Как да изградим тунел под земята. Как е изградено метрото

Първоначално тунелите са били използвани за доставка на вода и отводняване на отпадъчни води и канализация; първите тунели са построени в Римската империя. Тунелите започват да се използват за придвижване през 17 век, включително в каналните системи. С появата на железниците през 19 век и автомобилите през 20, тунелите станаха широко разпространени, ставайки по-дълги и по-сложни в структурно отношение. Най-често срещаните тунелни методи са изкопаване и настилки, създаване на подводен тунел от падащи участъци и използване на машина за пробиване на тунели.

Стъпки

Част 1

Фактори, които трябва да се вземат предвид при изграждането на тунел

Помислете за мястото, където ще бъде построен тунелът. Използваният метод и оборудване зависят от местоположението на тунела. Тунелите могат да бъдат класифицирани в три вида:

• Тунели, вкопани в мека скала. За да се предотврати разпадането на такива тунели, сводовете им са допълнително подсилени. Обикновено тези тунели са плитки; те са положени за влаковете на метрото, доставка на вода и канализация.
• Тунели в скала. Сводовете на такива тунели не изискват значително допълнително укрепване; често това изобщо не е необходимо. Подобни тунели се изграждат за пътища и железопътни линии.
• Подводни тунели. Както подсказва името, тези тунели са положени по дъното на реки, езера и канали; например така нареченият Eurotunnel минава под Ламанша. Тези тунели са най-трудни за изграждане, тъй като е необходимо да се оттича вода от тях на етапа на строителството и по време на по-нататъшната експлоатация.
• Тунелирането под града също е изпълнено с трудности, тъй като почвата над тунела може да потъне под тежестта на сградите над него. Познаването на геологията на определена област ви позволява да предскажете колко ще потъне почвата и да сведете до минимум нейното слягане.

1. Проучете маршрута на тунела. Дългите, прави тунели са доста лесни за пробиване с тунелна пробивна машина. Ситуацията с изграждането на извити тунели е по-сложна.

   • Сондажната машина не се използва за направа на къси тунели, тъй като е нерентабилна.
   • Необходимостта от използване на свредла с различен диаметър също усложнява използването на тунелна пробивна машина, тъй като смяната на свредлото значително забавя работата.
   • Използването на пробивна машина също е нерационално, ако тунелът има завои или разклонения.

2. Помислете за целта на тунела. Това ще определи допълнителната работа, която трябва да се извърши, след като тунелът бъде изкопан преди пускането му в експлоатация.

   Част 2

   Изкопаване на изкоп и инсталиране на декинг

   1. Изкопайте изкоп. Скалата се отстранява изцяло от мястото, отредено за тунела, след което над изкопаната площ се прави покрив. Този тип тунел се извършва по два начина:

      Оформете стените и покрива на тунела. Стените и покривът могат да бъдат направени, след като тунелът е изкопан, или създадени предварително и поставени в тунела, когато е готов. Могат да се използват следните материали:

      • Арки от гофрирана стомана.
      • Предварително изляти арки от бетон.
      • Изляти бетонни стени.
      • Пръскан или прахообразен бетон. Често се използва заедно с предварително подготвени арки.

   2. Завършете тунела. Точният метод зависи от метода, който използвате (отдолу нагоре или отгоре надолу).

   Част 3

   Тунел в долния участък

   Изкопайте изкоп на мястото на тунела. Този метод е подобен на предишния, но се използва за създаване на подводни тунели. Изкопайте изкоп по целия маршрут, по който ще мине тунелът.

   Поставете стоманени тръби в изкопания изкоп. Тръбите трябва да бъдат запечатани в краищата, за да се предотврати проникването на вода. Ако тунелът е предназначен за автомобилен транспорт, тръбите трябва да съдържат предварително изградено пътно платно.

   Напълнете тръбите с нещо, така че да не се деформират под налягане на водата в дълбочина. Например, по време на строителството на тунела Тед Уилямс в Бостън, тръбите бяха пълни с камъни с метър и половина.

   След като премахнете капаците от краищата на тръбите, свържете ги заедно. Фрагменти от път или железопътна линия, създадени предварително в тръбите, също се скачват помежду си.

Изграждането на плитки тунели под пътища, насипи, язовири, както и в застроените градски зони по открит начин е свързано с необходимостта от обходни пътища, дългосрочно затваряне на пресечени магистрали и други нарушения на повърхностните условия.

За да се сведат до минимум тези нарушения в практиката на тунелиране, се използва траншеен вариант на полуотворения метод, който на първо място предвижда изграждането на конструкции, използващи технологията "стена в земята", върху която се поддържа таванът на тунела. След засипване на подовете, повърхностните условия се възстановяват и след това ядрото на почвата се развива по затворен начин и се издига плоча на тавата.

Многобройни транспортни тунели и плитки подземни структури са построени по траншеен метод в големи градове на Европа, Америка и Япония. В Москва по този начин са построени тунели за автотранспорт на Ленински проспект и Проспект Мира, подземен гараж на улица Айзенщайн, многофункционални подземни комплекси на Манежния площад и Софийската набережна и др.

През последните десетилетия бяха разработени нови модификации на полуотворения метод, базирани на използването на плосък или сводест таван, опиращ се директно върху земята, пилотни основи или масив от неподвижна почва. Под защитата на припокриването, използвайки минния метод, се отваря тунел и се издига облицовка от пръскан бетон, подсилена с масивни или решетъчни арки. На фиг. 11 показва технологичната последователност на изграждането на тунела по полуотворен начин.

