Будівництво тунелів: способи та цілі

Тунелем називають горизонтальний або похилий штучний прохід під землею. Такі об’єкти створюються для різних цілей. Є пішохідні, велосипедні, автомобільні, залізничні, тунелі підземних комунікацій, метро, трамваїв і т. д.

Найбільш «тунельним» видом транспорту є метро. Велика частина його ліній прокладена проходах, які можуть знаходитися на різній глибині під землею. Автомобільні та залізничні тунелі прокладають під горами і пагорбами, щоб скоротити загальну довжину маршруту. Іноді буває доцільно прокласти тунель, ніж зводити міст.

Історія

Створенням цих об’єктів люди займалися з давніх часів. Перші штучні споруди такого типу з’явилися вже в кам’яному столітті. В скелях прорубувалися печери, катакомби, каменоломні, шахти рудників. Країнами, де цим стали займатися раніше, ніж де б то не було, були Єгипет і Греція, а також міста Рим і Вавилон. Там рили тунелі з метою видобутку корисних копалин, при будівництві храмів, гробниць, прокладання водоводів. При роботах використовувалися найпростіші знаряддя, а скельні породи, в яких прорубували прохід, не закріплювалися.

Самий перший підводний тунель був побудований під річкою Євфрат, в районі 2160 року до нашої ери.

Іноді будували тунелі і в Середньовіччі, переважно у військових цілях. В пізній фазі Середньовіччя активно створювалися судноплавні проходи. Перший залізничний тунель з’явився в 1826-1830 рр .. А перший автомобільний був побудований в 1927 році під річкою Гудзон.

В СРСР особливо часто будувалися залізничні підземні споруди. Їх прокладали через Урал, Кавказ, Крим. Будівництво автомобільних тунелів стало актуальним із збільшенням кількості машин після розпаду СРСР.

Що з себе представляє?

Тунель – це штучна порожнеча витягнутої форми, прокладена в гірській породі. Якщо порода міцна, то прохід не закріплюють, а якщо пухка, то встановлюють штучні закріпні споруди. Вони називаються обробленням і беруть на себе значну частину гірських навантажень, а також беруть участь в гідроізоляції. На входах і виходах споруджують так звані портали. Вони можуть мати архітектурний вигляд.

Дивіться також:  Прем'єр-міністр Швеції Стефан Левен: біографія та політична діяльність

Способи будівництва тунелів

Існує два типи – закритий і відкритий. Перший спосіб використовують для прокладання проходів на великій глибині (більше 20 метрів), а також для тунелів мілкого закладання. Відкриті застосовують при прокладці неглибоких ходів. Плюсом цього способу є більш низька вартість, а мінусом – необхідність відведення від місця будівництва знаходяться в її зоні комунікацій і транспортних шляхів.

Закриті способи прокладання тунелів

Вибір способу, за яким будуть будувати тунель, залежить від типу породи, яку потрібно буде проривати, і призначення об’єкта. Закриті способи часто застосовують при будівництві тунелю метро і залізничних тунелів. Грунти можуть бути міцні, м’які, тріщинуваті, обводнені.

  • При гірському способі прокладки використовуються бурові та вибухові роботи. Основним елементом проходки є закладення вибухової речовини і здійснення спрямованого вибуху. Уламки зруйнованої породи видаляються з вибою на поверхню. Утворюється порожнина спочатку посилюється, а потім здійснюється обделка. Використовують цей спосіб у тому випадку, коли гірські породи стійкі і міцні.
  • Комбайновий тип прокладки заснований на руйнуванні породи. Однак для цього використовують спеціальну тоннелепроходческую техніку. Це так звані комбайни для риття тунелів. Так само, як і попередній, цей спосіб застосовують у разі високої і середньої міцності порід.
  • Новоавстрийский метод будівництва тунелів застосовується для м’яких і тріщинуватих порід. Заснований на створенні тимчасових кріплень за рахунок набризкування на поверхню породи бетону, а також зміцненні анкерами. Це підвищує стійкість зводу в зоні забою. Що ж стосується постійної оброблення, то вона може виконуватися на видаленні від місця забою, для чого використовують механізми високої продуктивності.
  • Щитовый спосіб прокладки заснований на використанні прохідницького щита, яким виконується прокладка тунелю по всьому перерізу, після чого здійснюється обделка. Цей метод також застосовується для пухких і тріщинуватих порід.
  • При наявності високого ступеня обводненості, нестійкості грунтів і наявності агресивних середовищ використовують спеціальні методи проходки. Для цього може застосовуватися закріплення спеціальним розчином, заморожування, водовідведення, робота з стисненим повітрям. Також можуть бути використані щитові методи, доповнені активним вантажем забою.
Дивіться також:  Гірські рельєфи: особливості, види і форми

Відкриті способи прокладання тунелів

Застосування відкритого способу будівництва тунелів доцільно при ритті проходів дрібного закладення. При цьому використовують такі технології:

  • Котлованный метод полягає в створенні котловану на всю ширину та глибину об’єкта, що будується. Стіни можуть бути штучно укріплені, або відповідати природному залягання порід. Після оброблення тунелю котлован засипають. Цей спосіб використовувався при будівництві метро в Берліні.
  • Щитовий спосіб будівництва тунелів полягає у використанні прямокутного щита для оброблення.
  • Траншейних метод нерідко застосовують при прокладці пішохідних тунелів. Він полягає в риття котловану по частинах.

Висновок

Таким чином, будівництво транспортного тунелю може здійснюватися різними способами, що залежить від поставлених завдань і особливостей грунтів. Найбільше поширення мають тунелі залізничні та для метрополітену.