Vattenbilning hanterar extrem kyla och djup betongborttagning vid kanadensiskt vattenkraftsprojekt
Mer än 400 mil norr om Winnipeg håller Keeyask Generation Project på att byggas vid nedre delen av Nelson River. Vattenkraftverket på 695 megawatt, som beräknas vara klart 2021, kommer att vara en källa till förnybar energi och producera i genomsnitt 4.400 gigawattimmar el varje år. Den producerade energin kommer att integreras i Manitoba Hydros elsystem för användning i Manitoba och för export till andra jurisdiktioner. Under hela byggtiden, som nu är inne på sitt sjunde år, har projektet hanterat ett antal platsspecifika utmaningar.
En sådan utmaning uppstod 2017 när vattnet i ett 24-tumsrör i intaget frös och skadade en 2,5 meter tjock betongpir. För att minimera påverkan på det övergripande projektet valde Keeyask att använda vattenbilning för att ta bort den skadade sektionen. Jobbet krävde en specialiserad entreprenör som kunde utnyttja all sin erfarenhet och utrustning för att övervinna miljömässiga och logistiska utmaningar och samtidigt leverera ett bra resultat.
Water Blasting & Vacuum Services Inc, en kanadensisk specialist på industriell rengöring, fick kontraktet baserat på en plan som inte bara var effektiv nog att slutföra borttagningsarbetet på 140 kubikmeter (4.944 kubikfot) i tid, utan även återvann nästan 80 % av vattnet. Med Aquajets branschledande teknik, i kombination med många års erfarenhet, flyttade Water Blasting & Vacuum Services fram gränserna för vattenbilning och arbetade djupare och renare än något annat kanadensiskt projekt hittills.
Klar fördel
Water Blasting & Vacuum Services började sin verksamhet för mer än tre decennier sedan med att tillhandahålla rengöringsprodukter för hushållet, men utvidgade snabbt verksamheten till att omfatta högtryckstvätt för industriella, kommunala och kommersiella enheter när man insåg att det fanns ett behov av innovativa, kundfokuserade lösningar för dessa tillämpningar. I takt med att industriella rengöringstjänster växte till att bli en kärnmarknad för företaget uppmuntrades ledningen att utforska robotiserade alternativ för att säkerställa de anställdas säkerhet i allt farligare miljöer.
“Våra teammedlemmars säkerhet har alltid varit av största vikt”, säger Luc Laforge, vd och ägare av Water Blasting & Vacuum Services. “Många industriella rengöringsapplikationer kräver långa arbetsdagar i trånga utrymmen och specialiserad personlig skyddsutrustning, som tryckluftssystem och kemikalieskyddsdräkter. Vi ville ta vara på alla möjligheter att skicka in en maskin i stället för en person.”
De första maskinerna för vattenbilning köptes begagnade och byggdes om internt för att klara rengöringsutmaningarna i kvarnar och andra industrianläggningar, men företaget insåg snabbt fördelarna med att arbeta med en tillverkare av originalutrustning för att öka precisionen, säkerheten och effektiviteten.
“Vår gamla utrustning höll teamet säkert och fick jobbet gjort, men eftersom de flesta anläggningar drar ner på tempot för rutinunderhåll under samma månader behövde vi hitta ett sätt att maximera effektiviteten”, säger Laforge.
Med en av deras Aquajet-utrustningar – en Aqua Cutter 410A – såg Laforge en 80-procentig ökning av effektiviteten, vilket gjorde att en rutinmässig skrubberrengöring gick från en 30-timmars process till bara fem.
Kraften och effektiviteten hos 410A och ytterligare Aquajet-utrustning, inklusive en 710V, gjorde det möjligt för Water Blasting & Vacuum Services att utvidga verksamheten till vattenbilning, hydromilling (ytlig och kontrollerad vattenbilning) med roterande munstycken och andra tillämpningar, vilket kraftigt ökade företagets tjänsteutbud. Med tiden har företagets rykte om sig att leverera kreativa lösningar och högkvalitativa resultat i rätt tid med minimal miljöpåverkan fört företaget till en ledande position inom vattenbilning i Kanada – och öppnat dörren för ännu fler utmanande projekt.
Ett tydligt val
Det ryktet gjorde att Water Blasting & Vacuum Services hamnade på kortlistan för ett lokalt vattenkraftföretag som behövde en speciallösning för en oväntad betongborttagning som hotade att försena projektet.
“Det här var ett mycket spännande projekt – det första i sitt slag”, säger Maurice Lavoie, general manager på Water Blasting and Vacuum Services och platschef för projektet. “Piren var av massiv betong, 2,5 meter tjock, 4,5 meter bred och 4,5 meter hög som högst. En del av konstruktionen behövde tas bort och gjutas på nytt. Ingen i Kanada – och mycket få i världen – hade använt vattenbilning för att vertikalt avlägsna 2,5 meter tjock betong. Men det var bara början när det gällde komplexiteten och utmaningarna i det här jobbet.”
Platsen var en annan viktig utmaning. Byggarbetsplatsen låg cirka 4.000 kilometer från entreprenörens huvudkontor i Edmundston, New Brunswick, och 725 kilometer norr om Winnipeg, Manitoba. Begränsad tillgång måste noga beaktas i alla föreslagna lösningar. Även om projektledarna kunde ge tillgång till vatten, el och andra allmänna byggvaror, var det en tidskrävande utmaning att få tag på specialutrustning eller reservdelar. Entreprenörerna behövde pålitlig utrustning och en välfylld verktygslåda för att begränsa onödig stilleståndstid.
“Projektet hade många utmaningar att övervinna”, säger Lavoie. “Den avlägsna placeringen gjorde att vi inte hade tillgång till tekniker eller reservdelar om något skulle gå fel. Dessutom hade vi att göra med temperaturer under noll grader, som lätt kunde sjunka till 40 minusgrader. Man måste ha stort förtroende för sitt team och sin utrustning för att ens lämna in ett anbud.”
Strikta miljökontroller begränsade också entreprenörernas val av applikationer. Projektpartnerna, Keeyask Hydropower Limited Partnership – som omfattar fyra First Nations i Manitoba och Manitoba Hydro – hade gjort miljöskydd till en hörnsten i det övergripande projektet. I den ursprungliga beskrivningen angavs vattenbilning som en godtagbar process, men entreprenörerna var tvungna att se till att allt avloppsvatten samlades upp och behandlades på rätt sätt.
“Oavsett vilken teknik vi använde var vi tvungna att se till att det inte skulle bli någon negativ inverkan på den omgivande miljön”, säger Lavoie. “Att begränsa miljöpåverkan är alltid en viktig del av alla projekt för vårt företag, men i kombination med det här projektets avlägsna läge visste vi att det skulle innebära ytterligare utmaningar. Från tidigare erfarenheter på en arbetsplats vid Muskrat Falls Generating Project i Labrador visste vi att det var ett alternativ att transportera vatten in och ut, men det var kostsamt och ineffektivt. Att behandla vattnet på plats och återanvända det var den mest ekonomiska och miljövänliga lösningen. Och med Aquajet EcoClear hade vi redan rätt maskin för att få det att fungera.”
Tydlig lösning
Vattenfiltreringen från Ecoclear, i kombination med Water Blasting & Vacuum Services omfattande erfarenhet och expertlogistik, gjorde det möjligt för entreprenören att presentera en revolutionerande lösning för projektledarna – en lösning som utlovade maximal produktivitet samtidigt som resursförbrukningen minimerades och miljön skyddades.
Water Blasting & Vacuum Services köpte Ecoclear-systemet 2017 som ett mer effektivt och kostnadseffektivt alternativ till att transportera spillvatten med vakuumbilar för spillvattenrening utanför anläggningen. Systemet neutraliserar vattnets pH-värde och minskar grumligheten så att det kan släppas ut i miljön på ett säkert sätt. Det har kapacitet att transportera upp till 88 gpm, eller cirka 20 kubikmeter (5.238 gallon) per timme.
Men för vattenkraftsprojektet föreslog Water Blasting & Vacuum Services, i stället för att behandla och släppa ut vattnet, att EcoClear skulle användas som en del av ett slutet system som skulle återvinna vattnet tillbaka till sin Aqua Cutter 710V. Det skulle vara första gången företaget använde EcoClear för att återvinna vatten i så stor skala, men Lavoie och hans team var övertygade om att EcoClear och 710V skulle utgöra det perfekta paret för att hantera den utmanande applikationen.