Фигура: единадесет Технологична последователност за изграждане на тунела по полуотворен начин: 1 - изкоп на ямата; 2 - устройство на защитен свод; 3, 4, 5 - поетапно разкриване на продукцията

Този метод съчетава предимствата и недостатъците на отворените и затворените методи на работа и е най-ефективен и икономичен при полукаменисти и меки почви със средна и слаба стабилност при дълбочина на тунела от 2 до 12 m, а с увеличаването му разходите за строителство намаляват с около 25%.

При плътни и стабилни почви, които позволяват на тях да се подпира покривът на тунела, много ефективен е един вид полуотворен метод - така нареченият метод "Kerntner", който е най-широко разпространен в Австрия и Германия. Последователността на технологичните операции в метода "Kerntner" е показана на фиг. 12.

Фигура: 12 Последователността на технологичните операции в метода "Kerntner": 1 - яма; 2 - свод; 3 - запълване на почвата; 4 - ядро \u200b\u200bна почвата; 5 - облицовка на стени и свод

При дълбочина на тунела над 2 - 3 m и значителни натоварвания е подреден сводест таван с променлива твърдост с подсилени токове. Бетонира се на земята или се използва кофраж. В първия случай фундаментната яма първо се развива до свода на арката и след това се профилира в съответствие с очертанията на последната. Тази технология се използва в достатъчно плътни почви, които са в състояние да възприемат налягането от арката и засипката. Ако има меки слоеве, те се отстраняват и заменят с постно бетон. Преди бетониране на пода, върху земята се полага пластмасов филм, за да се предотврати залепването на бетон върху него, и се поставят подсилващи клетки. Ако носещата способност на почвите е недостатъчна, за да поеме налягането от свода, ямата се отваря до нивото на петите на свода и се монтира стационарен или подвижен кофраж. След втвърдяване с бетон с необходимата якост, арката се хидроизолира, покрива се с почвата, останала от отвора на ямата, и пътните дрехи над тунела се възстановяват. По-нататъшна работа се извършва под кода на технологията на новия австрийски метод. Почвата се изкопава с багер или тунелна машина с работно тяло на стрелата и се отстранява от самосвали. Калотата е на 20 - 40 м пред Strauss.

С разгъването на тунелния профил се полага спрей-бетоново покритие, подсилено със стоманени мрежи или арки. След стабилизиране на деформациите на контура на мината, определени от инструментите, се изработва улейната част и се бетонира обратният свод. Навременното затваряне на контура на мината значително увеличава степента на нейната стабилност. И накрая, вторична облицовка се издига от пръскан бетон или монолитен бетон в подвижен кофраж.

За да се увеличи надеждността на конюгирането на арката със стените на тунела, под петите му, преди бетониране, от опората се полага стоманена лента и уплътнения; след бетониране по време на отварянето на мината се монтират стоманени арки, които се свързват с армиращата клетка на петите.

В съответствие с гореспоменатата технология на полуотворения метод на строителство, условията за статична работа на трезора се променят многократно, което трябва да се вземе предвид при изчисляването му. Така че, след изграждането си, конструкцията практически не изпитва напрежения. Ако сводът е подреден в кофража, в него възникват напрежения от масата на конструкцията, а в края на засипването - от масата на почвата и временното натоварване. След развитието на калотата сводът работи главно в напречна посока като без шарнирна арка с еластична опора на земята. В процеса на развитие на Strauss настъпва преразпределение на напреженията в свода и работата му придобива пространствен характер. След издигането на обвивката от пръскан бетон, напрегнатото състояние на свода отново се променя: към надлъжните напрежения се добавят напречни напрежения (тъй като бетонът се втвърдява).

За първи път този тип полуотворен метод се използва през 1978 - 1979. по време на изграждането на пътен тунел в Кернтен (Австрия). Четири участъка с дължина 30 -50 m и площ на напречното сечение 85 - 125 m 2 бяха покрити със сводест таван. Автомобилните транспортни тунели са построени по същата технология през годините. Бохум, Бад Бертрих и Зинген, както и тунелите на метрото в Кьолн (Германия).

В град Бохум тунелът е положен в пясъчници и шисти, унищожени от тектонски въздействия. На дълбочина до 4,5 м отгоре бяха разположени културен слой, пясък, трошен камък и едри утайки. Работата е извършена на четири участъка с обща дължина 350 m. Бад Бертрих и Зинген. По време на строителството на метрото в Кьолн, на 505 м дълъг участък (410 м от работещи тунели и 95 м от тунели на гари), преди всичко, с помощта на технологията „стена в земята“, е подредена ямна ограда, под чиято защита почвата е разработена на дълбочина 4 м от земната повърхност и таванът е бетониран ; тунели, преминали под неговата защита след запълване и възстановяване на движението на превозните средства.

При слабо стабилни почви се използва така нареченият метод „рамкова опора“, при който са подредени изкуствени основи от стоманени или стоманобетонни пилоти, които да поддържат петите на свода, отгоре на които е издигната лента за обтягане. Методът, разработен от известния австрийски учен Г. Зауер, предвижда поетапно изграждане на плитки подземни конструкции в следната технологична последователност (фиг. 13).

