San Jacinto National Underground Science Laboratoryjnb/Laboratory/SanJacinto/visit.pdf · 1 San...

47
1 San Jacinto National Underground Science Laboratory Site Visit February 28 – March 1, 2001

Transcript of San Jacinto National Underground Science Laboratoryjnb/Laboratory/SanJacinto/visit.pdf · 1 San...

1

San Jacinto National Underground Science Laboratory

Site VisitFebruary 28 – March 1, 2001

SJ NUSL 2

Topics

! Project Description! Regional Site Description! Statements of Support! Laboratory Management Plan! Technical Project Description! Estimated Project Costs! Laboratory Development Plan! Laboratory Development Issues

SJ NUSL 3

Site Information

! Mount San Jacinto, near Palm Springs, CA

SJ NUSL 4

Aerial View

SJ NUSL 5

Mountain & Chino Canyon

SJ NUSL 6

Project Description

! Laboratory Buildings! Administration, warehouse & assembly

buildings located nearby! Lodging, food, etc. in Palm Springs

! Underground Laboratory! Portal near the Valley Station of the Palm

Springs Aerial Tramway! Access tunnels & cavern complex beneath San

Jacinto Mountain

SJ NUSL 7

Laboratory Buildings

! Location Options! Near I-10 & Hwy 111, 10 min! In Palm Springs, 10-15 min! Many others options nearby

! Building Descriptions! Visitor’s Center & Administration 30,000 sf! Warehouse & Assembly 18,000 sf! Laboratory 12,000 sf

SJ NUSL 8

Surface Site Infrastructure

! Access road thru Tramway parking lot! Limited exterior parking! Electrical service! HVAC & cooling (in portal structure)! Potable water! Sewer! Communications

SJ NUSL 9

Portal

! Located off tramway parking lot! 35-meter access road from lot to portal! 5-meter portal structure designed to

minimize aesthetic impact! 35-meter cut-and-cover structure above

tunnel to contain tunnel ventilation equipment & cavern cooling plant

SJ NUSL 10

Portal

660

680

700

0+00 1+000+50

670

690

710

Tunnel

Vent & Fan Room

Open Cut Portal Cut/Cover Tunneling

SJ NUSL 11

Portal

SJ NUSL 12

Portal (close up)

SJ NUSL 13

Project Options

AlignmentTunnel Length

(m)

Grade (%)

Ground Elevation at Cavern Complex

(m)

Shielding (mwe)

4650 1 2543 50006000 1 2906 60007600 1 3173 65106850 -5 3010 7000

A

C

B

SJ NUSL 14

Shielding (mwe)

3000

4000

5000

6000

7000

8000

3000 4000 5000 6000 7000 8000

Tunnel Length (m)

Shie

ldin

g (m

we)

Current Options 1983 Option

SJ NUSL 15

Tunnel Option 1

! One tunnel with partitioned egress aisle! 4.3-meter radius TBM! Concrete liner where necessary! 4.8-meter x 4.4-meter driving lane! Turnouts every 500 meters! 1.4-meter egress corridor, fire rated! Ventilation ducts! Utilities! Drainage

SJ NUSL 16

One-Tunnel Option

SJ NUSL 17

Tunnel Option 2

! Two tunnels! 3.83-meter radius TBM! Concrete liner where necessary! One tunnel inbound, one tunnel outbound! Crosscuts every 500 meters! 0 to 4 meter spacing near portal! 24-meter spacing elsewhere! Ventilation ducts, utilities, drainage

SJ NUSL 18

Two Tunnels

SJ NUSL 19

UG Cavern Complex

! Three experimental caverns 20x20x100 m! UNO cavern & supporting cavern! Parking & storage cavern! Common area cavern! Refuge cavern! Drain sump & fire reservoir! Connecting & egress tunnels

SJ NUSL 20

UG Cavern Complex

SJ NUSL 21

UG Cavern Complex

SJ NUSL 22

UG Cavern Complex

SJ NUSL 23

Empirical Design

! Appropriate during feasibility assessments! Require classification of the rock mass! Most commonly used today:

! Bieniawski RMR rating! NGI Q rating

! NGI Q rating used in the following:

SJ NUSL 24

Rock Quality Assumptions! Q=100

! One joint set; rough, irregular, undulating joints with tightly healed, hard, non-softening, impermeable filling; dry or minor water inflow; high stress, very tight structure

! Q=3! Two joint sets plus misc.; smooth to slickensided,

undulating joints; slightly altered joint walls, some silty or sandy clay coatings; medium water inflows, single weakness zones

! Q=0.1! Three joint sets; slickensided, planar joints with softening or

clay coatings; large water inflows; single weakness zones

SJ NUSL 25

Rock Quality

Q=100 Q=3 Q=0.1

SJ NUSL 26

Rock Support Methods! Rockbolts or cable bolts

! Provides tensile strength & confinement

! Shotcrete! Sprayed-on concrete! Provides arch action, prevents loosening, seals

! Concrete lining! Used when:

! Required thickness exceeds practical shotcrete thickness! Better finish is needed! Waterproofing membranes are required

SJ NUSL 27

Construction Sequence

! Site work & portal! Tunnel excavation & support! Simultaneous:

! Second tunnel (if necessary)! Connecting tunnels! Experimental caverns

! Outfitting

SJ NUSL 28

Fire & Life Safety / Egress

! Fire separations between all occupied areas! Two (or more) exits from all occupied areas! Exit distances less than 200 feet! Smoke control! Sprinklered where appropriate, other

systems elsewhere! Evacuation plan! Refuge room

SJ NUSL 29

Fire & Life Safety / Egress

! One-Tunnel Option! Two ways out (tunnel & fire-rated egressway)! Refuge room

! Two-Tunnel Option! Two ways out (two tunnels)! Refuge room

SJ NUSL 30

Fire & Life Safety / Egress

OutInInOutFire Outbound

OutInInOutFire Inbound

Dormant Cavern

Exh.InDormantOutNormal

Smoke ExhaustTunnelSmoke

ExhaustTunnel

Inbound TunnelOutbound Tunnel

Condition

SJ NUSL 31

Environmental Impact

! Land! Less than 1 acre, 0.3% of proposed

development nearby

! Parking! Less than 1% of existing usage

! Vehicle Trips! About 1 percent of existing usage

SJ NUSL 32

Hard Rock TBM Projects

0

5000

10000

15000

20000

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Tunnel Diameter (meters)

Tunn

el L

engt

h (m

eter

s)

TBM Projects San Jacinto

SJ NUSL 33

Laboratory Management Plan

! UC is Operating Entity! UC has broad experience

! Keck telescope! Lick telescope! White Mountain Research Station! DOE labs (LLNL, LANL, LBNL)! ALS as part of LBNL

! Keck model is closest to NUSL needs

SJ NUSL 34

Keck Model for Management

! CalTech owns the facilities! CARA owns the instrumentation

! Nonprofit alliance of CalTech & UC

! CARA manages the site & operations for the benefit of the entire scientific community! Board of Directors controls the facility! Technical Advisory Board oversees selection of

projects

SJ NUSL 35

NUSL Construction

! UC has extensive construction management experience! Construction of entire campuses! Ongoing expansion

! Key to success is good management practices

! Experience indicates UC is successful at on-time & on-budget construction

SJ NUSL 36

Outreach

! Palm Springs & Coachella Valley are popular tourist destinations

! Tramway alone hosts 375,000 annually! Tramway plans a Visitor Interpretive Center

! Biology of San Jacinto Mountain! Physical science displays

! NUSL design accommodates visitor tours! Tunnel and laboratory caverns! Special observation areas

SJ NUSL 37

Outreach! Underground museum

! hands-on displays! interactive computer screens! Cosmic-ray counters

! Coachella Valley! Diverse ethnic and socio-economic mix! Attract students who may have not considered science

! Large number of universities in region! Opportunity for graduate and undergraduate training! Inclusion in UC’s network for minority outreach and

education

SJ NUSL 38

Project Schedule

TaskProject StartPreliminary Env. AssessmentConceptual DesignPhase 1 Site InvestigationDesign DevelopmentPhase 2 Site InvestigationEnvironmental Mitigation PlanConst. Documents & BiddingConstruction AuthorizationMobilization & Site WorkTBM ProcurementTunnel 1 ConstructionConnecting TunnelsTunnel 2 ConstructionCavern ACavern BCavern CSupport CavernsOutfittingBeneficial Occupancy

Year 5Year 1 Year 2 Year 3 Year 4

����

��

��

��

��

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

SJ NUSL 39

Project Options

AlignmentTunnel Length

(m)

Grade (%)

Ground Elevation at Cavern Complex

(m)

Shielding (mwe)

4650 1 2543 50006000 1 2906 60007600 1 3173 65106850 -5 3010 7000

A

C

B

SJ NUSL 40

Cost Categories

! WBS 1—Land & Easements! WBS 2—Surface! WBS 3—UG Access! WBS 4—UG Caverns! WBS 5—Permits & Fees! WBS 6—Cost of Money! WBS 7—Quality of Life! Contingency

SJ NUSL 41

What is included?

! Buildings! Portal! Tunnel! Cavern complex, excluding Cavern D! Outfitting

! HVAC, ventilation, lights, floors, fire alarms, fire suppression, fire separations, etc.

SJ NUSL 42

Tunnel Costs (WBS 2)

$0

$25,000,000

$50,000,000

$75,000,000

$100,000,000

4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500Shielding (mwe)

SJ NUSL 43

Total Costs

$0

$50,000,000

$100,000,000

$150,000,000

$200,000,000

4000 5000 6000 7000

Shielding (mwe)

SJ NUSL 44

Cost Categories (5000 mwe)

$6,600,000

$51,300,000

$33,200,000

$15,700,000

$26,700,000

SurfaceUG AccessUG CavernsPermits & FeesContingency

SJ NUSL 45

Horizontal Access Benefits

! 6-meter sea containers (also 12-meter)! 24/7 access at no operating cost! Everything that happens UG is cheaper! UNO (Cavern D, support cavern, tunnels)

! Top Heading Excavation - $98/cm! Bench Excavation - $65/cm! $70,000,000 (dry, stable cavern & floor slab)

SJ NUSL 46

Estimated Operating Costs! Fees—None! Utility Costs

! Power, water, sewer, communications, waste! Maintenance

! Portal, tunnels, UG space, systems! Equipment & Transportation

! Forklifts, shuttles! Staff

! Six permanent staff! Outside Costs & Subcontracts

! Janitorial, Plumbers, etc.

SJ NUSL 47

Estimated Operating Costs

Item CostFees $0Utility Costs $705,000Maintenance $392,000Equipment & Transportation $50,000Staff $270,000Outside Costs & Subcontracts $250,000

Total $1,667,000