Hier in die Verenigde State het ons na tonnelwerk deur boor-en-ontploffing verwys as "konvensionele" tonnelwerk, wat ek vermoed dat tonnelwerk deur TBM of ander gemeganiseerde maniere na verwys word as "Onkonvensioneel."Met die evolusie van TBM-tegnologie word dit egter meer en meer skaars om tonnelwerk deur boor-en-ontploffing te doen en as sodanig wil ons dalk daaraan dink om die uitdrukking om te draai en na tonnelwerk deur boor-en-ontploffing te begin verwys as "onkonvensioneel ” tonnelwerk.
Tonnelbou deur boor-en-ontploffing is steeds die algemeenste metode in die ondergrondse mynboubedryf, terwyl tonnelwerk vir infrastruktuurprojekte al hoe meer gemeganiseerde tonnelwerk deur TBM of ander metodes word.In kort tonnels, vir groot deursnee, grotkonstruksie, oorkruisings, dwarsgange, skagte, penstokke, ens., is Boor en Blast egter dikwels die enigste moontlike metode.Deur Drill and Blast het ons ook die moontlikheid om meer buigsaam te wees om aan te pas by verskillende profiele in vergelyking met 'n TBM-tonnel wat altyd 'n sirkelvormige deursnee gee, veral vir snelwegtonnels, wat lei tot baie ooruitgrawing in verhouding tot die werklike deursnee wat nodig is.
In die Nordiese lande waar die geologiese vorming van ondergrondse konstruksie dikwels in soliede harde graniet en gneis is wat hom baie doeltreffend en ekonomies tot boor- en ontploffingsmyn leen.Byvoorbeeld, die Stockholm-metrostelsel bestaan tipies uit blootgestelde rotsoppervlakte wat met boor en ontploffing gebou is en met spuitbeton as die finale voering gespuit is sonder enige giet-in-plek-voering.
Tans word AECOM se projek, die Stockholm-verbypad wat uit 21 km (13 myl) hoofweg bestaan waarvan 18 km (11 myl) ondergronds onder die westelike argipel van Stockholm is, in aanbou, sien Fig. 1. Hierdie tonnels het veranderlike dwarssnitte, om drie bane in elke rigting te akkommodeer en op- en af-opritte wat met die oppervlak verbind word, word gebou deur gebruik te maak van Drill and Blast-tegniek.Hierdie tipe projekte is steeds mededingend as Drill and Blast as gevolg van die goeie geologie en die behoefte aan veranderlike deursnit om die ruimtevereistes te akkommodeer.Vir hierdie projek is verskeie toegangshellings ontwikkel om die lang hooftonnels in veelvuldige opskrifte te verdeel wat die algehele tyd om die tonnel uit te grawe sal verkort.Die tonnel se aanvanklike ondersteuning bestaan uit rotsboute en 4”-skietbeton en die finale voering bestaan uit waterdigtingsmembraan en 4 duim-skietbeton wat opgehang word deur boute wat ongeveer 4 by 4 voet gespasieer is, 1 voet van die skootbeton-gevoerde rotsoppervlak geïnstalleer, dien as 'n water- en ryp isolasie.
Noorweë is selfs meer ekstreem wanneer dit kom by tonnelwerk deur Drill and Blast en het oor die jare die metodes vir Drill and Blast tot perfeksie verfyn.Met die baie bergagtige topografie in Noorweë en die baie lang fjords wat in die land insny, is die behoefte aan tonnels onder die fjords vir beide snelweg en spoor van groot belang en kan dit die reistyd aansienlik verminder.Noorweë het meer as 1000 padtonnels, wat die meeste ter wêreld is.Boonop is Noorweë ook die tuiste van ontelbare hidrokragaanlegte met penstoktonnels en -skagte wat deur Drill and Blast gebou word.Gedurende die tydperk van 2015 tot 2018, in Noorweë alleen, was daar ongeveer 5,5 miljoen CY se ondergrondse rotsuitgrawings deur Drill and Blast.Die Nordiese lande het die tegniek van Drill and Blast vervolmaak en sy tegnologieë en die nuutste kuns regoor die wêreld verken.Ook in Sentraal-Europa, veral in die alpiene lande, is Drill and Blast steeds 'n mededingende metode in tonnel, ten spyte van die lang lengte van tonnels.Die belangrikste verskil met die Nordics-tonnels is dat die meeste van die Alpe-tonnels 'n Cast-In-Place finale betonvoering het.
In die Noordooste van die VSA, en in die Rocky Mountains-streke is daar soortgelyke toestande as in die Nordiese lande met harde bekwame rots wat ekonomiese gebruik van Drill and Blast moontlik maak.Enkele voorbeelde sluit in die New York City Metro, die Eisenhower Tunnel in Colorado en Mt McDonald Tunnel in die Kanadese Rockies
Onlangse vervoerprojekte in New York, soos die onlangs voltooide Second Avenue Subway of die East Side Access-projek, het 'n kombinasie van TBM-ontginde lopende tonnels met Station Caverns en ander hulpruimte wat deur Drill and Blast gedoen is.
Die gebruik van boor jumbo's het oor die jare ontwikkel van die primitiewe hand gehou bore of een boom jumbos na die gerekenariseerde self-boor Multiple-Boom Jumbos waar boorpatrone in die boordrekenaar ingevoer word wat vinnige en hoë akkuraatheid boor moontlik maak tot 'n pre -stel akkuraat berekende boorpatroon.(sien Fig. 2)
Die gevorderde boor jumbos kom as ten volle outomatiese of semi-outomatiese;in eersgenoemde, na voltooiing van die gat, trek die boor terug en beweeg outomaties na die volgende gatposisie en begin boor sonder dat dit deur die operateur geposisioneer moet word;vir die semi-outomatiese spuitbalke beweeg die operateur die boor van gat tot gat.Dit stel een operateur in staat om boor jumbo's doeltreffend te hanteer met tot drie spuitbalke met die gebruik van die aanboordrekenaar.(sien Fig. 3)
Met die ontwikkeling van Rock Drills vanaf 18, 22, 30 en tot 40 kW se impakkrag en hoëfrekwensie bore met voerders wat tot 20' drifstawe hou en die gebruik van die geoutomatiseerde Rod Adding System (RAS), die voortgang en spoed van boorwerk het baie verbeter met werklike voorskottempo's van tot 18' per rondte en gat wat tussen 8 – 12 voet/min sak, afhangende van die tipe rots en die gebruikte boor.'n Outomatiese 3-boom boor-jumbo kan 800 – 1200 vt/uur boor met 20 vt Drifter Rods.Die gebruik van 20 FT dryfstokke benodig 'n sekere minimum grootte tonnel (ongeveer 25 FT) om rotsboute loodreg op die tonnel-as met dieselfde toerusting te gebruik.
'n Onlangse ontwikkeling is die gebruik van multifunksionele jumbo's wat aan die tonnelkroon gehang word, waardeur veelvuldige funksies gelyktydig kan voortgaan, soos boor en uitsmeer.Die jumbo kan ook gebruik word om traliebalke en spuitbeton te installeer.Hierdie benadering oorvleuel opeenvolgende bewerkings in tonnel, wat lei tot tydbesparing op die skedule.Sien Fig 4.