На първия етап, на площадка с дължина 50 - 100 m, се отваря плитка яма с естествени склонове или стенно закрепване към дъното на тавана на подземната конструкция. Дъното на ямата може да бъде плоско или извито в съответствие с очертанията на тавана, който най-често се прави в сводеста форма. В първия случай конструкцията на свода се бетонира в специален кофраж, а във втория - директно върху земята.

Работите от етап II включват изграждането на основите на сводестия таван от наклонени пробивни пилоти, разположени по посока на радиуса на кривина на арката в нейните петни участъци. Конструкцията и параметрите на пилотите се определят от необходимата носеща способност, като се вземат предвид съществуващите натоварвания и якостните и деформационни свойства на почвите в основата.

Фигура: тринадесет

На етап III се монтират подсилващи клетки и сводът се бетонира върху почва или дървено-метален кофраж. След необходимото втвърдяване на бетона сводът се покрива с хидроизолационни и защитни слоеве и се покрива с пръст, възстановявайки повърхностните условия над изгражданата подземна конструкция.

Етап IV работи предвижда задвижване на подземна мина под покрива по затворен начин. В зависимост от свойствата на почвите и размерите на напречното сечение на подземната конструкция могат да бъдат внедрени технологии на непрекъснато или стъпаловидно лице, дънен перваз или новия австрийски метод (NATM).

Тъй като почвата се развива и отстранява, се поставя облицовка от монолитен бетон или пръскан бетон, подсилена, ако е необходимо, с масивни или решетъчни стоманени арки. По този начин основната работа по задвижване на подземна мина се извършва по добре позната и доказана технология с висока степен на безопасност под покритието на предварително бетониран свод, което благоприятно влияе върху темпото на строителството. Така че, според практиката, скоростта на издигане на свода е 200 - 400 м / месец, а скоростта на проникване е 150 - 300 м / месец.

Основните предимства на метода „рамкова опора“ обаче са, че се постига бързо възстановяване на движението на превозните средства над изгражданата подземна конструкция, преместването на подземните съоръжения, нарушаването на почвения масив и земната повърхност се свеждат до минимум и сроковете на работа се намаляват. Това технически просто и ефективно решение беше използвано за първи път при изграждането на тунел близо до Bad Betrich. Под петата на свода, предварително, снабдяването или основите от пробитите пилоти с вратовръзка, която се комбинира със свода.

Понастоящем тази технология се използва за изграждане на отделни участъци от железопътния тунел Дернбах с дължина 3,3 км. В северния участък на тунела, преминаващ върху плитка основа, в редуващи се пясъчници и кварцити с междинни слоеве глина и тиня, стоманобетонният свод е бил подпрян на пробити пилоти с дължина до 30 м и с диаметър 1 м. Сводът е издигнат в яма с естествени склонове, от една страна, и стена, закотвена в земята, от другата страна.

По същия начин централният участък на тунела е построен под магистрала A48 на дълбочина от 4 до 8 м. Движението на превозните средства е прекъснато за две седмици. В южния участък покривът на тунела също се опираше на сондажни пилоти с диаметър 1 m и дължина до 30 m.

В някои случаи сводът се опира на наклонени микропилоти с диаметър 0,4 - 0,6 м и дължина 4 - 6 м, разположени по дъното на ямата. Купчините са предназначени не само да поемат сили от свода, но и да закрепват стените на тунела по време на подземно изкопаване на почвата. Тази технология е използвана при изграждането на тунели на метрото във vg. Бразилия (Бразилия) в трудни геотехнически условия (свиваеми и нестабилни водоносни хоризонти) на дълбочина около 3 m.

Микропилотите, изработени от стоманени двустранни греди с височина 20,32 см и дължина 5-9 м, бяха задвижвани от вибратор, прикрепен към стрелата на багера. Сводът бе бетониран на земята и отчасти в кофража. Изкопът беше отворен с твърдо и стъпаловидно лице и обезопасен със стоманени арки и пръскан бетон.

При изграждане на тунели в нестабилни почви, сводът се опира върху масив от пръст, фиксиран чрез дълбоко инжектиране (циментов разтвор, течно стъкло с калциев хлорид или синтетична смола). При недостатъчно странично съпротивление на почвата, както и измествания на свода в хоризонтална и вертикална посока над допустимите стойности, последният се фиксира със стоманени връзки, което е възможно само при бетонирането му в кофража. След приключване на цялата работа затягането се отстранява.

За устройството на опорните елементи методът на струйно фугиране е много обещаващ, който осигурява бързо и надеждно фиксиране както на кохезионни, така и на некохезионни нестабилни почви.

При тунелиране на дълбочина 2-4 м, вместо сводесто, често се подрежда плоско припокриване, чиято стабилност се увеличава чрез опиране на краищата му върху къси наклонени сондажни пилоти или стълбове от изкуствено закрепена почва. По този начин могат да бъдат изградени едно- и двупролетни тунели. В последния случай, когато профилът на мината се отвори, в средната част се монтира междинен ред колони или плътна стена. Схемите за изграждане на еднопролетни и двупролетни тунели с плоско припокриване са показани на фиг. четиринадесет.

Нова версия на полуотворения метод - методът Zillertal - е разработена и внедрена от австрийската фирма Beton и Monierbau по време на изграждането на тунела Bretfall с дължина 1,33 км по федералната магистрала B169 (Германия). В южната част на тунела, дълъг 60 м, свод от монолитен стоманобетон беше подпрян на стени от пробити сондажи, достигащи до повърхността на земята, което даваше възможност за намаляване на размера на ямата.

