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900 FOOT MICROTUNNEL UNDER INTERSTATE 70

Nate Soule, PE, PG – Brierley Associates

Tracy Lyman, PE, PG – Brierley Associates

Jeremy Ross, PE – Denver Water

Rocky Mountain Chapter NASTT

November 8, 2012

Project Purpose

• Owner: Denver Water

• Responsible for supplying water to the Northfield Stapleton development

• Conduit 151: 24‐36” potable water line

• Installation included two tunnels:

– 325 ft under Union Pacific Track

– 914 ft under I‐70

– Both used 42” diameter steel casing

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Stapleton Airport: 1929‐1995

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Caissons – To Remain in Place after demolition UH OH!

Spread Footings – MUCH BETTER!

Demolition of bridges in 1995

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Geotechnical Investigation – Buried Debris

Geotechnical Investigation

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Ground Conditions

• Contract did include a GBR

• Key Baselines:

– Interbedded sand and clay below the water table

– No obstructions

Construction

• General Contractor: Layne (Reynolds)

• Tunnel Subcontractor: Vadnais Corp.

• Dates: January to March 2012

• Equipment: Herrenknecht AVN800 MTBM and jacking system

• Outside diameter: 43.5 inches overcut of 0.75 inches

• Jacking System delivered 380 tons of thrust

• One interjack 60’ behind face

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Pipe 12+1

• ~250 ft into the drive

• Just before going under the freeway

• Advance rate dramatically slowed

• Debris including styrofoam, plastic, other fibers was coming out of the separation plant

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• Vadnais brought out a high pressure pump to attempt to clear the blockage and increase production

• The pump helped some and mining continued

• At least it wasn’t an abandoned cassion!

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• On April 4, 2012, the MTBM broke out of the ground

• On April 4, 2012, the MTBM broke out of the ground

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• On April 5, 2012, the MTBM is removed from the shaft

Drive Records• 914ft/21 days = 43.5 ft per day average

Best Day: 120 ftMarch 27, 2012

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Drive Records• Max Jacking force = 160 tons

• Capacity  = 380 tons

• IJS was not utilized

160

Drive Records• Computer lost jacking data for the I‐70 drive

• All records were from hand notes

• Computer data was collected from the UPRR tunnel

• Come to Sacramento in February to see comparison of predicted to actual jacking loads

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Conclusion• 914 ft, 42” diameter constructed almost without incident

• Ground conditions were well predicted from the geotechnical investigation

• Stickiness of the clay slowed the advance rate below Vadnais’ predictions– Lesson learned for future tunnels with sticky clay

– Baseline it!

• Concrete rubble or abandoned cassions were not encountered

• No measureable settlement of the roadway

Questions