاه امن” واقع در جلوی پل راهراه آلاسکا به پایان رسانده بود. [58] به WSDOT و STP اجازه می دهد تا برای بسته شدن دو هفته ای راهرو در اواخر آوریل آماده شوند، زیرا دستگاه از زیر ساختار آسیب پذیر عبور می کند در حالی که به دقت نظارت می شود. [59] پس از یک ماه تعمیر و نگهداری و بازرسی، برتا در روز جمعه، 29 آوریل 2016، تونل زنی را از سر گرفت، [3] و از 15 فوت (4.6 متر) از زیر گذرگاه بسته در یک بسته 11 روزه در اوایل ماه مه که زودتر از آن به پایان رسید عبور کرد. برنامه ریزی شده است. [60]

در ژوئن 2016، تونل به پایین ترین نقطه خود، 115 فوت (35 متر) در زیر خیابان مدیسون در مرکز شهر رسید. [61] توقف تعمیر و نگهداری از 23 ژوئن تا 18 ژوئیه در زیر خیابان اسپرینگ انجام شد و 33 دندان سر برش را جایگزین کرد. [62]

تا 30 سپتامبر 2016، برتا 4635 فوت (1413 متر) تونل زد و از نیمه راه فاصله 9270 فوتی (2830 متری) پیشی گرفت. [63] از 15 دسامبر 2016، طول تونل به 70 درصد تکمیل شد. [64]

حفاری تونل در 4 آوریل 2017 تکمیل شد، [4] و تونل تمام شده در 4 فوریه 2019 به روی ترافیک باز شد. [65] عملا هیچ یک از اجزای برتا قابل استفاده مجدد نبودند و بیشتر فولاد آن ذوب و بازیافت شد. [4] قطعات جدا شده نهایی برتا در آگوست 2017 از پورتال تونل حذف شدند. [66]

پیشرفت منطقه

مسیر حفاری برتا به 10 منطقه تقسیم شد که نشان دهنده انواع مختلف خاک یا پیشرفت در زیر بناهای دیدنی شهر بود. [67]

جنجال

توقف دو ساله برتا به عنوان نمونه ای از غارت سیاسی توسط مخالفان مورد انتقاد قرار گرفته است. [76] [77]

در ژانویه 2015، دو سناتور ایالتی جمهوری خواه ارائه کردند لایحه ای را به مجلس قانونگذاری ایالت واشنگتن تا این پروژه را متوقف کند و به طور خاص به برتا و تاخیر آن اشاره کرد. این لایحه هرگز در سنای ایالت شنیده نشد و در کمیته حمل و نقل سنا به تصویب نرسید. [78]