Geotechnical Baselines for Microtunneling in Difficult Ground Conditions in Calgary, Alberta

Anwar Majid, Kristen Tackney, Melanie Gray, Shawn Pillai

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoCalgary 2022: 75th Canadian Geotechnical Conference

Session: M6

RÉSUMÉ: L'Inglewood Sanitary Trunk (IST) est situé à Inglewood, une communauté mature et très développée de Calgary, composée de propriétés résidentielles denses et d'industries lourdes. L'IST est situé dans une zone très encombrée avec une infrastructure existante à la fois au-dessus et au-dessous du sol et un espace limité pour un tronc de la taille proposée. En raison de l'espace limité pour la construction à ciel ouvert et pour réduire les impacts socio-économiques, l'IST a été installé en utilisant une méthode sans tranchée à l'exception d'une petite section à ciel ouvert près de l'usine de traitement des eaux usées de Bonnybrook. L'installation IST a été divisée en deux phases, à savoir la phase 1 et la phase 2. Cet article présente la section sans tranchée de la phase 1 qui vient d'être achevée. La phase 1 impliquait l'installation d'un tronc d'environ 3370 m de long, variant en diamètre extérieur de 2756 mm à 2980 mm, en utilisant une méthode de microtunnelage et huit puits scellés. Les investigations géotechniques ont révélé des conditions de sol difficiles pour la construction du tunnel, notamment des eaux souterraines élevées et des débits d'eau souterraine élevés, des conditions de sol variables (gravier, sable, argile, till argileux), un substratum rocheux extrêmement faible à solide (argile, grès, siltstone) et la présence de rochers et galets extrêmement durs et abrasifs. Les tunnels précédents construits dans la ville de Calgary ont connu des difficultés pendant la construction en raison de grands volumes d'afflux d'eau souterraine, du colmatage et de l'adhésivité de l'argile, des couches abrasives et dures de grès et de rochers extrêmement abrasifs et durs qui ont causé des dommages importants à l'équipement de creusement, entraînant des impacts sur le calendrier. et réclamations pour différentes conditions de terrain. Cet article présente les aspects difficiles de l'établissement de bases géotechniques pour de telles conditions de sol et discute des considérations spécifiques de conception et de construction pour le microtunnelage. Les approches adoptées pour optimiser les lignes de base en tenant compte de la gestion des risques et du niveau de prudence sont expliquées. Une comparaison est également faite entre les lignes de base sélectionnées et les conditions réelles du sol.

ABSTRACT: The Inglewood Sanitary Trunk (IST) is located in Inglewood, a mature and highly developed community in Calgary, consisting of dense residential and heavy industrial properties. The IST is located in a highly congested area with existing infrastructure both above and below ground and limited space for a trunk of the proposed size. Due to the limited space for open cut construction and to reduce socio-economic impacts, the IST was installed using a trenchless method with the exception of a small open cut section near the Bonnybrook Wastewater Treatment Plant. The IST installation was divided into two phases, i.e., Phase 1 and Phase 2. This paper presents the trenchless section of Phase 1 which has recently been completed. Phase 1 involved the installation of an approximately 3370 m long trunk, varying in outer diameter from 2756 mm to 2980 mm, using a microtunneling method and eight sealed shafts. The geotechnical investigations revealed difficult ground conditions for the tunnel construction including high groundwater and high groundwater inflow rates, variable soil conditions (gravel, sand, clay, clay till), extremely weak to strong bedrock (claystone, sandstone, siltstone) and the presence of extremely hard and abrasive boulders and cobbles. Previous tunnels constructed in the City of Calgary experienced difficulties during construction due to large volumes of groundwater inflow, clogging and stickiness of claystone, abrasive and hard layers of sandstone and extremely abrasive and hard boulders which caused major damage to the tunneling equipment resulting in schedule impacts and claims for differing ground conditions. This paper presents the challenging aspects of setting geotechnical baselines for such ground conditions and discusses specific design and construction considerations for microtunneling. Approaches taken to optimise baselines considering managing risks and level of conservatism are explained. A comparison is also made between selected baselines and actual ground conditions.

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