Tunnelien rakentaminen: menetelmät ja tavoitteet

2024 Kirjoittaja: Henry Conors | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-12 06:49

Tunneli on vaakasuora tai k alteva keinotekoinen käytävä maan alla. Tällaisia objekteja luodaan eri tarkoituksiin. Siellä on jalankulku-, pyörä-, auto-, rautatie-, maanalaisia liikennetunneleita, metroa, raitiovaunuja jne.

Metro on tunnelein kulkuväline. Suurin osa sen linjoista on laskettu käytävien kautta, jotka voivat sijaita eri syvyyksillä maan alla. Vuorten ja kukkuloiden alle rakennetaan tie- ja rautatietunneleita reitin kokonaispituuden lyhentämiseksi. Joskus on järkevämpää rakentaa tunneli kuin rakentaa siltaa.

Historia

Ihmiset ovat luoneet näitä esineitä muinaisista ajoista lähtien. Ensimmäiset tämän tyyppiset keinotekoiset rakenteet ilmestyivät jo kivikaudella. Kivien läpi leikattiin luolia, katakombeja, louhoksia ja kaivoskuiluja. Maat, joissa tämä tehtiin aikaisemmin kuin missään muualla, olivat Egypti ja Kreikka sekäRooman ja Babylonin kaupungit. Siellä kaivettiin tunneleita kaivostoimintaa varten temppelien, hautojen ja vesijohtojen rakentamisen aikana. Työn aikana käytettiin yksinkertaisimpia työkaluja, eikä kiviä, joihin käytävä leikattiin, ei kiinnitetty.

Ensimmäinen vedenalainen tunneli rakennettiin Eufrat-joen alle noin vuonna 2160 eaa.

Joskus tunneleita rakennettiin keskiajalla, pääasiassa sotilaallisiin tarkoituksiin. Keskiajan loppupuolella luotiin aktiivisesti purjehduskelpoisia kulkuväyliä. Ensimmäinen rautatietunneli ilmestyi vuosina 1826-1830. Ja ensimmäinen auto rakennettiin vuonna 1927 Hudson-joen alla.

Neuvostoliitossa maanalaisia rautatietiloja rakennettiin erityisen usein. Ne laskettiin Uralin, Kaukasuksen ja Krimin halki. Autotunnelien rakentaminen tuli merkitykselliseksi autojen määrän lisääntyessä Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen.

Mikä se on?

Tunneli on kallioon laskettu pitkänomainen keinotekoinen tyhjiö. Jos kivi on vahva, kulkua ei ole kiinnitetty, ja jos se on löysä, asennetaan keinotekoiset kiinnitysrakenteet. Niitä kutsutaan vuorauksiksi ja ne ottavat merkittävän osan vuoristokuormista ja osallistuvat myös vedeneristykseen. Sisään- ja uloskäynteihin rakennetaan niin sanotut portaalit. Niillä voi olla arkkitehtoninen ulkonäkö.

Tunnelin rakennusmenetelmät

On olemassa kahta tyyppiä - suljettu ja avoin. Ensimmäistä menetelmää käytetään käytävien asettamiseen suuriin syvyyksiin (yli 20 metriä) sekä mataliin tunneleihin. Avointa käytetään laskettaessamatalat liikkeet. Tämän menetelmän etuna on alhaisemmat kustannukset, ja haittana on tarve ohjata sen vyöhykkeellä sijaitsevat viestintä- ja kuljetusreitit rakennustyöma alta.

Suljetut tunnelointimenetelmät

Menetelmän valinta, jolla tunneli rakennetaan, riippuu halkaisevan kallion tyypistä ja kohteen tarkoituksesta. Metrotunnelin ja rautatietunnelien rakentamisessa käytetään usein suljettuja menetelmiä. Maaperä voi olla vahvaa, pehmeää, murtunutta, kasteltua.

• Louhinnan aikana käytetään putoamista, porausta ja räjäytystyötä. Läpäisyn pääelementti on räjähteen asettaminen ja suunnatun räjähdyksen toteuttaminen. Tuhoutuneen kiven palaset poistetaan pinn alta pintaan. Tuloksena oleva ontelo vahvistetaan ensin ja sitten vuoraus suoritetaan. Käytä tätä menetelmää, kun kivet ovat vakaita ja vahvoja.
• Yhdistelmätyyppinen tiiviste perustuu myös kiven tuhoutumiseen. Tätä varten käytetään kuitenkin erityisiä tunnelointilaitteita. Nämä ovat tunneleiden kaivamiseen tarkoitettuja ns. Kuten edellistä, tätä menetelmää käytetään korkean ja keskisuuren kiven lujuuden tapauksessa.
• Uutta itäv altalaista tunnelointimenetelmää käytetään pehmeälle ja murtuneelle kivelle. Se perustuu väliaikaisten kiinnitysten luomiseen ruiskuttamalla betonia kiven pintaan sekä vahvistamiseen ankkureilla. Tämä lisää kaaren vakautta pohjareikävyöhykkeellä. Mitä tulee pysyvään vuoraukseen, se voidaan suorittaa etäällä paikastateurastus, johon käytetään tehokkaita mekanismeja.
• Suojausmenetelmä perustuu tunnelointikilven käyttöön, jolla rakennetaan tunneli koko osuudella, jonka jälkeen suoritetaan vuoraus. Tätä menetelmää sovelletaan myös irtonaisiin ja halkeileviin kiviin.
• Korkean kastelun, maaperän epävakauden ja aggressiivisten ympäristöjen läsnä ollessa käytetään erityisiä tunkeutumismenetelmiä. Tätä varten voidaan käyttää kiinnitystä erikoisratkaisulla, pakastusta, tyhjennystä, työtä paineilmalla. Myös suojamenetelmiä voidaan käyttää aktiivisella kasvopainolla täydennettynä.

Avoimet tunnelointimenetelmät

Avotun tunnelointimenetelmän käyttö on suositeltavaa, kun kaivetaan matalia käytäviä. Käytetään seuraavia tekniikoita:

• Kuoppamenetelmänä on luoda kuoppa koko rakenteilla olevan kohteen leveydeltä ja syvyydestä. Seinät voivat olla keinotekoisesti vahvistettuja tai ne voivat vastata kivien luonnollista esiintymistä. Tunnelin vuorauksen jälkeen kuoppa täytetään. Tätä menetelmää käytettiin metron rakentamisessa Berliinissä.
• Suojausmenetelmä tunnelien rakentamisessa on käyttää vuoraukseen suorakaiteen muotoista kilpeä.
• Kauvausmenetelmää käytetään usein jalankulkutunneleita asetettaessa. Se koostuu kuopan kaivamisesta pala pal alta.

Johtopäätös

Siten kuljetustunnelin rakentaminen voidaan toteuttaa eri tavoin toimitetustamaaperän tehtäviä ja ominaisuuksia. Yleisimmät ovat rautatie- ja metrotunnelit.