Замок Кентукки, построенный в 1944 году, перестраивается из 64 монолитов.
Содержание:
Проект стоимостью 1,5 миллиарда долларов по удвоению протяженности шлюза Кентукки на реке Теннесси — проект расширения в западном Кентукки, который разрабатывался 25 лет, — достиг важной вехи благодаря строительству и монтажу окончательных монолитов конструкции, составляющих ядро шлюза.
Новый шлюз будет размером 110 на 1200 футов, что в два раза длиннее существующего шлюза, строительство которого было завершено в 1944 году. Первый монолит, входящий в группу из 51 объекта, был сдан в эксплуатацию в октябре 2024 года. Всего в замке будет 64 монолита.
На строительной площадке площадью 100 акров в рамках масштабного проекта по благоустройству территории Kentucky Lock Addition работают 350 рабочих, каменщиков, плотников, операторов оборудования, металлургов, инженеров, менеджеров, супервайзеров, а также специалистов по охране труда, технике безопасности и контролю качества. На строительной площадке есть завод по производству бетонных смесей, многотысячная система конвейеров для подачи материалов и специально построенные производственные цеха для изготовления элементов, необходимых для монолитов. В сочетании с продолжением эксплуатации существующего шлюза увеличенная пропускная способность нового сооружения позволит сократить текущие задержки судов, которые составляют в среднем 10 часов, что является самым высоким показателем среди всех шлюзов США, согласно данным Инженерного корпуса армии США, который руководит проектом.
Плотник устанавливает опалубку — ребристую несъемную металлическую форму из вспененного металла для заливки бетона внутри стены шлюза.
Фото предоставлено строительной компанией Thalle.
Наращивание потенциала
Шлюз является важнейшим элементом инфраструктуры на реке Теннесси, служащим воротами для речных перевозок и обеспечивающим доступ к бассейнам рек Теннесси и Камберленд, а также к рекам Огайо и Миссисипи.
Ежегодно баржи перевозят через шлюз примерно от 30 до 40 миллионов тонн коммерческих материалов, что эквивалентно 1,4 миллионам 18-колесных грузовиков. Однако из-за своей ограниченной протяженности шлюз стал основным узким местом в речной системе, что привело к увеличению буксирных и других расходов для компаний, перевозящих грузы по водному пути.
Новый шлюз расположен в непосредственной близости от существующего эксплуатационного шлюза, оба из которых принадлежат и управляются администрацией долины Теннесси и расположены в Гранд-Риверс, Кентукки.
К июлю 2027 года компания Thalle Construction Co., входящая в Tully Group, базирующаяся в Хиллсборо, Северная Каролина, приступает к строительству и установке оставшихся строительных монолитов, необходимых для завершения строительства нового шлюза, что, по оценкам Corps, принесет экономическую выгоду в размере около 114,3 миллионов долларов в год.
Брайан Шарп, руководитель проекта Thalle, говорит, что на каждый монолит требуется около 11 000 кубических ярдов бетона для формирования стен шлюза, который, после завершения строительства, будет содержать множество массивных клапанов, водопропускных труб и отверстий, позволяющих воде из озера Кентукки поступать в шлюзовую камеру и выходить из нее, что позволит судам путешествовать вверх и вниз по течению.
Проектная площадка, показанная до того, как компания Thalle Construction приступила к работам на текущем этапе проекта lock monoliths.
Фото любезно предоставлено компанией Thalle Construction Co.
“Каждый монолит, по сути, представляет собой массивный бетонный блок”, — говорит Шарп. “Монолиты устанавливаются на подготовленную поверхность коренной породы и доходят до верхней части шлюза”.
Монолиты имеют в среднем 50 футов в длину, 110 футов в высоту и варьируются по ширине от 75 футов внизу до 25 футов вверху.
“Монолиты возводятся с шагом в 5 футов по вертикали, и для их завершения требуется до 23 установок”, — говорит Шарп. “Эти 5-футовые высоты называются подъемниками и представляют собой отдельные бетонные площадки”.
“Каждый монолит, по сути, представляет собой массивный бетонный блок”.
— Брайан Шарп, руководитель проекта, Thalle Construction Co.
Кеннет Боуэн (Kenneth Bowen), руководитель проекта Thalle, добавляет, что “в общей сложности для изготовления 51 монолита, необходимого для завершения строительства нижней части шлюза, что входит в наш объем работ, требуется более 1200 отдельных бетонных блоков”.
В дополнение к бетону, каждый монолит содержит стальную арматуру и множество встроенных металлических элементов, включая броню стен, тросовые крюки, плавучие швартовы и внутренние элементы, такие как прокладки водопропускных труб, клапаны и механическое оборудование, необходимое для открывания и закрывания массивных подъемных ворот.
Компания Thalle начала работу над своим первым проектом, связанным со шлюзом, в 2010 году после заключения контракта на выемку грунта, строительство девяти монолитов выше по течению и установку торцевых ворот выше по течению. Компания завершила свой первый проект в 2016 году и приступила к текущему этапу работ в 2021 году.
На снимке, сделанном с пола камеры, видна прыгающая опалубка, используемая для возведения монолитов, на заднем плане видны башни-укладчики и конвейеры.
Фото предоставлено компанией Thalle Construction Co.
Прочный фундамент
Боуэн говорит, что главная задача заключается в том, чтобы каждый монолит стоял на прочном основании.
“Строительство каждого монолита начинается с фундамента, где горная порода взрывается до определенной высоты, которая проверяется и считается подходящей для поддержания массивной конструкции”, — говорит Боуэн.
Многие фундаменты требуют тщательной подготовки, которая включает в себя очистку от породы, выемку грунта и заполнение дефектов цементным раствором перед заполнением бетонным раствором для завершения подготовки фундамента.
По его словам, в тех случаях, когда подземные геотехнические исследования показывают, что скальный фундамент требует дополнительной обработки, компания Thalle бурит фундаментные породы на глубину до 60 футов и заливает стальные стержни в бетон, чтобы обеспечить дополнительную поддержку конструкции.
Монолиты средней стены возвышаются над несъемными бетонными секциями перемычки и скреплены между собой тысячами арматурных дюбелей.
Фото любезно предоставлено строительной компанией Thalle.
Смотрим вверх
После подготовки фундамента работы ведутся в вертикальном направлении.
“Опалубка для укладки бетона монтируется для размещения двух бетононасосов высотой 5 футов”, — говорит Брэндон Джонсон, руководитель проекта Thalle. “В каждом бетононасосе устанавливается стальная арматура вместе с другими монолитными элементами”.
Компания Thalle импортирует заполнитель, песок, летучую золу и цемент и смешивает эти компоненты на собственном заводе по производству бетона, который используется для производства бетона, который заливается в опалубку для создания конструкции.
Инфраструктура производства бетона состоит из складов заполнителя, который постоянно увлажняется для поддержания насыщенности перед добавлением в бетонную смесь. Эти компоненты загружаются в бункеры, комбинируются, подвергаются мокрому просеиванию, проходят через сита для повторного разделения по крупности и транспортируются в весовые бункеры перед подачей в смесители.
“Напряженный график реализации проекта требует производства бетона и его укладки в любое время года”.
— Брэндон Джонсон, руководитель проекта, Thalle Construction Co.
Затем на заводе заполнители добавляются в бетономешалки вместе с другими добавками, золой-унос и цементом для получения бетонных смесей. В основном для производства конструкционного бетона используется массовая бетонная смесь с максимальным номинальным размером 3 дюйма в диаметре.
