Beskrivning
Projektet ”Schacht Konrad 2” ingår i BGE:s omfattande satsning på att omvandla ett nedlagt järnmalmsgruveområde i Salzgitter till Tysklands första lagligt godkända slutförvar för låg- och medelaktivt radioaktivt avfall. Överföringspunkten för radioaktivt avfall (kallad ”Füllort”, eller schaktstationen) ligger ungefär 850 meter under jord och utgör den centrala transportknutpunkten: det är här avfallsbehållarna anländer och sedan transporteras vidare genom det underjordiska tunnelnätverket till de avsedda förvaringskamrarna. För att möjliggöra detta genomgår den gamla gruvanläggningen en genomgripande ombyggnad, med omfattande hanteringsanläggningar ovan jord, ett nytt lyfttorn och en förstärkt schaktfodring som måste uppfylla strikta kärnsäkerhetskrav. Under jord är en sak viktigare än allt annat: materialets stabilitet. Armerad betong tätar kavitetsfodringen, bildar transportfundamenten och fyller slutligen varje kvarvarande hålrum så att förpackningarna med radioaktivt avfall blir permanent inneslutna. Arbetet i schaktet utförs av ARGE Schacht Konrad 2 (ASK 2), ett konsortium bestående av Redpath Deilmann GmbH och Thyssen Schachtbau GmbH, på uppdrag av BGE (Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH, det federala bolaget för slutförvaring av radioaktivt avfall).
Utmaningar
Gjutning mot den befintliga schaktkonstruktionen utgör den största utmaningen när det gäller formarbetet här. Stora delar av de nya foder- och grundkonstruktionerna monteras som ensidiga formverk mot årtionden gamla bergstöd, där både formverket och den befintliga konstruktionen måste tåla trycket från den färska betongen. Ingenjörsteamen vet hur man beräknar belastningar på ensidiga formverk, men de gör det med inbyggda säkerhetsmarginaler för de okända faktorerna, eftersom den faktiska tryckutvecklingen mot en befintlig konstruktion inte är något som enbart en beräkning kan bekräfta på plats.
- Ensidig formkonstruktion mot befintligt bergstöd: standardberäkningen täcker belastningsfallet, men inte det faktiska tryckbeteendet på plats, och felaktig gjutningshastighet utgör en direkt risk för formsystemet och för en konstruktion som fungerar som den primära transportförbindelsen till förvarets tunnelnätverk
- Kvalitetsrisk (hålrum) vid gränsytorna: fullständig betongtäckning runt armeringen mot befintligt bergstöd och foder; eventuella hålrum i dessa kritiska sektioner utgör ett fel som inte kan tolereras i en konstruktion av denna betydelse, eftersom det inte finns någon möjlighet att kontrollera detta på nytt efter att utfyllnaden har skett
- Hög temperatur på djupet: helt enkelt en del av arbetsmiljön, tillsammans med trånga utrymmen och långa transportvägar som är typiska för underjordiska byggarbeten
- Ingen mobilsignal under jord: alla övervakningsmetoder som kräver en ständig molnanslutning för att visa realtidsdata fungerar inte här nere
Kort sagt: ingenjörerna här behövde två saker som standardberäkningar och visuell besiktning inte kunde tillhandahålla fullt ut – uppmätt formtryck vid ensidig gjutning mot befintlig konstruktion samt verifierad betongförekomst för ett högkvalitativt resultat vid de kritiska gränsytorna.
Lösning och resultat
Byggledningen utrustade de kritiska formdelarna med PREMO och PHONO för att ersätta beräknade säkerhetsmarginaler och visuella bedömningar med uppmätta, verifierade data vid gjutningen.
- PREMOÖvervakningen av betongtrycket mätte det faktiska trycket från betongen mot formverket i realtid, vilket gav ingenjörerna den faktiska tryckkurvan allteftersom den utvecklades mot den befintliga konstruktionen samt ett mätunderlag för att justera betonggjutningshastigheten. Komponenternas temperatur registrerades parallellt som referens- och dokumentationsparameter.
- PHONO Concrete Detection bekräftade att betongen faktiskt fanns där den skulle vara, särskilt vid gränssnitten mot befintliga bergstöd och beklädnad där ensidig formgjutning gör det omöjligt att kontrollera detta visuellt, vilket gjorde det möjligt för ingenjörerna att verifiera täckningen runt armeringen och inbyggda delar direkt utifrån sensordata.
- Hub och Node Solution gjorde detta möjligt trots avsaknaden av mobilsignal under jord: sensordata samlas in lokalt av Node och visas i realtid på Hub, en surfplatta som ingenjörerna läser av direkt vid gjutningen. Hub behöver endast ansluta till ytan med jämna mellanrum för att synkronisera lagrad data till molnet och webbappen för dokumentation, medan själva realtidsanalysen sker helt offline, precis där beslutet fattas.
Under hela gjutningen återkom teamet gång på gång till ” Hub ” – inte för att de tvivlade på sitt eget omdöme, utan för att jämföra det med vad data faktiskt visade och för att återfå den sorts säkerhet som är avgörande så här djupt under jord.
Tillsammans gav PREMO och PHONO platsingenjörerna en realtidsbild av formtrycket och betongnivån vid gjutningen, vilket ersatte antaganden om säkerhetsmarginaler och visuella bedömningar med en dataregistrering som var specifik för varje gjutning mot den befintliga konstruktionen, vid en portal som fungerar som den primära förbindelsen mellan ytan och förvarets tunnelnätverk.