“Det här projektet satte vår personal och utrustning på prov”, säger Lavoie. “Det var många gånger första gången, men vi visste att vi hade erfarenheten och stödet från Aquajets team för att ta vår plan från teori till verklighet.”
Rensa en stig
Water Blasting & Vacuum Services anlände till arbetsplatsen i mars 2018. Med temperaturer på i genomsnitt -20,0 grader Fahrenheit (-29 grader Celsius) och ibland så låga temperaturer som -40 grader Fahrenheit (-40 grader Celsius), var man tvungen att sätta upp ett inhägnadssystem och värmare runt rivningsplatsen för att ge skydd och hålla pumparna igång. Förutom Ecoclear-systemet och 710V använde entreprenören en spridarstång och ytterligare tornsektioner för att maximera vattenbilningsrobotens räckvidd från standard 23 fötter till 40 fötter. En Extension Kit gjorde det också möjligt för entreprenören att göra ett 12 fot brett snitt. Dessa förbättringar minskade avsevärt den stilleståndstid som skulle ha krävts för frekventa ompositioneringar. Dessutom använde Water Blasting & Vacuum Services ytterligare lansar för att öka effektiviteten och möjliggöra det 8-fotsdjup som projektet krävde.
Steve Ouellette, arbetsledare på Water Blasting &Vacuum Services, fick ansvaret för det slutna systemet med två 21.000-gallons tankar som förser Aqua Cutter 710V med vatten. Avloppsvattnet leddes till en lågpunkt och pumpades sedan till Ecoclear. När vattnet hade behandlats pumpades det tillbaka till tankarna för återanvändning. Under ett 12-timmarsskift avlägsnade Water Blasting & Vacuum Services i genomsnitt 141 kubikfot (4 kubikmeter) betong och använde uppskattningsvis 40.000 liter vatten. Av detta gick cirka 20% av vattnet förlorat under vattenbilningen på grund av avdunstning och absorption i betongen. Water Blasting & Vacuum Services kunde dock samla in och återvinna de återstående 80 % – 32 000 liter – med hjälp av Ecoclear-systemet. Under projektets gång behandlade EcoClear mer än 1,3 miljoner liter vatten.
Water Blasting & Vacuum Services samarbetade med projektledarna för att integrera rivningen i den komplexa tidslinjen för det övergripande projektet och slutförde arbetet i två faser om flera veckor. Lavoie och hans team använde Aqua Cutter dagligen under nästan ett helt 12-timmarsskift och arbetade i 12 fot breda sektioner för att riva väggen helt och hållet. Ett separat team arbetade på natten med att ta bort armering och skräp. Processen upprepades under cirka 41 dagars sprängning och totalt 53 dagar på plats.
Kraftsamling för nya möjligheter
Water Blasting & Vacuum Services slutförde rivningen i maj 2018. Tack vare en revolutionerande och skickligt genomförd plan, samt innovativ utrustning, störde inte borttagningen tidslinjen för det övergripande projektet.
“Sådana här projekt får man bara en gång i livet”, säger Laforge. “Tack vare ett engagerat team med erfarenhet och mod att ta sig an det omöjliga och innovativ utrustning kunde vi hitta en unik lösning som gjorde det möjligt för oss att tänja på gränserna för vattenbilning och vara en del av en så viktig konstruktion.”
Och medan Water Blasting & Vacuum Services väntar på nästa unika projekt planerar Laforge och hans elitteam att fortsätta att utöka sin erfarenhet av vattenbilning med innovativa processer och toppmodern utrustning från Aquajet.
Korta fakta
Plats: Kraftverket Keeyask, Manitoba, Kanada.
Varaktighet: 53 dagar.
Material som rivits: 140 m3 betong.
Återvunnet vatten: Uppskattningsvis 5.016 m3 (1.325.000 gallon).
Utrustning: Aqua Cutter 710V, Ecoclear.
Mer information
Utskrivbar pdf
Aquajet på plats – kanadensisk entreprenör tänjer på gränserna för vattenbilning