Stručnjaci Građevinskog fakulteta geofizički ispitivali tunel u Nizozemskoj
Za potrebe provođenja radova kontrole kvalitete injektiranja tunelske obloge angažiran je tim hrvatskih znanstvenika u sastavu prof. dr. sc. Meho Saša Kovačević, izv. prof. dr. sc. Mario Bačić, doc. dr. sc. Lovorka Librić te Marijan Car
Uzimajući u obzir građevinarstvo kao primijenjenu znanost, sprega znanosti i gospodarstva je ključna za razvoj građevinskog sektora. Pri tome novo razvijene metode ili tehnologije imaju svoju pravu vrijednost ukoliko ih prihvati i prepozna gospodarstvo. U takvom odnosu, gospodarstvo nije samo krajnji korisnik novo stečenih znanja proizašlih iz znanstvenih istraživanja, već u istima jednako tako aktivno sudjeluju, naročito kroz razmjenu ideja i isticanje potreba realnog sektora, pružajući na taj način veliku potporu akademskoj zajednici.
Znanstvenici sa Zavoda za geotehniku Građevinskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu već dugi niz godina aktivno sudjeluju u nizu znanstveno – istraživačkih projekata financiranih od strane Europske Unije, gdje su razvili suradnju ne samo s renomiranim europskim znanstvenim institucijama, već i s brojnim predstavnicima industrije i malog i srednjeg poduzetništva te s upraviteljima infrastrukturom.
Svakako vrijedi izdvojiti tri projekta iz programa Obzor 2020, vrijednosti 8.5 milijuna eura, pod nazivima DestinationRAIL (Decision Support Tool for Rail Infrastructure Managers), GoSAFE RAIL (Global Safety Management Framework for RAIL Operations) te SAFE-10-T (Safety of Transport Infrastructure on the TEN-T Network) koji su usmjereni na ocjenu trenutnog stanja postojeće prometne infrastrukture, uključivo donji i gornji ustroj željeznica, tunele, mostove i nasipe, kao i na razvoj alata za previđanje ponašanja infrastrukture i optimalnih mjera kojima bi se produljio životni vijek infrastrukture. Osim toga, u posljednje dvije godine, Zavod za geotehniku kao koordinator provodi dva projekta, vrijednosti 1.2 milijuna eura, iz programa Mehanizma civilne zaštite Europske Unije pod nazivom oVERFLOw (Vulnerability assessment of embankments and bridges exposed to flooding hazards) te projekt nedavno odobren za financiranje pod nazivom CROSScade (Cross-border cascading risk management for critical infrastructure in Sava river Basin). Navedeni projekti, u kojima je koordinator predstojnik Zavoda za geotehniku prof. Meho Saša Kovačević, se bave dominantno poplavnim rizicima i ocjenom ranjivosti nasipa za obranu od poplava i mostova na sve izraženije klimatske promjene.
– Kroz istraživačke projekte, tim znanstvenika sa Zavoda za geotehniku razvija metode kojima se na nerazoran način ispituje stanje infrastrukturnih objekata te se identificiraju eventualno prisutne anomalije u njima. Pri tome koristimo široki raspon geofizičkih metoda uključivo seizmičke, geoelektrične i elektromagnetne metode. Također, primjenom alata umjetne inteligencije i metoda strojnog učenja, u projektima razvijamo i metode predikcije odgovora građevne infrastrukture na različita djelovanja’, govori prof. Kovačević te nastavlja: Jedan od najznačajnijih benefita razvoja navedenih metoda i alata je u mogućnosti njihove izravne primjene u praksi, na stvarnim infrastrukturnim objektima. Primjerice, metodologiju ispitivanja razvijenu u projektu DestinationRAIL smo uspješno primjenili za ocjenu stanja preko 200 km željezničkih pruga u Hrvatskoj, što je omogućilo njihovu klasifikaciju s obzirom na stanje, dok smo kombinaciju seizmičkih i geoelektričnih metoda, razvijenih u sklopu projekta oVERFLOw, uspješno primijenili na nasipu za obranu od poplava OOstmolendijk u Nizozemskoj.
Objavljivanjem rezultata istraživanja u nizu renomiranih znanstvenih časopisa i na konferencijama, navedene metode su diseminirane, što ih je učinilo vidljivima i ciljanoj publici koja nije izravno sudjelovala u navedenim projektima, uključivo znanstvenike i praktičare u domeni transportne infrastrukture i podzemnog inženjerstva.
Najrecentniji primjer implementacije tehnologije ocjene stanja infrastrukturnih objekata, razvijene kroz znanstveno – istraživački projekt, jest angažman stručnjaka Zavoda za geotehniku na ispitivanju stanja novog tunela ”Corbulotunnel” u Nizozemskoj, koji se izvodi složenom Tunnel Boring Machine (TBM) tehnologijom. Radi izrazito visokih kapitalnih troškova, ova tehnologija izvedbe tunela ima isplativost jedino kada se izvode dugački tuneli većih promjera, u složenim inženjersko – geološkim uvjetima u tlu.
