Тоннель Ченани-Нашри: Самый длинный в Индии двунаправленный автодорожный тоннель - Строительство и ремонт

Строительство тоннеля Ченани-Нашри, также известного как тоннель Патнитоп и тоннель доктора Сямы Прасад Мукерджи, началось в 2011 году и было открыто для движения в 2017 году.

Проект предусматривал строительство двух параллельных тоннелей – двунаправленного основного транспортного тоннеля и эвакуационного тоннеля – между деревнями Ченани и Нашри в штате Джамму и Кашмир. Оба тоннеля были построены одновременно с южной и северной стороны деревень Ченани и Нашри, соответственно.

Учитывая суровые зимы в районе горного хребта Патнитоп, когда дороги оказываются заблокированными из-за сильных снегопадов, Национальному управлению автомобильных дорог Индии (NHAI) было поручено строительство 9-километрового тоннеля Ченани-Нашри в обход Патнитопа. После строительства расстояние между Ченани и Нашри сократилось с 41 км до 9 км.

Северный портал тоннеля Ченани-Нашри

Планирование и разработка тоннелей через сложные и неоднородные географические условия с вскрышными породами, превышающими 1050 м, были трудной задачей. В данной статье рассматриваются геология района строительства тоннеля и методология проектирования, использованная при строительстве тоннеля Ченани-Нашри.

1. Геология участка тоннеля Ченани-Нашри

Район туннеля Ченани-Нашри расположен в Западно-Гималайской зоне в области коллизионного пояса, известного как Суб-Гималаи. Эта структурная область ограничена на севере главным пограничным надвигом, а на юге – Гималайским фронтальным надвигом.

Эти основные надвиги, как и большинство поясов и блоков северо-западного региона Гималайского орогена, имеют направление от северо-запада до юго-востока с умеренными или слабыми погружениями либо на юг, либо на север.

Следующие пункты описывают геологию туннеля Ченани-Нашри:

Большинство пород, присутствующих вдоль оси туннеля, относятся к формации Нижнего Мурри.

Осадочные породы относятся к структурному поясу Мурри, который демонстрирует отличную прочность на раздавливание. Кроме того, осадочные породы ограничены на севере комплексом надвигов, называемых в регионе Главным пограничным надвигом (MBT), а на юге – Главным фронтальным надвигом (MFT).

Как MBT, так и MFT были развиты из метаморфической последовательности.

Группа аргиллитовых и ареновых пород в основном заключена в формации Мури. В туннеле Ченани-Нашри в группах аргиллитовых и ареновых пород имеются переслаивающиеся песчаники, алевролиты и аргиллиты. Толщина пластов песчаника колеблется от нескольких метров до 10 м.

Направления наклона неблагоприятны для проходки тоннеля со стороны Ченани, а со стороны Нашри – наоборот. Как правило, погружение вдоль оси тоннеля представляет собой благоприятное условие для проходки.

Направление простирания в конце Ченани параллельно оси тоннеля, в то время как в конце Нашри направление простирания перпендикулярно оси тоннеля.

Во время раскопок часто обнаруживалось несколько полос песчаника, аргиллита и алевролита разной толщины.

При проходке туннеля дополнительно встречались полосы смешанных пород, например, перемежающихся алевролита, песчаника, глинистого песка и глины.

Прочность на одноосное сжатие (UCS) песчаника находилась в диапазоне 65-110 МПа, тогда как UCS алевролита и аргиллита находилась в диапазоне 30-50 МПа и 9-16 МПа, соответственно.

Низкий UCS аргиллита означает, что если аргиллит оставить под воздействием окружающей среды, он разрушится на мелкие кусочки примерно за неделю или около того.

Алевролитовые швы имеют эрозионное грязевое заполнение.

На аргиллите было обнаружено три ряда соединений, в то время как на песчанике и алевролите было обнаружено одно или два ряда соединений.

S.No.Тип породыКачество горной массы (RMR)Качество горной массы (Q-value)N-value 1Песчаник645.20132Алевролит543.0573Глинистый камень260.150.504Смесь песчаника и алевролита 481.6045Смесь алевролита и глинистого камня 430.542.5Таблица-1: RMR, Q-value и N-value различных пород, встреченных при строительстве тоннеля Ченани-Нашри

Согласно таблице-1, RMR, Q-value и N-value для глинистых пород являются самыми низкими среди других пород. Таким образом, опоры кровли для глинистых пород требовали тяжелых стальных опор. В то время как для песчаника потребовалось меньше опор кровли.

2. Детали строительства тоннеля Ченани-Нашри

Правительство Индии возложило на компанию NHAI ответственность за восстановление, укрепление и расширение участка NH-1A до четырех полос. Строительство туннеля Ченани-Нашри было начато в срочном порядке, поскольку зимой из-за снегопадов весь участок NH-1A на холме Патнитоп оказывается заблокированным. Таким образом, затрудняется сообщение штатов Джамму и Кашмир с остальной частью Индии.

Проект строительства тоннеля Ченани-Нашри включает в себя строительство подземного тоннеля, двух мостов, пунктов взимания платы, 1,3 км подъездной дороги к южному порталу, 0,6 км подъездной дороги к северному порталу, всех объектов проекта и отвалов грунта.

Основной тоннель длиной 9 км был построен вместе с отдельным параллельным эвакуационным тоннелем. Основной тоннель был спроектирован как двунаправленный тоннель с двумя полосами движения в каждом направлении. Эвакуационный тоннель был спроектирован для экстренного использования во время любой аварии.

Кроме того, эвакуационный тоннель используется для отвода движения от основного тоннеля во время проведения ремонтных работ. Эвакуационный и основной тоннели соединены с интервалом 300 м для пешеходного перехода и 1200 м для автомобильного.

Установка водонепроницаемой мембраны в тоннеле Ченани-Нашри

Ширина основного тоннеля составляет 11,75 м, из которых 9,35 м приходится на проезжую часть, а 1,2 м – на пешеходные дорожки с обеих сторон. Геометрия туннеля была определена таким образом, чтобы можно было предусмотреть полностью поперечную систему вентиляции на всем участке туннеля. Туннель Ченани-Нашри – первый в Индии туннель, оборудованный полностью поперечной системой вентиляции (каналы вытяжного и свежего воздуха).

Напротив, геометрия эвакуационного тоннеля была определена исходя из наличия и размеров оборудования у подрядчика, поскольку строительство основного тоннеля должно было продвигаться от эвакуационного тоннеля. После детального изучения строительного оборудования, такого как джумбо, экскаваторы и разгрузчики, была окончательно определена ширина эвакуационного тоннеля в 5 метров. Эвакуационный туннель спроектирован как полностью проходимый с пешеходными дорожками с обеих сторон.

Поперечные проходы между эвакуационным и главным туннелями были использованы для перемещения машин и механизмов. Дополнительный забой для проходки основного тоннеля обеспечивался через поперечные проходы. Таким образом, достигалась более высокая скорость проходки, так как для проходки основного тоннеля было доступно более двух забоев.

Наклонный ход и проходка, используемые при проходке тоннеля Ченани-Нашри

При строительстве тоннеля Ченани-Нашри использовался метод буровзрывной проходки. Участок был в основном разделен на проходку (верхняя часть тоннеля) и скамью (нижняя часть тоннеля) для проходки через твердые породы. В отличие от этого, механические экскаваторы использовались для проходки через зоны сдвига и слабую горную массу.

Поперечное сечение для проходки главного тоннеля варьировалось от 130 м2 до 170 м2, поскольку в условиях слабой горной массы требовались более тяжелые опоры (ограждающие большую площадь) и наоборот. Дробемет, решетчатая балка и скальные болты использовались в качестве первичной поддержки обделки для стабилизации массива породы сразу после выемки грунта.

Окончательная облицовка была спроектирована таким образом, чтобы выдержать ожидаемые долгосрочные нагрузки под напряжением, гидравлические нагрузки и сейсмические нагрузки. Между первичной и окончательной обделкой по всему периметру тоннеля до бетонных фундаментных балок была установлена гидроизоляционная мембрана в сочетании с геотекстильным защитным полотном.

3. Метод проходки, использованный для строительства тоннеля Ченани-Нашри

На большей части участка тоннеля Ченани-Нашри имелись породы средней и высокой прочности. Таким образом, для строительства основного и эвакуационного тоннелей был принят буровзрывной метод. Кроме того, буровзрывной метод может быть использован для широкого диапазона породных условий и обеспечивает большее время выдержки для стабилизации забоя. Использование тоннелепроходческих машин (ТПМ) не было принято из-за сложности их транспортировки в Гималаи и высокой первоначальной стоимости инвестиций.

Типичный цикл строительства тоннеля буровзрывным методом описан ниже:

Разметка схемы взрывных работ на забое котлована

бурение размеченной траектории взрывных работ до необходимой глубины

заполнение пробуренных отверстий взрывчаткой

Детонация взрывчатых веществ с последующим проветриванием для удаления дыма от взрыва

Удаление выработанной породы с помощью взрыва

Установка опор первичной обделки

Контроль смещений и установка гидроизоляционных мембран

Наконец, установка постоянной облицовки

Часто задаваемые вопросы

Какова причина строительства туннеля Ченани-Нашри?

В основном, дороги на NH-1A в районе холма Патнитоп остаются закрытыми в зимний сезон довольно долгое время из-за сильных снегопадов. Поэтому было решено построить туннель Ченани-Нашри в обход холма Патнитоп.

Когда было начато и завершено строительство туннеля Ченани-Нашри?

Строительство туннеля Ченани-Нашри было начато в 2011 году. Основной и запасной тоннели строились одновременно с южной и северной стороны деревни Ченани и Нашри, соответственно, и строительство было завершено в 2016 году.

Какие типы пород встречались при строительстве тоннеля Ченани-Нашри?

Во время строительства туннеля Ченани-Нашри встречались переслаивающиеся песчаники, алевролиты и глинистые породы.

Какой туннель является первым в Индии, оборудованным полностью поперечной вентиляционной системой?

Туннель Ченани-Нашри – первый в Индии туннель, оборудованный полностью поперечной системой вентиляции (каналы вытяжного и свежего воздуха).

Какой метод проходки был использован при строительстве туннеля Ченани-Нашри?

На большей части участка тоннеля Ченани-Нашри имелись породы средней и высокой прочности. Поэтому для строительства основного и эвакуационного тоннеля был использован буровзрывной метод.

Новый австрийский метод прокладки тоннелей (NATM): Проектирование и эксплуатация

Метро Дели: уникальные особенности лучшей железнодорожной сети в мире

Тоннелепроходческая машина: Работа гиганта тоннелестроения

Читайте далее: