Туннельдер бастапқыда Рим империясының заманына жататын сумен жабдықтау және ағынды сулардың бір бөлігі ретінде салынған. Тасымалдау үшін олардың алғашқы қолданылуы 17 ғасырда канал жүйелерінің бөлігі ретінде қолданылды. 19 -шы ғасырда теміржолдар мен 20 -шы жылдары автомобильдердің дамуымен туннельдер ұзарып, күрделене түсті. Тоннель құрудың ең кең тараған әдістері-кесу әдісі, суға батыру әдісі немесе туннельді бұрғылау машинасын қолдану.
Қадамдар
4 -тің 1 -бөлігі: туннель салу кезінде ескерілетін факторлар
Қадам 1. Туннельдің қай жерде салынатынын қарастырыңыз
Ұсынылған туннельдің орналасуы оны салу және оны мақсатты пайдалануға дайындау үшін қандай құралдар мен әдістер қажет екенін анықтайды. Тоннельдерді 3 түрге бөлуге болады:
- Жұмсақ жердегі туннельдер. Бұл туннельдер туннельдің құлап кетпеуі үшін саңылауларда қолдауды қажет етеді. Бұл туннельдер әдетте таяз және метрополитен, су жеткізу және ағынды суларды тазарту жүйелері үшін қолданылады.
- Рок туннельдері. Олар қатты жыныстардан қазылғандықтан, бұл туннельдер қосымша қолдауды қажет етпейді немесе мүлде жоқ. Пойыздар мен автомобиль туннельдері әдетте осы алуан түрлілікке жатады.
- Су астындағы туннельдер. Атауынан көрініп тұрғандай, бұл туннельдер өзендердің, көлдердің, каналдардың астынан өтеді, ал «Чунель» жағдайында, мысалы, Ла -Манш. Бұл туннельдерді салу ең қиын, өйткені суды туннельден құрылыс кезінде және одан кейін аулақ ұстау керек.
- Қала астындағы туннель салу су астындағы туннельге ұқсас проблемаларды тудырады, себебі туннельдің айналасындағы жер оның үстіндегі ғимараттардың салмағының астында қалып қояды. Аймақтың геологиясын білу жердің қаншалықты батып кететінін болжауға көмектеседі және қандай әдістермен құлдырауды азайтуға болатынын көрсетеді.
2 -қадам. Туннельдің жолын қарастырыңыз
Ұзын, түзу жолы бар туннельді туннельді бұрғылау машинасымен салыстыру оңай. Бұл дизайннан өзгеше туннельдер оларды күрделірек ететін мәселелерді ұсынады.
- Қысқа туннельдер туннельді бұрғылау станоктарынан жалықпайды, себебі бұл үнемді емес.
- Маршруттардың әр түрлі бөліктерінде әр түрлі диаметрлі тесіктер қажет болатын туннельдер де тесіктердің диаметрін реттеудің кешігуіне байланысты туннельді бұрғылау машинасын қолдануды қиындатады.
- Өткір бұрыштарды бұратын немесе біліктері қиылысатын туннельдер де бұрғылау машинасын қолдана алмайды.
3 -қадам. Туннельдің мақсатын қарастырыңыз
Туннель не үшін қолданылатыны оны пайдалануға берместен бұрын туннельді жасаудан басқа қандай қосымша жұмыстар қажет болатынын анықтайды.
- Жолаушыларды тасымалдайтын туннельдер желдетудің қандай да бір түрін қажет етеді. Жолдағы туннельдер үшін бұл әдетте көміртегі тотығының жиналуын болдырмайтын желдеткіш біліктерді білдіреді. Теміржол туннельдері үшін бұл дизельді қозғалтқыштың шығуын кетіру үшін ауамен желдетуді білдіреді. Екеуі де туннельде өрт шыққан кезде пайда болған түтінмен күресудің қосымша әдістеріне ие.
- Бостондағы Үлкен қазу сияқты көп қолданылатын туннельдерде туннельдегі қозғалысты бақылауға және төтенше жағдайларды жоюға арналған бейне жабдықтары бар үздіксіз басқарылатын операциялық орталықтар болуы мүмкін.