Za potrebe provođenja radova kontrole kvalitete injektiranja tunelske obloge, tim znanstvenika u sastavu prof. dr. sc. Meho Saša Kovačević, izv. prof. dr. sc. Mario Bačić, doc. dr. sc. Lovorka Librić te Marijan Car, angažiran je od strane konzorcija izvođača COMOL5, čiji je vodeći partner tvrtka VINCI Construction. VINCI je najveća europska građevinska tvrtka, koja u svom portfelju ima preko 30 000 projekata na godišnjoj razini. Ovaj konzorcij trenutno izvodi radove na izgradnji autoceste Rijnland Route koja povezuje gradove Katwijk i Leiden, a koja predstavlja odgovor na trenutni nedostatak kvalitetne prometne povezanosti istočnog i zapadnog dijela ove regije te čijom će se izgradnjom potaknuti daljnji ekonomski razvoj iste. Prilikom izvedbe radova na ”Corbulotunnel”-u duljine 2240 m i promjera 10 m, kao najizazovnijem građevinskom zahvatu nove autoceste, došlo je do prekomjernih deformacija tunelske obloge na izlaznom dijelu tunela što je zahtijevalo implementaciju pažljivo odabranih radova injektiranja tla iza obloge.
Ispitivanja su provedena u dva navrata, prije radova injektiranja (listopad 2020) i nakon radova injektiranja (kolovoz 2021), i to primjenom geofizičke metode Multikanalne Analize Površinskih Valova (MASW) kako bi se usporedbom krutosti tla prije injektiranja s onom nakon injektiranja mogao odrediti stupanj poboljšanja tla iza tunelske obloge. Metodologija ispitivanja je ranije razvijena u znanstveno – istraživačkom projektu SAFE-10-T, gdje su u okviru projektnih aktivnosti provođena slična ispitivanja na tunelima Heinenoord i Kiltunnel u Nizozemskoj. Na temelju objavljenih radova znanstvenika Zavoda za geotehniku, izvođač je stekao uvid u mogućnosti MASW metode te je stoga ista ocijenjena kao optimalna za kontrolu kvalitete izvedbe radova i u slučaju Corbulotunnel-a.
Izvanredni profesor Mario Bačić pobliže objašnjava provedena ispitivanja:
– MASW ispitivanja su vršena duž 14 uzdužnih profila postavljenih ravnomjerno po obodu tunela. Prije samog ispitivanja smo postavili vertikalne senzore, tzv. geofone, na unaprijed definiranim razmacima. Nakon toga smo na betonskoj oblozi generirali seizmički umjetni val koji prolazi kroz oblogu i tlo iza obloge, dok su geofoni registrirali vrijeme prolaska vala. Nakon terenskog prikupljanja podataka, navodi izv. prof. Bačić, slijedi kabinetski dio obrade i interpretacije rezultata: U fazi obrade se Fourierovom analizom primljeni signal transformira iz vremenske u frekventnu domenu i na transformiranom signalu provodi se daljnja tzv. spektralna analiza. Kako je MASW metoda razvijena je radi određivanja krutosti raznih materijala u području vrlo malih deformacija, te promjene tih krutosti s dubinom, navedena ispitivanja su omogućila usporedbu krutosti tla iza obloge prije i nakon radova injektiranja, a samim time i evaluaciju kvalitete radova injektiranja.
Razvojem složenog trodimenzionalnog modela temeljnog tla, stručnjaci Zavoda za geotehniku su omogućili izravan uvid u stanje tla, čime su dali značajan doprinos u izvedbi ovog složenog građevinskog zahvata. Radi specifičnosti zahvata, prije ispitivanja su provedene određene prilagodbe mjerne opreme, dok su kroz kabinetski rad razvijeni posebni algoritmi koji su omogućili kvalitetniju obradu i interpretaciju rezultata. Ključ uspjeha primjene metode je i u kontinuiranoj komunikaciji s izvođačem radova, kako prije provedbe ispitivanja tako i u fazi analize i interpretacije rezultata, a sve kako bi se postigli traženi ciljevi ispitivanja.
Navedene aktivnosti Zavoda za geotehniku pokazatelj snažne sprege akademske zajednice i industrije koja kao krajnji korisnik ima višestruku korist od novo stečenih znanja proizašlih iz znanstvenih istraživanja. Pri tome je kvalitetna diseminacija rezultata istraživanja ključ za daljnji razvoj metoda, ali i za stimulaciju njihove primjene u svakodnevnoj inženjerskoj praksi. Nove tehnologije također pomažu gospodarstvu u ubrzanju pojedinih postupaka izvedbe kao i radova kontrole izvedenih radova, čime se podiže kvaliteta projektnog rješenja.
Profesor Kenneth Gavin, Tehničko sveučilište Delft (TU Delft), Nizozemska:
– Sa znanstvenicima Zavoda za geotehniku Građevinskog fakulteta u Zagrebu surađujem već dugi niz godina na brojnim znanstveno – istraživačkim projektima. Svakako bih istaknuo njihov izniman doprinos europskim projektima u području razvoja nerazornih geofizičkih ispitivanja, koji za cilj imaju ocjenu stanja postojeće građevinske infrastrukture te implementaciju istih u metodologije procjene preostalog životnog vijeka infrastrukturnih objekata. Pri tome je značajan naglasak na metodama i tehnologijama koje su izravno primjenjive u praktičnom građevinarstvu. Corbulotunnel, na kojem su kolege s Građevinskog fakulteta provodile ispitivanja, je jedan od izazovnijih zahvata na trasi nove autoceste u Nizozemskoj, uzimajući u obzir kompleksnost tehnologije izvedbe i uvjeta u tlu u kojem se tunel izvodi. Dobiveni rezultati ispitivanja su bili važni za donošenje odluke o daljnjim fazama izvođenja radova u tunelu te kao takvi predstavljaju izravnu korist kako za izvođača tako i za investitora.