Технологичната последователност на работите е показана на фиг. 15. На първо място, стени бяха издигнати от боресектиращи пилоти, а след това се отвори яма с извита основа до дъното на сводестия таван.

Фигура: четиринадесет Схема на конструкцията на тунели с плоско припокриване: а - тунел с един пролет; b - двупролетен тунел; 1 - бетониране на пода; 2 - изкоп на ямата; 3 - устройство на наклонени стени; 4 - тунелно развитие; 5 - подова плоча; 6 - засипване

Последният е издигнат от монолитен стоманобетон, опирайки го в стените от разцепени кафяви пилоти. Допълнителни работи бяха извършени по традиционната технология на полуотворения метод, разработване на ядрото на почвата и бетониране на обратния свод.

Методът "Zillertal" предвижда различна статична работа на тунелната структура в сравнение с метода "Kerntner". Разширението на свода се прехвърля върху стените от пробитите пилоти, компенсирайки активното странично налягане на почвата в горната част на стените. След развитието на почвеното ядро \u200b\u200bсводът се задържа от силите на триене. За да се увеличат силите на триене между свода и стената, в последните са вградени стоманени пръти с диаметър 36 mm и дължина 60 mm.

Фигура: петнадесет Технологична последователност на работите за метода на строителство „Цилертал”: 1 - конструкция, направена по технологията „стена в земята”; 2 - яма; 3 - свод; 4 - ядро \u200b\u200bна почвата; 5 - вътрешна облицовка на тунела

По този начин таванът на тунела, както и арката на покрива работят като сводести подпори, което елиминира необходимостта от закрепване на стените в земята.

Опитът от използването на различни модификации на полуотворения метод на работа показа неговата надеждност и безопасност. Основните минни операции се извършват по открит начин под защитата на под с висока степен на твърдост и носеща способност както в надлъжна, така и в напречна посока.

Скоростта на строителство е 200 - 400 м / месец. с припокриващо устройство и 150 - 300 м / месец. При шофиране и обезопасяване на мина. Постигнато е бързо възстановяване на движението на превозни средства над строящия се тунел, преустройство на подземни съоръжения, смущения в почвения масив и повърхността на земята, нивото на шума и вибрациите са намалени до минимум, а сроковете на работа са намалени. Въпреки някои недостатъци, полуотвореният метод може да се конкурира с традиционния - отворен и затворен, особено при изграждане на плитки тунели в слабо стабилни почви.

В началото на 20-ти век, поради увеличаването на автомобилния, железопътния и други видове транспорт, възникна въпросът за намаляване на трафика и създаване на допълнителни транспортни възли. По това време започва интензивно изграждане на транспортни тунели: метрото в Москва, Петербург, Нижни Новгород и много малки наземни, подземни структури.

Технология на строителството на транспортен тунел

Тунелите са най-трудният тип пътно строителство. За изпълнението на проекта са необходими геолози, геодезисти, дизайнери, скъпи машини и оборудване и квалифицирани работници.

Изборът на метод на строителство, дълбочина, дължина зависи от климатичните, топографските и геоложките условия на района. Подземният път може да пресича всякакви трудни участъци от пътя. Тунелите стоят през непреодолимите препятствия на релефния терен, под водата, където мостовете биха пречели на навигацията, под градските сгради (метрото), в скалисти почви.

Изграждането на транспортни тунели се извършва по открит и затворен начин. Понякога двата метода се комбинират.

Отворен път

Този метод се използва за плитко погребение на тунела на дълбочина 10-15 м. Той е по-евтин и по-малко трудоемък от затворения метод. Технологията предвижда изкопаване на яма, укрепване на стените и засипване. В допълнение към основните строителни работи е необходимо и прехвърляне на съществуващите инженерни комуникации, укрепване на почвата над тунела.

Има няколко често срещани метода. Те включват:

• Ямков метод. Най-малко трудоемкият метод, който осигурява най-благоприятните условия за втвърдяване на бетона, хидроизолационна инсталация. Според технологията се изкопава фундаментна яма по цялата дължина на тунела и пилотите се забиват по дъното на ямата на стъпки от 1-2 m. Стените на ямата са оставени под ъгъл от естествен наклон без закрепване (ако теренът позволява) или подсилени вертикално с временна облицовка. Облицовката се издига по стандартния начин, а след това цялата конструкция се покрива с пръст. Възможно е да се положат готови монолитни конструкции по цялата дължина на тунела. Методът е използван в строителството на метрото в Берлин, поради което понякога се нарича "Берлин".
• Щит метод. По време на изграждането на тунела се използва подвижен щит със и без механизми за развитие на почвата. В последния случай разработката се извършва ръчно и оборудването изпълнява функцията на работещи скелета и подвижна опора. Механизмът най-често е цилиндрично тяло, под чиято защита се извършва работа. Формата на щита съответства на бъдещото напречно сечение на тунела.
• Тренч метод. Състои се в изкопаване на проникването парче по парче. За вертикални стени се използва методът на суспензионната стена. Същността му се крие във факта, че преди започване на работа по периметъра на бъдещата подземна конструкция се пробиват малки окопи с ширина 0,4-1 м, с дължина до водната вода. Кухините на окопите са запълнени с глинен хоросан, който укрепва стените. В процеса на издигане на опората глиненият разтвор се заменя с монолитни или сглобяеми стоманобетонни конструкции.

В случай на силно напоени почви, напукани скалисти почви, песъчливо-глинести почви и други нестабилни геоложки условия се прилага специално укрепване на почвата. Укрепленията включват: обезводняване, замръзване на почвата, циментиране на скали, химическо консолидиране, метод на сгъстен въздух и др.

Затворен начин

Затвореният метод е по-трудоемък и опасен. При този метод сондажът се извършва на дълбочина 20 m, ако е невъзможно да се извърши работа по открит начин - при плитко легло на проникване 10-15 m. Строителството се извършва едновременно на няколко участъка от бъдещия изкоп, което ускорява въвеждането в експлоатация. Развитие на почвата, облицовка водят ръбовете от всеки ствол до срещата до съседните стволове, т.е. преди свързването на отделни секции.

Методът предвижда създаването на изкоп - изкуствена кухина в земята, укрепване на стените с рошпан (напречна греда, свързваща рамките), хидроизолационни работи. След полагане на тунела вътрешните му стени се обшиват с чугун, стомана или се подсилват със стоманобетон, бетон.

За тунелни операции се използват различни методи в зависимост от размера на тунела и инженерните условия:

• Щит метод. Според технологията се използва подвижен щит от механизиран или немеханизиран тип изкоп. Немеханизираният метод е по-малко продуктивен и се използва в тунели с дължина до 1-1,5 км.

В процеса на подреждане на подземната конструкция се извършва механичен изкоп, разработената почва пада върху ротор с фрези, след това върху конвейер и се транспортира до колички. Скоростта на механизираното проникване е до 1200 м на месец. В агресивна и нестабилна среда се използват щитове с активно доплащане. По време на работа облицовката на тунела се укрепва. Може да се направи чрез подаване на бетон, сгъстен въздух, уплътняване на почвата. Активно доплащане се създава в привидната зона.

Справка. Първият щит на тунела е проектиран през 1825 г. по време на изграждането на подземния под Темза. Създаден е от Марк Брунел, когато наблюдава корабния червей. Изобретателят забеляза, че главата на червея е покрита с черупка. Той използва назъбена челюст, за да пробие дърво. По-дълбоко червеят остави защитен слой вар по стените на прохода.

• Метод с твърдо лице. Разработването на почвата се извършва незабавно до пълното напречно сечение на проникването, закрепване дърво-метал е прикрепено към стените за временна защита по време на подреждането на облицовката на тунела.
• Планински метод, базиран на последователно изкопаване на части с монтиране на крепежни елементи от дърво. Подплатата на тунела също е оборудвана под защитата на крепежните елементи.

В зависимост от съществуващата почва се избира една или друга технология.

Методи за изграждане на транспортни тунели за стабилни скалисти и средно твърди почви:

• Метод за добив с използване на техники за пробиване и взривяване. Лицето е пробито с взривни дупки. След експлозията унищожената скала се транспортира на повърхността. Монтира се временна опора, върху която се полага слой от стоманена арка и стоманобетон или бетонна облицовка.
• Комбиниран метод. Различава се по начина на развитие на почвата. Изкопът се извършва частично от специални комбайни с различни видове трошащи ножове.
• Нов австрийски метод. Най-икономичният и разпространен метод с нисък разход на материали. Той е широко приложим за местните градски тунели. След създаването на пробива се работи с формиране на временна опора върху съседната почвена маса: армировка с анкери в шахматна дъска, армировка. Основното натоварване се поема от почвената маса. В този случай трайна облицовка (нанасяне на вътрешен слой бетон чрез напръскване с дебелина 10-35 cm и нанасяне на външен слой бетон с дебелина 5-15 cm) може да започне на значително разстояние от дъното, след като временната опора се изчерпи. Бетонната работа се организира незабавно по цялата площ на напречното сечение на тунела.

В слаби, напоени, агресивни среди е приложимо:

• Метод на щит с използване на тежести в областта на клането.
• Използването на сгъстен въздух, замръзване, покриване на почви, изпомпване на подпочвени води в зоната на тунелиране.

За нестабилни, набухнали, силно разрушени почви се използва следното:

• Щит метод, използващ механизирано разтоварване на почвата.
• Нов австрийски метод, използващ гъвкава арка.

В планините най-често срещаният метод за добив, използващ сондажни и взривни операции, тунелни машини в щитове. Използват се подводни, падащи или щитови секции. В границите на града, най-приемливият отворен метод. При нестандартни условия се използва методът за прокарване на проникване, консолидиране с химически реагенти или обезводняване, замразяване на почвите.

Облицовката на автотранспортните тунели е изработена от метал (чугун, стомана) или монолит (стоманобетон, бетон). Сводести контури - най-често от пръскан бетон или бетониране в кофраж. Кръглата облицовка се съединява от отделни метални или стоманобетонни елементи с оребрена или плътна секция. Правоъгълната облицовка е оборудвана под формата на рамкови конструкции, изработени от сглобяем или монолитен стоманобетон. За наземни тунели на мястото на началния и крайния портали са оборудвани ограждащи и носещи подпорни стени, архитектурно проектирани. Подводните пътни и градски тунели в повечето случаи са проектирани под формата на рампови конструкции с променлива височина.

Характеристики на транспортните тунели

Основни технически характеристики на транспортните тунели:

• надлъжен размер на профила, дължина;
• брой пътни ленти (2,3, 4, 7, 6, 8);
• ъгъл на наклон (от 3 до 40 ‰, изключително рядко до 60 ‰);
• форма на напречното сечение на проникването (кръгла, сводеста, правоъгълна);
• траектория на движение на площадката (права, извита с минимален радиус на кривина 250-400 m);
• дълбочина на поява (плитка до 10м, дълбока над 10-12м).

Размерът и формата се избират съгласно GOST 24451-80, като се вземат предвид използваните механизми, разположението на оперативните устройства, подходът на сградите.

Инженерни системи в тунели

Всеки тунел е проектиран с инженерни системи за безпроблемна и безопасна работа. То:

• захранваща и изпускателна вентилация, отстраняване на дим;
• газов анализатор;
• електрическо осветление; управление на електрическо осветление;
• противопожарна защита;
• дренажна помпена станция за отстраняване на вода;
• система за обезледяване;
• система за безопасност и контрол на движението;
• обмен на данни чрез оптичен кабел от контролера до контролната зала.

Съвременните системи са проектирани да бъдат автоматизирани. Те могат да се управляват дистанционно и ръчно.

Освен това, съгласно правилата за безопасност, в стените на тунелите са изградени ниши за противопожарно оборудване, аларми, разпределителни табла, а на всеки 100 m се правят аварийни изходи.

Справка. Въздушният обмен в тунелите достига няколко хиляди м3 в секунда. Например в автотунела Saint Gotthard въздушният поток е 2150 m3 / sec, което се равнява на преминаването на тунела с 1850 автомобила на час.

Най-дългите и дълбоки тунели

Най-дългият тунел в света се счита за Аквадукта в Делауеър, който се намира в щата Ню Йорк, САЩ и е построен през 1945 г. Дължината му е 137 000 м. Това е основният воден тунел на щата, който се пробива през скалите.

Тунел Готард, Швейцария (57 091 м) - най-дългият тунел за автомобилен транспорт в света. От северния край той излиза близо до село Ерстфелд, а южният изход се намира близо до село Бодио. Благодарение на новата транспортна линия времето за пътуване от Цюрих до Милано е намалено с 1 час. Състои се от 2 успоредни линии за двупосочен трафик, свързани с галерии. Отворен през 2016 г.

Най-дългото метро в света е Гуанджоу, построено в Китай през 2010 година. Дължината му е 60 400 m.

Най-дългият подземен път в Русия е Московското метро. Дължината му е 37 800 м. Считан е за най-дългото метро в света от 1978 до 1984 г., от 1990 до 1995 г.

Пътният тунел Айксунд се счита за най-дълбокия в света. Минава по дъното на Стърфьорд в норвежката провинция Мере ог Румсдал, свързва градовете Айкунд и Рянес Тунелът е с дълбочина 287 м.

Дълбочината на тунела, неговата дължина, местоположение и форма се определят въз основа на предназначението на тунела, топографските, геоложките и климатичните условия на района. Изграждането на тунели или, както казват строителите, тунелиране, се извършва по открит или затворен начин. В първия случай се работи по повърхността: разкъсва се яма, в която се издига тунел. В същото време строителите трябва да отворят асфалтовото пътно платно и също така, ако е необходимо, да преместят инженерните комуникации, които попадат в работната зона. Затвореният метод предвижда цялата работа да се извършва под земята, без да създава неудобства на шофьорите и пешеходците.

Най-често срещаният метод за изграждане на тунели е така нареченият „милански път“, когато строителите издигат стените на тунела и полагат таваните, върху които незабавно се възстановява движението. А конструкторите, защитени от „покрива“, завършват тунела, без да пречат на движението по повърхността.

При затворения метод на тунелна конструкция има два метода на работа: метода на бутане, когато мощен крик „бута“ тунелната рамка в почвата, и метода на тунелиране на щита, когато механизираният тунелен сондажен комплекс „пробива“ тунела пред себе си. За изграждането на четирилентов еднопосочен тунел е необходим 19-метров щит.

В зависимост от характеристиките на почвата се използват и технологиите, използвани за тунелиране. Ако строителството протича в условия на меки нестабилни скали, тогава за начало се издига специална опора от армировка и бетон, а нестабилните почви се замразяват със специално съединение или се укрепват със специален разтвор. Например цимент, водно стъкло с калциев хлорид или синтетична смола.

Когато тунелът е положен, в зависимост от инженерните и геоложки условия, той е облицован с бетон на място, стоманобетон, стомана или чугун.

При изграждането на дълъг тунел, при който формата и размерите ще бъдат еднакви по цялата дължина, се използват сглобяеми конструкции. Вярно е, че в този случай е необходимо да се подходи към въпроса за закрепване на отделни блокове заедно със специални грижи. Много по-лесно е да се изгради тунел от монолитни конструкции. Монолитните конструкции се отливат директно на място, поставяйки бетонната смес с ново съвременно оборудване за леене на бетон. Предимствата на този метод са в отсъствието на транспортиране на бетонни блокове, както и в липсата на съединения на фуги между отделни конструкции, което прави тунела по-надежден и издръжлив.

Дизайнът на тунела може да бъде разнообразен. Така че, освен самия път, в тунела могат да бъдат изградени паркинги, пешеходни преходи, търговски центрове - всичко това вече се намира над тунела. Всеки тунел е оборудван със система от комунални услуги (дренаж, вентилация и др.), Както и сервизни и технологични помещения. В стените на тунела са изградени ниши за пожарни и електрически табла, лампи. А от съображения за безопасност, евакуационни изходи се правят на всеки 100 м в случай на извънредна ситуация.

- \u003d Доклад за Метро \u003d -

Тази година московското метро навършва 80 години. Официалният рожден ден на столичното метро се празнува на 15 май (тогава метрото беше отворено за първи път за жителите на града), но първият технически влак премина през февруари. Интересен факт: през първата година от откриването цената на билета непрекъснато намалява. Първо от 50 копейки до 40, а след това изобщо до 30.

Изграждането на първата линия победи не само световните рекорди, но и надхвърли човешките възможности. Клонът с обща дължина 11,6 км, с 13 станции и целия комплекс от конструкции, беше решено да се изгради за три години. За адска и спешна работа бяха доведени няколко хиляди затворници, въпреки че и без тях имаше много хора, готови да допринесат за амбициозната структура. Всички операции в мините - разработване, товарене и раздробяване на скали, превоз на колички - се извършват без помощта на машини. Днес тези първи станции на червената линия са сред най-красивите и величествени, истинското сърце на московското метро.

Как се раждат нови станции днес? Разбира се, никой не поставя комунистически рекорди и не включва осъдени в работата. Изграждането на тунели дълбоко под земята остава обезсърчаваща задача. Подготвил съм голяма и интересна публикация за това.

За начало си струва да обясним: метростанциите са два вида - плитки и дълбоки. Първите са построени в открит рудник, за вторите копаят мина и цялата работа се извършва на големи дълбочини. Под разреза ще покажа и двата типа на примера на бъдещите московски метростанции - Петровски парк и Фонвизинская ...

Станция Петровски парк е плитка. Вижда се, че дълбочината на ямата е не повече от 4 етажа; някои подземни паркинги са много по-дълбоки. Разделителите между противоположните стени на изкопа се наричат \u200b\u200bекзекуции, те предотвратяват проливането по време на строителството:

3.

Място за ескалатор. Въпреки че, съдейки по височината, те биха могли да направят стъпките:

4.

Гарата е планирана да бъде двуетажна. Балконите отстрани на платформата напомнят донякъде на тези на Комсомолская:

5.

Парк Петровски е станция в процес на изграждане в бъдещия Втори метростанция, която ще пресича всички съществуващи радиални линии, но по-близо до покрайнините на Москва:

6.

Метро тунелът се изгражда от тунелопробивен механизиран комплекс (TPMK), чиято работа наподобява движението на червей под земята. Според легендата идеята за изобретението на тунелния щит на английския инженер Марк Брунел се ръководи от наблюдения на движенията на корабен червей, проправящ път в дъбов чип. Изобретателят забеляза, че само главата на мекотелото е покрита с твърда черупка. С помощта на назъбените си ръбове червеят проби през дървото. Потъвайки по-дълбоко, той остави гладък защитен слой вар по стените на прохода. Вземайки този принцип за основа, Брунел патентова голям чугунен тунелен щит, който се бута под земята с крикове. След това тунелът е облицован с тръби - това е такъв елемент за закрепване на подземни конструкции:

7.

Тръбите за плитка станция са извити бетонни плочи. Докингът е абсолютно стегнат:

8.

Земята се изнася със специален състав:

9.

Изглежда, че наистина не можете да се търкаляте по технически релси, но дори такъв елементарен "електрически вагон" има куп контроли:

10.

Според строителите този обект е предимно глинеста почва:

11.

Всяка каретка се закача с кран и се повдига на повърхността:

12.

13.

Земята се изсипва в специална яма, откъдето се транспортира с камиони няколко пъти на ден.

Ако не навлизате в подробности, тук свършва технологията за изграждане на малки станции: щитът полага тунел, а в открития рудник по това време се подреждат платформата и техническите помещения на бъдещата станция. Друго нещо е дълбоката станция ...

14.

Гара Фонвизинская днес изглежда така. Това е "дупка" в земята, в дъното на която можете да познаете тунела на бъдещия ескалатор:

15.

Схема на гарата и линиите на метрото по градската схема:

16.

Строителната площадка е много компактна. Това не е изненадващо - основната строителна площадка отива под земята:

17.

Жълтата сграда стои точно над шахтата на мината. Това кладенец води директно към подземна работа:

18.

Както можете да видите на диаграмата (изглед отгоре), шахтата на мината не е разположена над самата станция, а леко встрани. Кладенецът се спуска на 60 метра и го копаят на ръка. Изненадващо няма други технологии, а само отборен чук и лопата.

Технически тунели (изработки). Изграждането на метрото не започва веднага от платформата на гарата. Първо изкопават временни тунели, които обикалят бъдещата станция. През тези тунели се изважда земя и се внася оборудване.

Станционни тунели.Подвижният състав ще върви по тях. Има два тунела - единия и другия път.

Платформа. Голям и висок тунел, от който впоследствие ще бъде направена платформата на гарата. Краищата му са граничени с влакови тунели.

Тягова понижаваща подстанция (CCI). Най-важният стратегически елемент на цялото метро, \u200b\u200bкойто енергизира релсите и всъщност осигурява движението на влаковете.

19.

Управителят на обекта обяснява подробно подредбата на станцията по проекта, след което слизаме на земята, за да видим всичко със собствените си очи:

20.

Лявата и дясната клетка са асансьорите в кладенеца на шахтата. По тях се вдигат както хора, така и оборудване:

21.