- Жүргізушілер мен жолаушыларға ыңғайлы болу үшін Колорадо штатындағы Эйзенхауэр туннелі сияқты ұзын жол туннельдері жоғары шамдармен жарықтандырылуы мүмкін. Басқа жол туннельдері, мысалы Юта штатындағы Сион ұлттық саябағында, табиғи жарықтың туннельге түсуіне мүмкіндік беретін және жолаушыларға айналадағы пейзажды көруге мүмкіндік беретін көркем кескіндер болуы мүмкін.
- Кейбір туннельдер, мысалы, Ливерпуль мен Биркенхед арасындағы Queensway туннелі, Англия мен Гонконгтағы Ша Тин мен Жаңа Коулун арасындағы Lion Rock туннелі, жолаушылар тасымалының жоғарғы палубасын су, құбырлар немесе кабельдерге қызмет көрсетудің төменгі палубасымен біріктіреді. Басқа туннельдерді, мысалы Малайзияның SMART туннелін, көлік қозғалысын немесе су тасқынына қарсы қолдануға болады.
4-тің 2-бөлігі: Кесіп-жабу әдісін қолдану
Қадам 1. Траншея қазыңыз
Туннель салынатын жер толығымен қазылады, туннельдің төбесі жасалып, туннель аяқталғаннан кейін жабылады. Бұл туннель екі жолдың бірінде салынған:
- Төменнен жоғары: алдымен жер үсті тірегі жасалады, содан кейін туннель оның айналасына салынған.
- Жоғарыдан төменге қарай: туннельдің қабырғалары мен төбесі жер деңгейінде салынған, ал оның астына туннель траншеясы қазылған.
- Екі әдіс те таяз туннельдер үшін қолданылады, дегенмен жоғарыдан төмен әдіс туннельдерді төменнен жоғарыға қарағанда қазуға мүмкіндік береді. Тереңірек туннельдер көбінесе қазу үшін туннель қалқанының көмегімен, қорап тәрізді құрылымы бар, қазу үшін ашылған шағын жапқыштары бар. Қалқанның алдындағы кірді алып тастағаннан кейін, қазуды жалғастыру үшін қалқан алға қарай жылжиды.
Қадам 2. Туннельдің қабырғалары мен төбесін жасаңыз
Туннельдің қабырғалары мен төбесі туннель қазылып жатқанда салынуы мүмкін немесе туннель қазылып жатқанда алдын ала салынып, орнатылуы мүмкін. Бүгінгі материалдарға мыналар кіреді:
- Гофрленген болат аркалар.
- Құрастырылған бетон доғалары.
- Құрама бетоннан жасалған қабырғалар.
- Бетон құйылады немесе шашылады. Көбінесе бұл қалыптасқан арка әдістерінің бірімен бірге қолданылады.
3 -қадам. Туннельді аяқтаңыз
Мұның қалай жасалатыны төменнен жоғарыға немесе жоғарыдан төмен әдіс қолданылғанына байланысты.
- Төменнен жоғары әдіспен жасалған туннельдер туннельдің төбесін жабу үшін қайта толтырылуы керек, содан кейін туннельдің үстінде болатын кез келген бетті салу немесе қайта салу қажет.
- Жоғарыдан жоғары әдіспен жасалған туннельдер төменде туннельдің қабырғалары мен төбесі орнатылған жерде қазылады, содан кейін туннельдің едені ретінде қызмет ететін негіздік тақта жасалады.
4 -ші бөлімнің 3 -ші бөлігі: батырылған түтіктерді қолдану
1 -қадам. Туннель өтетін кезде траншеяны сулаңыз
Бұл әдіс кесу әдісіне ұқсас, бірақ су астындағы туннельдерді қазу үшін қолданылады. Траншея су астындағы туннельге дейін созылуы керек.
Қадам 2. Траншеяның ұзындығы бойынша болат құбырлар сериясын салыңыз
Әр түтік екі жағынан да қалқамен бекітіледі. Егер түтік Бостондағы Тед Уильямс туннеліндегідей автокөлік туннеліне арналған болса, онда құбырларға алдын ала салынған жол учаскелері кіреді.
