Руководство для начинающих по прокладке подземных туннелей

Не потеряйте наш закрытый телеграмм канал ВЭД Логика. Все самое важное по логистике и ВЭД связанной со строительной, карьерной и навесной техникой.

Строительство туннелей играет важную роль в создании проходов для шахт или транспортных маршрутов.

Однако раскопки подземного туннеля могут привести к опасным ситуациям, если все сделано неправильно.

Тщательные и хорошо спланированные методы строительства туннелей означают, что туннели не будут разрабатываться из нестабильного материала, что приведет к их обрушению.

В этом руководстве для начинающих мы рассмотрим, что такое подземный туннель, как он строится и многое другое. Давайте начнем!

⛏️ Что такое подземный туннель?

Туннель — это подземный проход, закрытый, за исключением входа и выхода. Он вырыт в окружающей почве, земле или камне.

Эти конструкции создают подземное пространство, либо для целей хранения, либо в качестве прохода под препятствием, например, горой или холмом, или для доступа к естественным ресурсы.

⛏️ Как строится подземный туннель?

Бурение для установки наземной опоры перед взрывными работами забоя

<стр>Создание подземного туннеля — это чудо инженерной мысли, требующее тщательного планирования и исполнения.

Вот подробный обзор того, как устроены эти подземные ходы:

Первоначальная подготовка и проектирование:

Прежде чем начать какие-либо физические работы, инженеры проводят тщательные геологические исследования, чтобы понять состояние грунта.

На этом этапе определяется возможность строительства туннеля и лучший метод строительства.

Прокладывание траншей и раскопки:

Для некоторых туннелей, например туннелей с выемкой и закрытием, процесс начинается с рытья траншей.

Траншея тщательно выкапывается на необходимую глубину и устанавливается временная опора для предотвращения обрушения.

Этот метод особенно распространен в городских районах, где глубина туннеля относительно невелика.

Туннельно-проходческий станок (ТБМ) Метод:

Для более глубоких или длинных туннелей часто предпочтительным инструментом является TBM.

Эта массивная машина измельчает землю и камни с помощью вращающейся режущей головки, одновременно устанавливая сегменты бетонной облицовки для поддержки стен туннеля.

Точность и эффективность TBM делают его идеальным для создания туннелей с гладкими стенками с минимальным нарушением окружающей среды.

Буровзрывные работы:

В более традиционных методах для разрушения породы используются контролируемые взрывы.

За этим следует удаление мусора и установка опорных конструкций.

Хотя этот метод может быть более разрушительным и менее предсказуемым, чем использование TBM, иногда он необходим в условиях, когда TBM не может работать эффективно.

Установка наземной опоры:

По мере продвижения туннеля устанавливаются различные формы наземной поддержки. Это могут быть стальные арки, анкерные болты и торкрет-бетон (набрызгиваемый бетон) для укрепления внутренней части туннеля и обеспечения устойчивости.

Вторичная облицовка и инфраструктура:

После установки основной опоры можно добавить вторичную облицовку из бетона для дополнительной прочности и создания гладкой, законченной поверхности.

Этот этап также включает установку необходимой инфраструктуры, такой как освещение, вентиляция и аварийные выходы.

Гидроизоляция и изоляция:

Для защиты от проникновения воды и контроля колебаний температуры туннели часто гидроизолируют и изолируют. Это крайне важно для сохранения структурной целостности, а также для комфорта и безопасности пользователей.

Последние штрихи:

Последний этап включает в себя устройство земляного полотна, путей или других покрытий в зависимости от назначения тоннеля, а также окончательное тестирование всех установленных систем на предмет обеспечения эксплуатационной безопасности.

На протяжении всего процесса строительства необходим постоянный мониторинг для обнаружения любого движения или нестабильности в конструкции туннеля.

Передовые технологии, такие как лазерное сканирование и георадар, используются для обеспечения самых высоких стандартов безопасности.

Строительство подземного туннеля представляет собой сложное взаимодействие геологии, техники и технологий, требующее разноплановой команды специалистов, чтобы воплотить в жизнь эти важные проходы.

⛏️ Как не обрушиваются подземные туннели?

Строительство подземных туннелей требует большого планирования.

Состояние поверхности является хорошей отправной точкой — будет ли туннель построен на мягком грунте или на твердой, прочной скале?

От ответа будет зависеть метод, который необходимо использовать.

Инженеры должны учитывать давление, оказываемое вышележащими материалами при строительстве подземных туннелей.

Это давление, подобное атмосферному давлению, возникает из-за веса слоев почвы и горных пород выше.

По мере того, как человек погружается глубже под поверхность Земли, давление увеличивается из-за совокупного веса этих слоев.

Это геостатическое давление может значительно сжимать подземные материалы, влияя на устойчивость и структурную целостность туннеля.

Важно учитывать этот градиент давления при проектировании туннеля, чтобы обеспечить адекватную поддержку и предотвратить обрушение.

Имея это в виду, когда горизонтальный проход строится через этот материал, вы прерываете поток этих сжимающих сил.

Подумайте об этом так: если вы снимаете колонну с строя, вы ослабляете конструкцию.

Раскапывая проход, вы удаляете опору из материала выше.

Поэтому при строительстве туннеля важно заменить эту опору.

Обычные способы добиться этого включают облицовку туннеля сталью или бетоном. Это обеспечивает поддержку стен туннеля.

