隧道工程承包商联系到Geobear，需要设计一个解决方案，以填补在斯塔福德西海岸干线-舒格伯勒庄园隧道的竖井的周围以及隧道衬砌的空隙。随着时间的推移，1847隧道已经老化，存在着严重的坍塌风险。Geobear使用特制的轻质地质聚合物，将隧道空洞填充，解决了老化隧道塌陷的风险。

项目背景

舒格伯勒隧道，一条长710米的隧道，覆盖西海岸干线，建于1846-47年，位于斯塔福德郡科威奇国家信托基金的舒格伯勒庄园的下方。

隧道竖井结构图

在隧道初建期间，隧道的临时工程包括沿隧道兴建多条无衬砌的建筑竖井，留出多条可挖掘的前缘。在工程完成后，这些竖井会相继盖上木桩、甲板以及回填，以重建舒格伯勒庄园的原始外观。这些竖井在建造后几年里的情况日况俱下，因此，铁路公司将这一优先计划作为他们的优先计划之一，并大量投资，来解除碎屑刺穿隧道衬砌及调入隧道里面造成塌陷的风险。

铁路公司聘请经验丰富的工程顾问COWI对竖井进行定位和调查。在隧道衬砌试验钻探过程中，在砖墙和岩石之间发现了一个空洞，原来的木材作为的临时衬砌在隧道的使用过程中逐渐腐烂，使隧道的衬砌面临着由隧道的建筑材料砾岩砂岩岩石脱落的危险。COWI的解决方案是钻孔在每个轴之间的岩石和砖石之间的空隙进行灌浆。故事承包获得了合同。

最初的建议是使用水基泡沫剂来灌浆填充。然而，隧道衬砌使用密实的湿浆的额外承载会造成灾难性的破坏。水泥灌浆也采用了密实的慢固化材料，注入后会继续流动，这可能导致浆液进入路旁排水和压载系统，对轨道造成永久性破坏。寻找到一种替代解决办法至关重要。

Geobear的解决方案

隧道竖井周围钻孔

Geobear设计了一种轻质的地质聚合物解决方案，以填补每个竖井下方衬砌周围的空隙以及第一米竖井本身，然后用不同成分的地质聚合物填充其余的竖井。地质聚合物注射的可控性及其快速固化速度：5分钟，非常适合于铁路工程的短期施工。

工程于2020年5月开始，在标准的“路线规则”星期六晚上施工。建造铝制轨道和工作平台通往地面，以避上方庄园的土地受到损害。

工程分三个阶段进行。先填充砖衬后面的空隙，范围在竖井两侧填充5米，以稳定隧道衬砌周围的岩面，防止任何岩石因以后的修复活动而移位；其次，在井壁上钻孔，再注入更多的地质聚合物，以密封竖井底部4m，并将井壁上的任何碎片固定起来。最后，从表面开始，一台距竖井较远位置的机器，以降低竖井承载的风险，在45°的位置钻入竖井顶部，在一次注入更多地质聚合物，将竖井填充至最后的标高。

系统的优势

Geobear专业团队在隧道施工

Geobear的地质聚合物因其轻质、快速固化和低碳足迹而被用作更迭传统灌浆产品，是行业性的又一改革。脆弱的隧道衬砌有坍塌的风险，传统的水泥灌浆或水基泡沫剂会在隧道衬砌上产生巨大的荷载，可能隧道导致完全坍塌，或者需要大量临时工程和占用主要的施工平台来安装液体并使其固化。

优化修复制度的效率及减低修复期间对营运铁路的影响
我们的地质聚合物的固化速度和不含水泥类材料的特点消除了轨道排水和道碴污染的风险，并允许在周六晚上在“路线规则”场所进行作业，而无需延长施工时间。这将最大限度地提高现场设施可用性，防止铁路服务中断。再从地面注入地质聚合物到竖井期间，轻巧的设备和快速的安装也最小化对业主的影响。