Қадам 3. Түтікті оның үстіндегі су қысымына төтеп бере алатындай етіп толтырыңыз
Тед Уильямс туннелі үшін бұл қалыңдығы 5 фут (қалыңдығы 1,5 м) жыныс қабаты болды.
Қадам 4. Аралық қалқаларды алып тастау арқылы түтіктерді қосыңыз
Түтіктерге салынған кез келген автомобиль немесе теміржол сегменттері де осы уақытта қосылады.
4 -тен 4 -ші бөлім: Тоннельді бұрғылау машинасын қолдану
Қадам 1. Тапсырма үшін дұрыс туннель машинасын таңдаңыз
Қысқа немесе «моль» деп аталатын TBM деп аталатын туннельді бұрғылау машиналарында алдыңғы жағында қалқан деп аталатын дөңгелек тақталар бар. Қалқандағы диск тәрізді кескіштер қалқанның саңылаулары арқылы ТБМ ішіндегі конвейер таспасына өтетін тас пен кірді жыртады.
- TBM қалқандарының түрлері меңнің жұмсақ, ылғалды топыраққа немесе қатты тау жынысына қазылатынына байланысты өзгереді. Қалқанның диаметрі Швейцарияның Linth-Limmern электр станциялары үшін пайдаланылатын TBM-дегі Aker Wirth-тің 26,3 фут (8,03 м) қалқанынан диаметрі 57,5 фут (17,5 м) Хитачи Зозеннің «Үлкен Бертаға» дейін.
- Су астынан туннель қазуға арналған мольдерде қазылған жерді қысу үшін алдыңғы жағында камералар бар.
- Үлкен жұмыс үшін бірнеше TBM шақырылуы мүмкін. Арна туннелі қажет 11.
Қадам 2. Машинаны орнына қойыңыз
Беттік деңгейдегі туннель үшін бұл қиындық тудырмайды. Егер туннель жер асты тереңдігінде бұрғыланатын болса, кіру білігі, әдетте дөңгелек, бұрғыланып, бетонмен қапталған. ТБМ оған түсіріледі, туннель сол нүктеден қазылады.
- Ұзын туннельдер үшін бірнеше кіру біліктері бұрғыланады.
- Туннель аяқталғаннан кейін кіру біліктері желдеткіш біліктерге және/немесе апаттық шығуларға айналуы мүмкін. Егер олар соншалықты жұмыспен қамтылмаса, олар туннельдің қызмет ету мерзімінде қалады.
3 -қадам. Машина тесілген кезде туннель тіректерін орнатыңыз
Алдын ала белгіленген аралықта сақина қалыптастыру үшін ТБМ артында алдын ала құйылған бетон сегменттері орнатылады.
Қадам 4. Тірек сақиналары арасындағы қазылған қабырғаларға бетон бүрку
Шашыратылған бетон туннель қабырғаларын жабады және тұрақтандырады. Шойын бетонына болат немесе полипропилен талшықтары кіруі мүмкін, бұл болат арматураны шойын бетонды нығайту үшін қолданатындай. Шұңқырлы бетон құрамында туннель қабырғаларына жабысып, тез кептіруге көмектесетін үдеткіш бар.
Кеңестер
- Алғашқы туннельдер саңылауларды бұрғылау және жарылғыш заттарды қолдану арқылы тау жыныстарынан сығылды: алдымен қара ұнтақ, кейін динамит. Ағаш жақтаулардың уақытша тіректері орнатылып, олардың орнына кірпіш пен кірпіш қаланды. Кейінгі туннельдер ағаш пен кірпіштің орнына бекітілген сегменттелген шойын сақиналарды қолданды.
- Туннельдерді құбырларды/құбырларды немесе кескіш бастары бар қорап тәрізді экскаваторларды итеру үшін домкрат көмегімен жұмсақ жер арқылы бұрғылауға болады. Құбырлы туннельдер тар, диаметрі 3,2 м-ден аспайды, ал қорапты туннельдердің ені 65,6 фут (20 м) дейін болуы мүмкін.