Асансьорите се управляват от хора от близката сграда, където е монтирана гигантска лебедка. Обърнете внимание на спирачните дискове, много подобни на автомобилните:

22.

Клетката се спуска и издига много бързо - 3 метра в секунда. Няма врати, има дръжки, за които можете да се хванете при шофиране. Няма бутони, като в домашен асансьор, всичко се управлява ръчно от хората (в края на краищата, за да не слизате в мазето):

23.

24.

Между 800 и 1000 души работят под земята. Всеки служител има свой собствен номер и чип на общия щанд. При спускане той трябва да обърне чипа към червената страна, а при излизане - зелен. По този начин, в случай на извънредна ситуация, можете незабавно да определите колко души са в мината и кой точно:

25.

Мобилните телефони не работят под земята, цялата комуникация се осъществява чрез такива устройства - моите телефони. Изглежда просто и надеждно като съветски танк:

26.

Под тази единица изглежда така. Съмнявам се, че през осемте можете да отидете до междуградското:

27.

Първото нещо, което виждаме, когато отидем под земята, е технологичен тунел. Той, както и всички други подходи, ще се запълнят след края на строителството. Всички временни тунели са оборудвани с релси; върху тях се транспортират стоки, инструменти и земя:

28.

Секции с релси са сглобени като детска железница. И изглеждат приблизително еднакво, само в мащаб 1: 1

29.

Миниатюрни електрически влакове се движат по миниатюрни релси. Ако сте фен на железницата като дете, не забравяйте да дойдете тук да работите :)

30.

Те се захранват като трамваи от електрическа жица и е по-добре да не го докосвате с ръце:

31.

Ремаркетата се носят доста енергично:

32.

Релсите водят директно до асансьорите, откъдето автомобилът може да бъде изпратен на повърхността. Има техническо отделение, където вагоните се вдигат и изпразват в специален контейнер (след това се отнасят за обезвреждане). Огромна четка вляво извлича мръсотия от люлеещия механизъм:

33.

Още един технологичен тунел обгражда станцията. Той също ще бъде елиминиран на финалния етап, но засега каруци се возят тук:

34.

По него стигаме до основната зона - бъдещата платформа на гарата. За разлика от плитката станция, те използват не бетонни тръби, а чугунени тръби, които могат да издържат на най-силното налягане:

35.

Елементите се изтеглят заедно с такива болтове:

36.

Три тунела, свързани с проходи - скелетът на бъдещата перонна станция:

37.

38.

Централният тунел, който ще има платформа малко по-голяма от тунелите с влакове:

39.

Дълбоко разположените станции не се „копаят“, а се полагат с помощта на насочени експлозии. Щитът за пробиване на тунели е безполезен на тази станция, земята е много плътна.

Това е краят на платформата, където ескалаторът ще излезе на повърхността:

40.

Въпреки че не е ясно на снимката, това е диагонален тунел на ескалатора, който води нагоре:

41.

42.

Вдясно са чугунените тръби, през които ще мине електротехникът:

43.

Най-високият тунел е CCI, висок три етажа:

44.

Жените не работят под земята. Те могат да спаднат само в един случай, ако жената е геодезист (специалист по извършване на пространствени и геометрични измервания в недрата на земята):

46.

Преди да се върнете в асансьора, трябва да изперете ботушите си от мръсотия:

47.

А това е гара Котелники. Тя е почти готова, остава само да режисира последния марафет. Тази пролет ще приеме първите пътници:

48.

Турникети. Въпреки че е възможно да преминете без карта:

49.

Ескалатори. От една страна, довършителните работи са в ход:

50.

От друга страна, всичко вече е готово:

51.

Осветлението работи "с половин уста", но с отварянето на станцията тук ще стане много по-ярко:

52.

Тъй като станцията не е дълбока, нейната платформена част изглежда като стоманобетонна кутия:

53.

В същото време работещият тунел е кръгъл и е облицован с бетонни тръби (той е положен с помощта на тунелен щит):

54.

Всички стени в комуникациите и проводниците:

55.

В Котелники има и ТПП. Това е светинята на светиите, строго обезопасено съоръжение. Докато не работи, ни беше позволено да влезем вътре. Външно този възел, откъдето токът се подава до най-близките линии, е незабележим. Таваните са ниски, често се налага да се стигне до три смъртни случая:

56.

Това е терминалната станция и тук влаковете се обръщат. Представих си определена линия в полукръг, на която влаковете се въртят в обратна посока. В действителност, разбира се, всичко се случва по различен начин:

57.

Влакът стига до задънена улица, машинистът оставя главата на влака и тръгва по техническата платформа до другия край. Това е целият „обрат“.

В час пик, когато има много хора и се изисква максимална честота на движение, машинистите се сменят още по-бързо: машинистът на предишния се качва в пристигащия влак, а този, който е напуснал, отива в другия край, за да смени следващия:

58.

Светлината на платформата вече свети в далечината:

И накрая, основният въпрос, който ме тревожи дълго време - къде спят влаковете? Оказва се, че влаковете се редят от задънената улица и се простират до три метростанции от края!

60.

P.S. Според ръководството на "Стройкомплекс" тази година се планира изграждането на най-малко 12 км нови линии на метрото и откриване на 8 нови станции (Котелники и Фонвизинская сред тях). Подробности за плановете за изграждане на нови станции могат да бъдат намерени