Minneapolis, die größte Stadt Minnesotas, beherbergt über 425.000 Einwohner und verfügt über eine umfangreiche unterirdische Infrastruktur, die größtenteils Jahrzehnte alt ist. Das dringlichste Problem dieser Infrastruktur ist der schlechte Zustand der Regenwasserkanäle unter der Stadt.
PCiRoads, ein Generalunternehmer für Straßen- und Tiefbau, erhielt den Zuschlag für ein dreijähriges Projekt zur Erweiterung von Teilen des bestehenden Regenwassertunnels, zum Bau eines neuen Paralleltunnels und zur Schaffung neuer Tunnelzufahrten in der Innenstadt von Minneapolis. In Zusammenarbeit mit unserem Team wurden über 240 Meter Regenwassertunnel saniert und 1.100 Meter neuer Paralleltunnel aufgefahren. Das fertige System hat eine Länge von 1.280 Metern.
Das Projekt
Im Jahr 2021 genehmigte das Tiefbauamt der Stadt Minneapolis das Central City Parallel Storm Tunnel Project, eine $60 Millionen teure Sanierung des Regenwassertunnelsystems, nachdem Beweise für Risse, Brüche und andere Betonschäden aufgrund der Belastung durch übermäßige Wassermengen, die durch die Tunnel flossen, gefunden worden waren.
“Wenn die Regenwasserkanäle versagen, kommt es zu gefährlichen Überschwemmungen und anderen Schäden an der unterirdischen Infrastruktur”, sagte Nap Scott, Kostenvoranschlagsersteller und Projektleiter bei PCiRoads. “Die Instandsetzung des bestehenden Systems und der Bau des parallel verlaufenden Regenwasserkanals sind ein großer Fortschritt, um den gestiegenen Anforderungen der Stadt gerecht zu werden.”
Geplant ist der Bau eines Tunnels, der doppelt so groß ist wie das bestehende System, um Regenwasser aus der Innenstadt von Minneapolis zum Mississippi abzuleiten. Das Projekt soll die Lebensdauer des bestehenden Systems verlängern, die jährlichen Reparaturkosten senken und die Regenwasserableitung verbessern, mit dem Ziel, weitere 100 Jahre zu funktionieren.
Enge Räume
Das Team von PCiRoads stand beim Central City Parallel Storm Tunnel Project vor einigen logistischen Herausforderungen. Zunächst mussten die Arbeiter und die Ausrüstung per Kran 24 Meter tief in das Tunnelsystem abgesenkt werden. PCiRoads' zwölfjährige Erfahrung im Tunnelbau war ein entscheidender Vorteil bei der Auswahl der optimalen Ausrüstung für dieses Großprojekt. In der Vergangenheit hatten sie bereits Erfahrung mit... BROKK Abrissroboter für ähnliche, kleinere Projekte.
Für dieses Projekt hat PCiRoads zwei neue BROKK 520DS und ein gebrauchtes Dieselmodell Brokk 400. Ein 6-Tonnen-Bagger vom Typ Brokk 520D ist 1,60 Meter breit und hat eine vertikale Reichweite von 7,13 Metern. Um die gleiche Schlagkraft wie ein Brokk 520D zu erreichen, wäre ein 10-Tonnen-Bagger mit einer Breite von etwa 2,13 Metern und einer vertikalen Reichweite von 2,44 Metern erforderlich. Dank ihres geringeren Gewichts und ihrer kleineren Abmessungen ließen sich die Roboter einfacher und sicherer in den 24,4 Meter tiefen Tunnelschacht absenken als größere Maschinen.
“Die Dieselmodelle des Typs Brokk sind einfacher zu betreiben, da sie keinen Generator benötigen – das bedeutete aber, dass wir vor Baubeginn für eine ausreichende Belüftung der Tunnel sorgen mussten”, sagte Scott. “Nach der Einrichtung boten die Dieselmodelle eine unübertroffene Flexibilität, da wir uns weder um Generatoren noch um Kabel kümmern mussten.”
Vielseitigkeit und Sicherheit
PCiRoads nutzte die Vorteile der Abbruchroboter vom Typ Brokk durch den Einsatz von MEHRERE ANBAUTEILE während des gesamten Projekts: der Brokk Trommelschneider 250, der Brokk Hydraulikhammer 705 und die TEI 326-240 Felsbohrer. Für den Bau des neuen Tunnels wurde der Brecheraufsatz der Brokk 520Ds eingesetzt. Dabei mussten die Arbeiter den Sandstein und Schiefer bis zum Kalkstein aufbrechen und abtransportieren, um eine kastenförmige Tunnelkonstruktion zu schaffen.
Anschließend wurde mithilfe einer vorgegebenen Schablone eine Kathedralenform aus dem Sandstein herausgearbeitet. Der Tunnel schließt oben mit einem Bogen ab, um die Tunnelkonstruktion zusätzlich zu stützen. Das Team von PCiRoads erkannte, dass die Brokk-Trommelfräsen 250 die beste Option für den Sandsteinabbau waren, nachdem klar geworden war, dass der Abbruchhammer für präzises Formen nicht optimal geeignet war. Die Brokk 520D mit den Trommelfräsen – auch als Tunnelvortriebe bekannt – trugen Sandstein und Schiefer sorgfältig ab, um die Schablonenform exakt zu erreichen. Das pulverförmige Material wurde anschließend mit Kompaktladern aus dem Tunnel entfernt und per Kran abtransportiert. Zur Halbzeit des Projekts wurden bereits über 12.000 Kubikmeter Sandstein abtransportiert.
Nach dem Abtragen von Sandstein und Schiefer begann PCiRoads mit dem Durchbrechen des Felsgesteins im Flussbett. Das Team mietete einen zusätzlichen Brokk mit Abbruchhammer, um das Felsgestein zu bearbeiten. Während der Felsabtragungsphase wurden die Arbeiten immer wieder unterbrochen, um mit dem Felsbohrer Felsanker zur Bodensicherung zu installieren. Die Anker fixierten ein Netz, das loses Gestein und Geröll auffing und die Arbeiter vor Steinschlag und Tunneleinsturz schützte.
PCiRoads schloss diese Phase des Projekts im April 2023 ab. Anschließend wurden neue Schalungen für den Tunnel ausgerollt, unter diese Schalungen wurde Beton gegossen und der neue Tunnel wurde an das bestehende System angebunden.