部署智能资产管理系统，如远程监测和预测修复模型

Geobear的工程团队在施工前模拟了隧道注入的解决方案，以确保将对衬砌的荷载降到最低，并消除坍塌的风险。建模我们的解决方案，使我们能够确保最有效的设计和选择合适的地质聚合物。每个地质聚合物都具有特定的工程特性，这使我们能够使用不同的材料来填补衬里和岩石之间的空隙，并为竖井使用更轻重量的材料，从而进一步加固易碎砖石衬砌的承重。

隧道衬砌在整个工作过程中都用激光进行监测，以确保没有移动。

整个Geobear施工过程持续关注使用技术以确保我们的设计和安装优化是满足客户的确切要求。技术也确保我们的产品是混合到精确的规格，以满足项目的具体结构要求。然后，所有工作都通过我们的I－Auditor系统记录，并使用What－3－words应用程序进行定位，以确保每个注射孔可以精确定位，并记录该位置的注入的材料体积和空隙大小是相符的。

价值工程与创新思维

Geobear参与了这个关键的基础设施项目，使该项目的所有参与者-铁路公司、顾问公司COWI和承包商Story能够协作开发一个以前从未用于此的解决方案，从第一原则出发，找出所有需要解决的问题-我们能够创建一个定制的解决方案，为客户和关键利益相关者创造利益。快速的实施过程意味着铁路交通不会中断，小范围的注入和对工程的最小影响意味着我们能够在不干扰野生动物或造成视觉干扰的情况下为业主完成悄无声息地完成工作。我们使用的轻质材料创造了一个解决方案，不仅填补了竖井和关键隧道衬砌周围的空隙，而且具有120年的设计寿命，创造了一个永久解决方案，最大限度地减少了未来的破坏。

轻质材料和快速固化时间也消除了隧道内大量临时工程的需要，进一步提高了解决方案的整体成本效益。

操作和环境影响

Geobear公司的加固方案是建立在减少对稳定工程的操作和降低对环境负面影响的原则上。我们决心创造更环保，具备可持续性的解决方案，使我们的地质聚合物产品的灌浆效率比传统方案高500%至700%，材料能迅速固化和易于控制而不会产生意外流动的风险。与传统的25%的灌浆效率相比，这种效率清楚地表明了我们所需材料的减少。当我们比较地质聚合物和水泥灌浆的碳排放量，对比就很明显了：1吨的地质聚合物相当于65吨水泥浆液使用效果，生产1吨地质聚合物只产生1.18吨CO2e，而等量的水泥浆将产生12.35吨CO2E(《建筑材料碳足迹点分析》，2013年)

注意维护和更新之间的权衡，以及提供改进的机会

Geobear 获得建筑新闻大奖

Geobear致力于为我们的每一个客户提供最好的解决方案。我们在英国各地重要基础设施方面的工作让我们对整体设计和施工的优势有了独特的洞察，通过确定资产未来性能的来制定最佳解决方案，避免要以牺牲其他为代价。Geobear公司的地质聚合物解决方案的设计寿命为120年，这意味着在这些领域不需要做接下来的修复工作，因此就不会增加项目成本的情况下而进一步降低未来的维护成本。

严格遵守预算和施工时间表

该项目的所有工作都是在规定的时限内进行的，既涉及个人“路线”财产规则，也涉及项目总工期，还在商定的预算范围内进行，没有发生安全事故。

方案优势总结

Geobear 获得 BCI Award

舒格伯勒隧道是首次使用Geobear 的改革式的地质聚合物来保护国家重要的铁路基础设施。由于重量轻，快速固化和显著降低碳足迹的特点，地质聚合物取代了传统灌浆。脆弱的隧道衬砌有坍塌的危险，传统的水泥浆或水基泡沫剂会使隧道衬砌发生严重坍塌的危险，或需要大量的临时工程和主要解决方案并使其固化。

我们的地质聚合物的固化速度和不含水泥类材料的特点消除了轨道排水和道碴污染的风险，并允许在周六晚上在“路线规则”场所进行作业，而无需延长施工时间。这将最大限度地提高现场设施可用性，防止铁路服务中断。再从地面注入地质聚合物到竖井期间，轻巧的设备和快速的安装也最小化对业主的影响。所有的施工在预期时间内完成，并在预算范围，完成了与各大项目参与方完美地协同和合作。