В этих проходах используются прочные материалы, такие как бетон, сталь или железо.

Они должны выдерживать вес людей и транспортных средств, проезжающих по ним. их.

Инженеры также добавят дополнительную опору в более обширные туннели для большей устойчивости.

Металлические анкерные болты в сочетании со смолой используются для закрепления туннелей, а под камнями проводится бурение, чтобы предотвратить обрушение.

Этот процесс очень дорогостоящий, но он необходим для наземной поддержки и общей безопасности.

⛏️ Разрушаются ли туннели?

Philld at en.wikipedia, CC BY 2.0, через Wikimedia Commons

Как и любое сооружение, построенное человеком, существует риск обрушения.

Однако принимается множество мер для предотвращения обрушения туннелей от начальной опоры до последней опоры хвостовика. Это делает обрушение крайне маловероятным.

Причинами обрушения могут быть наводнения, землетрясения или коррозия инфраструктуры.

Например, утечка воды в вертикальную шахту может привести к нестабильности раскопок. Это увеличивает риск коллапса.

⛏️ Древние туннели

Туннели уже много лет используются для добычи руды, перевозки угля, подачи воды и сточных вод, а также для других целей.

Подземные помещения часто использовались для соединения проходов. Их по-прежнему используют для электростанций, насосных станций, хранения нефти и многого другого.

Древние туннели, вероятно, были построены доисторическими людьми, которые хотели увеличить свои пещеры.

Все основные древние цивилизации имели свои собственные методы строительства под поверхностью.

Например, в Вавилонии их использовали для орошения. Около 2180 г. до н. э. под рекой Евфрат были построены пешеходные туннели, соединяющие царский дворец с храмом.

Кирпичная облицовка туннеля была использована для создания этого туннеля длиной 3000 футов. Этот тип туннелей был достигнут путем отклонения реки в засушливый сезон. Египетские методы включали резку мягких пород медными пилами или полыми тростниковыми сверлами, окруженными абразивом.

Эта техника сначала использовалась для добычи каменных блоков, а затем для раскопок храмовых комнат внутри скальных утесов.

Со временем в Индии и Эфиопии в твердых скалах стали раскапывать очень сложные храмы.

⛏️ Современное строительство туннелей

TBM Underground готовится <стр>Интересно узнать, как строительство туннелей развивалось с древних времен до средневековья и до наших дней.

Туннели роют из разных материалов, от мягкой почвы до твердых камней.

Методы прокладки туннелей зависят от нескольких факторов, таких как состояние поверхности, длина туннеля, глубина туннеля и т. д.

Три основных метода строительства туннелей включают в себя выемку и закрытие, бурение и погружение в воду. туннели.

Разрезать и накрыть

Туннели, вырезанные и закрытые, выкопаны в неглубокой траншее.

Верхняя опора должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать нагрузку того, что будет построено над туннелем, например, зданий.

Прокладка туннеля методом «вырезать и закрыть» включает два метода:

• Метод снизу вверх. Для этого метода выкапывается траншея и внутри нее строится туннель. Его можно удерживать на месте с помощью различных материалов, таких как бетон, сборные железобетонные арки или арки из гофрированной стали. В древние времена использовалась кирпичная кладка.
• Метод сверху вниз. При этом методе боковые опорные стены и балки перекрытия возводятся от уровня земли. Затем крыша туннеля возводится из сборных железобетонных балок или бетона. Затем поверхность помещается обратно, за исключением отверстий для доступа.

Скучно

ТБМ прорывается через строящуюся станцию метро

Пробуренные туннели прокладываются на месте (по месту) без снятия поверхности земли.

Это возможно с помощью бестраншейных технологий, таких как новый австрийский туннельный метод (NATM), прокладка труб или микротоннелирование.

Туннелепроходческий станок или ТБМ используется для автоматизации процесса проходки туннелей.

Благодаря подземным космическим технологиям, таким как ТБМ, затраты на прокладку туннелей могут быть значительно снижены.

Недостатком этого метода строительства является большой размер туннелепроходческих машин.

Зачастую транспортировать ТБМ на строительную площадку бывает сложно. Сборка ТБМ на месте также очень дорога.

Существует множество конструкций ТБМ для эксплуатации в различных условиях (твердые породы, мягкий грунт и т. д.).

Некоторые типы даже имеют герметичные отсеки спереди, что позволяет использовать их в условиях воды ниже уровня грунтовых вод. Это помогает создать давление на грунт и сбалансировать давление воды.

TBM в настоящее время являются предпочтительным методом по сравнению со старыми методами прокладки туннелей. Старый метод туннелирования в сжатом воздухе требовал, чтобы операторы работали под высоким давлением и проходили процедуры декомпрессии после смены.

Погружение

Yupi666 в en.wikipedia, CC BY 3.0, через Wikimedia Commons

Для этого типа трубка погружается в воду. Этот метод состоит из стальных элементов, заполненных бетоном, которые сооружаются под водой.

Эти сегменты создаются в одном месте, а затем переносятся к туннелю, где они устанавливаются на место.

Затем они соединяются вместе с использованием технологии подземного строительства.

🙋 Используются ли в этом методе строительства глубокие или неглубокие туннели?

Туннели, вырезанные и закрытые, и туннели с погружными трубами обычно включают неглубокие туннели.

⛏️ Часто задаваемые вопросы