Konstruktion av tunnlar: metoder och mål

2024 Författare: Henry Conors | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-12 12:58

En tunnel är en horisontell eller lutande konstgjord passage under jorden. Sådana objekt skapas för olika ändamål. Det finns fotgängare, cyklar, bilar, järnvägar, tunnlar med tunnelbana, tunnelbana, spårvagnar, etc.

Det mest "tunnelliga" transportsättet är tunnelbanan. De flesta av dess linjer läggs genom passager, som kan placeras på olika djup under jorden. Väg- och järnvägstunnlar byggs under berg och kullar för att förkorta sträckans totala längd. Ibland är det mer vettigt att bygga en tunnel än att bygga en bro.

Historia

Folk har skapat dessa objekt sedan urminnes tider. De första konstgjorda strukturerna av denna typ uppträdde redan på stenåldern. Grottor, katakomber, stenbrott, gruvschakt skars genom klipporna. Länderna där detta gjordes tidigare än någon annanstans var Egypten och Grekland, samtstäderna Rom och Babylon. Där grävdes tunnlar för gruvdrift, under byggandet av tempel, gravar och utläggning av vattenledningar. Under arbetet användes de enklaste redskapen, och de stenar som passagen var huggen i fixerades inte.

Den allra första undervattenstunneln byggdes under Eufratfloden omkring 2160 f. Kr.

Ibland byggdes tunnlar under medeltiden, främst för militära ändamål. I den sena fasen av medeltiden skapades aktivt farbara passager. Den första järnvägstunneln dök upp 1826-1830. Och den första bilen byggdes 1927 under Hudsonfloden.

I Sovjetunionen byggdes underjordiska järnvägsanläggningar särskilt ofta. De lades genom Ural, Kaukasus, Krim. Byggandet av biltunnlar blev aktuellt med ökningen av antalet bilar efter Sovjetunionens kollaps.

Vad är det?

Tunnel är ett konstgjort hålrum med långsträckt form, lagt i berget. Om berget är starkt är passagen inte fixerad, och om den är lös installeras konstgjorda fixeringsstrukturer. De kallas foder och tar på sig en betydande del av bergsbelastningen, och deltar också i vattentätning. Så kallade portaler byggs vid in- och utgångar. De kan ha ett arkitektoniskt utseende.

Tunnelbyggnadsmetoder

Det finns två typer - stängd och öppen. Den första metoden används för att lägga passager på stora djup (mer än 20 meter), såväl som för grunda tunnlar. Öppna används vid läggninggrunda rörelser. Fördelen med denna metod är den lägre kostnaden, och nackdelen är behovet av att avleda kommunikations- och transportvägar som ligger i dess zon från byggarbetsplatsen.

Stängda tunnlingsmetoder

Valet av metod för att bygga tunneln beror på vilken typ av berg som ska skäras igenom och syftet med föremålet. Slutna metoder används ofta vid byggandet av tunnelbanan och järnvägstunnlarna. Jordar kan vara starka, mjuka, spruckna, vattnade.

• Under gruvbrytningen används läggning, borrning och sprängning. Huvudelementet i penetration är utläggningen av en sprängämne och genomförandet av en riktad explosion. Fragment av det förstörda berget avlägsnas från ytan till ytan. Den resulterande håligheten stärks först, och sedan utförs fodret. Använd den här metoden när stenarna är stabila och starka.
• Tätning av skördetröska är också baserad på förstörelsen av berget. För detta används dock speciell tunnelutrustning. Det är de så kallade skördetröskorna för att gräva tunnlar. Precis som den föregående används denna metod vid hög och medelhög bergstyrka.
• Den nya österrikiska tunnelmetoden används för mjukt och sprucket berg. Den är baserad på skapandet av tillfälliga fästen genom att spruta betong på ytan av berget, samt förstärkning med ankare. Detta ökar stabiliteten för bågen i bottenhålszonen. När det gäller det permanenta fodret kan det utföras på avstånd från platsenslakt, för vilken högpresterande mekanismer används.
• Sköldmetoden för läggning bygger på att man använder en tunnelsköld, som används för att lägga en tunnel över hela sträckan, varefter beklädnaden utförs. Denna metod tillämpas även på lösa och spruckna stenar.
• I närvaro av en hög grad av vattning, instabilitet i jordar och närvaro av aggressiva miljöer, används speciella metoder för penetration. För detta kan fixering med en speciell lösning, frysning, dränering, arbete med tryckluft användas. Sköldmetoder kan också användas, kompletterade med aktiv ansiktsvikt.

Öppna tunnlingsmetoder

Användning av en öppen tunnelmetoden rekommenderas vid grävning av grunda passager. Följande tekniker används:

• Gropmetoden är att skapa en grop för hela bredden och djupet av objektet som är under konstruktion. Väggarna kan vara artificiellt förstärkta, eller motsvara den naturliga förekomsten av stenar. Efter att ha ställt in tunneln fylls gropen upp. Denna metod användes vid byggandet av tunnelbanan i Berlin.
• Sköldmetoden för att bygga tunnlar är att använda en rektangulär skärm för foder.
• Dikens metoden används ofta när man lägger gångtunnlar. Den består av att gräva en grop bit för bit.

Slutsats

Byggandet av en transporttunnel kan alltså utföras på olika sätt, beroende på det levererademarkens uppgifter och egenskaper. De vanligaste är järnvägs- och tunnelbanetunnlar.