Тоннелестроение — особенности, преимущества и методы прокладки тоннелей в строительстве

Тоннели — это подземные сооружения, используемые для транспортировки грузов. Рассматриваются особенности, преимущества, недостатки и методы прокладки тоннелей в строительстве.
Тоннелестроение — одна из самых интересных дисциплин в машиностроении. Эта работа сложна и трудна на всем своем протяжении, несмотря на то, что она интересна.
Тоннели определяются как подземные ходы, используемые для транспортных целей. Они позволяют перевозить пассажиров и грузы, а также могут быть предназначены для транспортировки таких коммуникаций, как вода, канализация, газ и т.д.
Работы и сооружения проводятся под землей без нарушения поверхности земли. Эта операция называется прокладкой тоннеля.
тоннелестроение

  • Выбор трассы для прокладки тоннеля
  • Преимущества прокладки тоннелей
    • Недостатки прокладки тоннелей
  • Сравнение между открытыми разрезами и прокладкой тоннелей
  • Подходы в методе прокладки тоннелей
  • Выравнивание и уклон в процессе прокладки тоннеля
  • Строительство первого тоннеля

    Установлено, что первый тоннель был проложен египтянами и вавилонянами 4000 лет назад. Этот тоннель служил для соединения двух зданий в Вавилоне. Он соединял царский дворец с храмом. Длина этого тоннеля составила 910 метров, он был облицован кирпичом.

    Строительство самого большого древнего тоннеля

    Самый большой тоннель в древности был построен между Неаполем и Поццуоли в 36 году до н.э. Этот тоннель был 4800 футов в длину, 25 футов в ширину и 30 футов в высоту. Это был дорожный туннель.
    Во второй половине двадцатого века развитие и прогресс взрывчатых веществ и сложного оборудования привели к тому, что процесс прокладки тоннелей стал более осуществимым.
    Прокладка тоннелей лучше работает для разных подходов при разных обстоятельствах. Поэтому все зависит от опыта и знаний инженера. В основном проходческие работы выполняются инженерами-строителями.
    Эта дисциплина дает нам понять, что знаний по строительной и бетонной технологии недостаточно. Также необходимы глубокие знания и навыки в области геологии, машиностроения, геомеханики и новых строительных технологий.

    Выбор маршрута прокладки тоннеля

    Два основных фактора, которые помогают в выборе эффективного маршрута туннеля, — это ограничения по трассе и экологические соображения. Как известно, подземный грунт неоднороден по своей природе. Перед определением маршрута необходимо провести надлежащую проверку характера почвы, породы, уровня грунтовых вод и всех ограничений по выравниванию.
    Место для прокладки тоннеля выбирается таким образом, чтобы неудобства и трудности, причиняемые окружающей среде в этом районе, включая проживание, были минимальными.
    Выбор метода прокладки тоннеля зависит от грунтовых условий, уровня грунтовых вод, длины и диаметра проходки, глубины тоннеля, конечных требований к инженерным коммуникациям, формы тоннеля и риска строительства.

    Преимущества прокладки тоннеля

    Метод прокладки тоннеля имеет определенные преимущества по сравнению с другими методами, которые перечислены ниже:

    • Прокладка туннеля более экономична по сравнению с методом открытой траншеи, когда глубина превышает предел.
    • При прокладке туннеля не нарушается жизнь на поверхности или наземная деятельность, например, транспорт.
    • Метод обеспечивает высокую скорость строительства при низком энергопотреблении
    • Снижает шумовое загрязнение
    • Эти методы не подвержены опасности снега и айсбергов в районах с большой высотой над уровнем моря.
    • Для туннелей ограничено вмешательство со стороны поверхности и воздуха
    • Туннели с легким уклоном помогают снизить стоимость транспортировки.
    • Для транспортировки коммунальных сетей туннельный метод имеет значительное преимущество по сравнению с мостом.
    • Опасная открытая проходка к близлежащему сооружению, когда она необходима, решается методом прокладки тоннелей.
    • Прокладка тоннелей обеспечивает большую защиту в условиях воздушной войны и бомбардировок.

    Недостатки прокладки тоннелей

    Метод прокладки тоннелей имеет определенные недостатки, что связано с его сложностью и трудностью. Вот некоторые из них:

  • Первоначальные инвестиционные затраты для начала строительства тоннеля высоки по сравнению с открытым способом.
  • Только высококвалифицированные и опытные проектировщики и команда инженеров лучше всего подходят для этой операции.
  • Необходим высокий и постоянный контроль от начала и до конца проекта прокладки тоннеля без каких-либо компромиссов.
  • Для выполнения проходческих работ необходимо высокотехнологичное и специализированное оборудование.
  • Сравнение между открытым способом и прокладкой тоннеля

    Всегда возникают споры о затратах, которые расходуются между открытым способом и методом прокладки тоннелей, чтобы сделать вывод о том, какой из них более экономичен. Рассмотрим следующие факторы:
    a) Открытые разрезы являются очень дорогостоящими при глубокой выемке грунта с различной природой и уклонами. Этот метод предполагает большой объем выемки грунта, что требует больших затрат. В этой ситуации метод прокладки тоннеля принесет больше экономии, чем открытые разрезы.
    б) Когда материалом для бурения является скальная порода, открытый разрез работает хорошо при меньшем объеме земляных работ и оказывается дешевле. В то время как при проходке туннелей трудно проявить свою активность.
    в) Исходя из потребности в материале для засыпки близлежащих участков, можно предложить метод открытой выемки, но проходка считается сравнительно экономичной в работе. При глубине проходки более 60 футов всегда рекомендуется метод проходки тоннеля.

    Подходы к методу прокладки тоннеля

    Существует два подхода, основанных на открытых разрезах на обоих концах склона. Это короткий подход и длинный подход. О коротком подходе говорят, когда склон холма очень крутой, как показано на рис. 1.
    О длинном подходе говорят, когда склон холма очень пологий, как показано на рис. 2. Стоимость такого подхода в основном зависит от топографии рассматриваемой территории. На больших высотах эти подходы будут скованы снегом или могут быть заблокированы сильными оползнями. Именно эти факторы будут определять выбор открытого или туннельного метода.
    Короткий подход к прокладке тоннеля

    Короткий подход при прокладке тоннеля

    Длинный подход к прокладке тоннеля

    Длинный подход при прокладке тоннеля

    Выравнивание и уклон в процессе прокладки тоннеля

    При прокладке тоннеля необходимо учитывать некоторые факторы:

  • Выбранный наилучший и экономичный маршрут должен быть прямым по своей природе.
  • Тоннель должен иметь уклон, который меньше, чем снаружи. В железнодорожных туннелях наблюдается постоянное проскальзывание колес из-за влажности рельсов. Это снижает тяговую способность локомотивов.
  • Для обеспечения надлежащего дренажа необходимо обеспечить уклон в 0,2%.
  • Когда речь идет о длинных туннелях, необходимо обеспечить два уклона на обоих концах (подъем с каждого конца и затем к центру, как показано на рисунке 3).
  • Выравнивание поверхности и обеспечение уклона для тоннеля

    Выравнивание поверхности и обеспечение уклона для тоннеля

  • Если уклон обеспечивается с одной стороны, а не с обеих сторон, эффективность вентиляции может быть увеличена.
  • Читать далее:
    Вентиляция в туннелях — Типы вентиляционных систем в строительстве туннелей
    Съемка тоннеля — Методы и процедура съемки тоннеля

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой