TBM modification for challenging rock conditions - a progress report of the Niagara Tunnel Project (NTP) / TBM-Umbau unter schwierigen Gebirgsbedingungen - ein Baubericht über das Niagara Tunnel Projekt (NTP)

The Niagara Tunnel Project (NTP) is a 10.2 km long bored pressure tunnel that will run under the City of Niagara Falls from the Upper Niagara River to the Sir Adam Beck Power Station. The completed project will enhance the capacity of the Sir Adam Beck Power Station by adding 500 m3/of water per second through the new diversion tunnel. The paper describes the project in which the world's largest hard rock TBM at 14.4 m in diameter is being used to excavate the tunnel. Features of the project include the use of a complex logistic system that allows different work steps simultaneously and describes the site installation for intake as well as for the outlet structures. The paper will also discuss the optimization of the TBM system as the tunnel advances through the varying geology consisting of various horizontal banked shale layers.
In order to meet the aggressive construction schedule as requested by the client, the contractor decided to assembly all mayor equipment including the TBM without a workshop assembly. The tunnel boring operation began in September 2006. After a start-up and commissioning period of four months, the production increased steadily through the various rock formations of the Niagara Escarpment into the Queenston Shale. Tunnelling through the Queenston shale proved to be far more difficult than expected with key block failures up to 20 t and over break exceeding 4 m in numerous occasions. The paper describes the design and construction methods to handle these extreme conditions with a big diameter open type TBM. Completion of the project is foreseen for 2012.

Das Niagara Tunnel Projekt (NTP) beinhaltet einen 10,2 km langen, gebohrten Drucktunnel der unter der Stadt Niagara Falls verläuft, vom Oberen Niagara Fluss bis zum Sir Adam Beck Wasserkraftwerk. Der neue Umleitungsstollen des fertig gestellten Bauwerks wird die Kapazität des Sir Adam Beck Kraftwerks verbessern durch Hinzufügung von 500 m3Wasser pro Sekunde. Der Artikel beschreibt das Projekt und die dabei eingesetzte Hartgesteins- TBM mit einem Durchmesser von 14,44 m. Die Merkmale des Projekts beinhalten u. a. die Anwendung eines komplexen Logistiksystems, das verschiedene Arbeitsschritte gleichzeitig erlaubt, und die Baustelleneinrichtung für Einlauf- und Auslaufbauwerke. Der Artikel behandelt die Optimierung der TBM während des laufenden Vortriebs durch eine wechselhafte Geologie, bestehend aus verschiedenen horizontal gebankten Schieferschichten.
Um die vom Bauherrn geforderte ehrgeizige Bauzeit einhalten zu können, beschloss der Bauunternehmer, alle größeren Ausrüstungsteile einschließlich des TBM ohne vorherige Werksmontage direkt auf der Baustelle zu montieren. Der Tunnelbau begann im September 2006. Nach einer viermonatigen Anlaufund Inbetriebnahmephase nahm die Produktion in den verschiedenen Gesteinsformationen des Niagara bis in den Queenston Schiefer stetig zu. Der Tunnelbau durch den Queenston Schiefer erwies sich mit dem Versagen von bis zu 20 to schweren Blöcken und Ausbrüchen von mehr als 4 m Höhe schwieriger als erwartet. Der Artikel behandelt Entwurf, Planung und Bauverfahren, um solche extreme Bedingung mit einer offenen TBM großen Durchmessers zu bewältigen. Die Fertigstellung des Projekts ist für das Jahr 2012 geplant.