China s-a pomenit cu un utilaj TBM blocat la forarea unui tunel rutier, dar inginerii au reuşit să-l evacueze cu ajutorul îngheţării solului şi a unui alt TBM identic

Utilajele TBM de forare a tunelelor sunt printre cele mai complexe şi totodată precise construcţii inginereşti din lume. Rolul lor e să foreze tunelul lent, dar ferm şi sigur, asigurând totodată şi fortificarea structurii interioare a tunelului proaspăt forat, dar şi evacuarea materialelor rezultate din forare. Totuşi, în lumea noastră se mai întâmplă uneori ca utilajele TBM să întâmpine condiţii neprevăzute în subteran şi să se blocheze, iar atunci operaţiunile de salvare sunt fie foarte dificile, fie imposibile. Acum două luni, spre exemplu, scriam despre un utilaj TBM blocat în Elveţia la săparea celui de-al doilea tunel Gotthard, de 16,9 km lungime, făcându-i pe elveţieni să recurgă la o schimbare rară de planuri. Şi China, la cât de multe tunele forează în ultimii ani, s-a pomenit cu un utilaj TBM uriaş blocat în plin proces de forare a unui tunel rutier cu 6 benzi sub râul Yangtze. Operaţiunea de salvare a fost declarată imposibilă pe cale clasică. Dar inginerii de acolo n-au vrut să renunţe pur şi simplu la proiectul lor şi au reuşit să salveze acel TBM blocat cu ajutorul unui altui TBM identic şi a îngheţării solului, într-o operaţiune inedită şi exemplară.

Tunelul despre care vorbim are numele de Jiangyin-Jingjiang, are 6,4 km lungime şi traversează râul Yangtze la adâncime, fiind conceput ca o arteră subterană cu 6 benzi, câte 3 pe fiecare sens, pentru e degaja traficul aglomerat de pe podurile din regiune. Ambele maluri ale râului sunt puternic industrializate şi e nevoie de mai multe conexiuni de infrastructură, iar pentru a nu aglomera zona cu şi mai multe poduri, s-a decis forarea tunelului, care să pornească de la o distanţă ceva ai mare de malurile râului.

Foto: Construcţia schematică a tunelui, format din două galerii paralele

Totuşi, în februarie 2023, pe când unul din utilajele TBM era în plin proces de forare şi se afla la 54 metri adâncime şi la aproximativ jumătate din calea pe care o avea de forat, utilajul s-a blocat.

Zona în care s-a produs blocajul e remarcată printr-o presiune mare a apei subterane, ceea ce făcea ca reparaţia utilajului să fie imposibilă, pentru că orice mişcare înapoi ar fi însemnat un risc de prăbuşire internă a unor zone critice ale tunelului. Riscul era accentuat şi de diametrul foarte mare, de 16 metri, a utilajului TBM.

Presiunea apei era 0,76 MPa, sau circa 77 tone per metru pătrat de suprafaţă de contact cu utilajul TBM. Iar presiunea atât de mare era cauzată de faptul că utilajul s-a blocat exact sub partea râului care avea şi un canal navigabil pentru manevrări avansate ale navelor. În mod normal, utilajele TBM fortifică partea interioară a tunelului forat imediat după ce partea din faţă forează.

Ei bine, pentru că nicio soluţie din cele cunoscute pentru a debloca utilajul nu putea fi aplicată, a trebuit să se conceapă una nouă. Un alt utilaj identic a fost plasat de cealaltă parte a râului, la capătul opus al locului unde trebuia să ajungă tunelul, pentru a fora din direcţie opusă.

La şase luni după blocarea primului TBM, al doilea a început a fora din direcţie opusă, permiţându-i-se o toleranţă de eroare de doar 2 mm, care era verificată în timp real cu un sistem de ghidare. La 21 iulie 2025, utilajul TBM cu numărul doi a ajuns în proximitatea celui blocat şi a continuat să foreze până exact lângă el, unind efectiv cele două părţi forate de tunel. Devierea pe orizontală la momentul întâlnirii celor două utilaje TBM a fost de 0 mm, iar pe verticală — de 2 mm. O precizie admirabilă, deci.

Dar forarea până la locul întâlnirii celor două utilaje TBM a fost doar o parte din operaţiune. Pentru că odată întâlnite, utilajele trebuiau evacuate de acolo, din subteran, iar acea zonă era în continuare vulnerabilă pentru prăbuşire, câţiva zeci de metri buni de tunel forat nefiind securizaţi în zona cu cea mai mare presiune a apei. Inginerii au recurs la îngheţarea solului din preajmă, folosind apa înfiltrată în sol în avantajul lor.

Cum ar putea fi îngheţat solul la o asemenea adâncime şi presiune? Ei bine, cu ajutorul sistemelor de climatizare, de tipul congelatoarelor. Doar că inginerii chinezi au forat multiple găuri mici în solul din jur şi au introdus acolo conducte prin care urma să circule refrigerent. Acest refrigerent urma să îngheţe totul în jurul conductelor.

A fost nevoie de forarea şi instalarea a 363 de conducte în jurul utilajelor TBM, iar cu ajutorul acestora a fost îngheţat solul la o rază de 3,9 metri în jurul tunelului forat, până la -13 grade Celsius.

După asta, a trebuit să urmeze evacuarea utilajelor TBM. Pentru că erau două utilaje faţă în faţă, ele nu puteau pur şi simplu da în marşarier, pentru că nu pot face asta. Prin urmare, cele două utilaje au fost dezmembrate în câte 2.000 componente fiecare, fiecare component cântărind circa 1 tonă. Iar acele componente au fost scoase din tunel. Dezmembrarea a presupus şi tăierea unor bucăţi de utilaje, care s-a făcut manual, pentru a nu antrena utilaje ce ar fi degajat căldură şi ar fi topit solul.

Abia în luna noiembrie acea parte critică de tunel a fost eliberată de utilaje, fiind apoi securizată şi fortificată, pentru a putea „deconecta” congelarea solului. Abia acum se poate spune că operaţiunea a avut loc cu succes, pentru că tunelul e complet securizat în acea zonă critică, iar utilajele sunt evacuate.

De aici încolo se mai fac lucrări de construcţie finală a tunelului, iar în a doua jumătate a anului e estimată deja deschiderea circulaţiei în el şi inaugurarea oficială. Cele două utilaje TBM, în valoare de 50 milioane de dolari, au fost sacrificate pentru această operaţiune, dar e un cost mai mic, decât dacă se lăsa blocată doar primul utilaj şi se reproiecta un nou loc de forare repetată a altui tunel. Aşadar, ingineria civilă are acum o nouă mostră de operaţiune cu totul neobişnuită, în care a fost nevoie de soluţii cu totul atipice pentru a putea duce forarea până la capăt.