“Напряженный график реализации проекта требует производства бетона и его размещения в любое время года”, — говорит Джонсон. “Завод по производству бетонных смесей на месте оснащен чиллерами, которые охлаждают воду до 35 градусов, которая подается на заполнители во время транспортировки в бункеры для взвешивания и добавляется в смесь, чтобы поддерживать максимально допустимую температуру бетона в 70 градусов в теплые месяцы”.
В дополнение к холодильным установкам компания Thalle установила промышленную льдогенераторную установку для производства льда и внесения льда непосредственно в смесь в жаркую погоду. Установка также оснащена бойлерами для подачи горячей воды, которая добавляется в смесь в холодную погоду, чтобы поддерживать температуру бетона выше минимально необходимой.
“После того, как бетон дозирован, он должен пройти более 1000 футов по ряду конвейеров, некоторые из которых подвешены в воздухе башенными кранами, что позволяет им достигать места назначения в каждом месте установки монолита”, — говорит Боуэн.
Примерно через полтора года после начала проекта, в 2021 году, можно будет наблюдать прогресс в строительстве наземных и боковых шлюзовых стен.
Фото любезно предоставлено строительной компанией Thalle.
Предварительное планирование
Огромное количество бетона, необходимое для завершения текущего этапа работ, и ограниченные возможности обработки бетонных смесей, содержащих заполнители размером до 3 дюймов, превращают транспортировку бетона от завода по производству бетонных смесей до места укладки в большие логистические трудности.
Планирование транспортировки бетона началось еще во время разработки предложения, до того как компания Thalle получила награду за проект. “На этой ранней стадии планирования было решено, что на строительной площадке должно быть достаточно башенных кранов, чтобы обеспечить полное, а в большинстве случаев и двойное покрытие проектной площади”, — говорит Шарп.
В результате было установлено шесть башенных кранов, три из которых были предназначены для поддержки установочных конвейеров. “Необходимо было тщательно продумать высоту каждого крана, чтобы избежать конфликтов во время работы, и дополнительно продумать размещение, чтобы добраться до всех необходимых мест”, — говорит Шарп.
Полный охват площадки и возможность доступа ко всем зонам размещения были достигнуты с помощью постоянно настроенного специализированного оборудования. По словам Джонсона, это “обеспечило высокий уровень эффективности за счет сокращения времени на наладку и перемещение оборудования между этапами строительства”, что “имеет решающее значение для завершения 1200 отдельных бетонных работ в течение четырех лет”.
Компания Thalle также обслуживает и эксплуатирует два производственных цеха на месте. Цех опалубки изготавливает элементы опалубки на заказ и настраивает системную опалубку для использования в полевых условиях. Цех по производству металлоконструкций завершает сборку сборных металлических конструкций и изготавливает каркасы и крепления для использования во время сборки конструкций.
“Поскольку работа такого масштаба не является обычной, многие должности [сотрудников] в этих цехах требуют значительного уровня подготовки”, — говорит Шарп.
Стивен Бутвелл, менеджер по строительству Thalle, добавляет, что фирма “усердно работала над обучением рабочих надлежащим средствам и методам выполнения необходимых работ”.
“Преодоление трудностей с обучением и способность выполнять работу, необходимую для соблюдения графика и строгих стандартов качества, необходимых для удовлетворения требований [Corps], — это успех, который празднует Thalle”, — говорит он.
Для возведения стен шлюза требуется около 11 000 кубических метров бетона на каждый монолит.
Фото любезно предоставлено строительной компанией Thalle.
Особое внимание уделяется безопасности
Безопасность — еще один повод для празднования. Объем работ Thalle превысил 1,5 миллиона часов без единой потери рабочего времени.
Установка оставшихся монолитов — это значительный шаг вперед, — говорит Джереми Мэннинг, инженер-резидент Corps, отвечающий за проект. Агентство “усердно продвигает окончательную проектную работу, чтобы облегчить заключение оставшихся контрактов, что еще больше приближает нас к этапу реализации проекта строительства нового шлюза в Кентукки”, — говорит он.