Die gebruik van grootmaat-emulsie om die gate vanaf 'n aparte laaivragmotor te laai, wanneer die boor-jumbo vir veelvuldige opskrifte gebruik word, of as 'n ingeboude kenmerk van die boor-jumbo wanneer 'n enkele opskrif uitgegrawe word, word meer algemeen, tensy daar is plaaslike beperkings vir hierdie toepassing.Hierdie metode word algemeen gebruik in verskeie gebiede regoor die wêreld, met twee of drie gate kan gelyktydig gelaai word;die konsentrasie van die emulsie kan aangepas word na gelang van watter gate gelaai word.Die gesnyde gate en onderste gate word normaalweg gelaai met 100% konsentrasie terwyl kontoergate gelaai word met 'n baie ligter konsentrasie van ongeveer 25% konsentrasie.(sien Fig 5)
Die gebruik van grootmaat-emulsie benodig 'n booster in die vorm van 'n stok verpakte plofstof (onderlaag) wat saam met die ontsteker onder in die gate ingesit word en nodig is om die grootmaat-emulsie wat in die gat gepomp word, aan die brand te steek.Die gebruik van grootmaat-emulsie verminder die algehele laaityd as die tradisionele patrone, waar 80 – 100 gate/uur gelaai kan word vanaf 'n laaivragmotor wat toegerus is met twee laaipompe en een- of tweepersoonmandjies om die volle deursnit te bereik.Sien Fig.6
Die gebruik van wielladers en vragmotors is steeds die algemeenste manier om die uitmesting te doen in kombinasie met Drill and Blast vir tonnels wat toegang tot die oppervlak het.In die geval van toegang via skagte sal die modder meestal per wiellaaier na die skag gedra word waar dit na die oppervlak gehys sal word vir verdere vervoer na die finale stortingsgebied.
Die gebruik van 'n breker by die tonnelvlak om die groter rotsstukke af te breek om hul oordrag met 'n vervoerband toe te laat om die modder na die oppervlak te bring, is egter nog 'n innovasie wat in Sentraal-Europa ontwikkel is, dikwels vir lang tonnels deur die Alpe.Hierdie metode verminder die tyd vir uitsmeer aansienlik, veral vir lang tonnels en skakel die vragmotors in die tonnel uit, wat op sy beurt die werksomgewing verbeter en die nodige ventilasiekapasiteit verminder.Dit maak ook die tonnel-omkering vry vir betonwerke.Dit het 'n bykomende voordeel as die rots van so 'n kwaliteit is dat dit vir aggregaatproduksie gebruik kan word.In hierdie geval kan die gebreekte rots minimaal verwerk word vir ander voordelige gebruike soos betonaggregate, spoorballas of plaveisel.Om die tyd vanaf skietwerk tot aanwending van die Shotcrete te verminder, in gevalle waar opstaantyd 'n probleem kan wees, kan die aanvanklike skietbetonlaag in die dak aangebring word voordat die uitsmeer gedoen word.
Wanneer groot dwarssnitte in kombinasie met swak rotstoestande uitgegrawe word, gee die Boor-en-ontploffingsmetode ons die moontlikheid om die vlak in verskeie opskrifte te verdeel en die Sequential Excavation Method (SEM) metode vir die uitgrawing toe te pas.'n Sentrale loodsopskrif, gevolg deur verspringende sydryf, word dikwels in SEM gebruik in tonnelwerk, soos gesien kan word in Fig 7 vir die boonste opskrif uitgrawing van die 86ste Straatstasie op die Second Avenue Subway-projek in New York.Die boonste opskrif is in drie dryf uitgegrawe, en dan is gevolg deur twee bankuitgrawings om die 60' wye by 50' hoë grot-dwarssnit te voltooi.
Om waterindringing in die tonnel tydens uitgrawing tot die minimum te beperk, word voor-uitgrawingsvoeging dikwels gebruik.Voor-uitgrawingsvoeging van die rots is verpligtend in Skandinawië om die omgewingsvereistes rakende waterlekkasie in die tonnel aan te spreek ten einde die konstruksie-impak op die waterregime by of naby die oppervlak te minimaliseer.Voor-uitgrawingsvoeging kan gedoen word vir die hele tonnel of vir sekere gebiede waar die rotstoestand en die grondwater regime bespuiting vereis om waterindringing tot 'n hanteerbare hoeveelheid te verminder soos in verskuiwings- of skuifsones.In selektiewe voor-uitgrawingsvoeging word 4-6 sondegate geboor en afhangende van die gemete water uit die sondegate in verhouding tot die gevestigde groutsneller, sal voeging geïmplementeer word deur óf sement óf chemiese grouts te gebruik.
Normaalweg bestaan 'n voor-uitgrawing-groutwaaier uit 15 tot 40 gate (70-80 voet lank) wat voor die gesig geboor is en voor die uitgrawing gegiet is.Die aantal gate hang af van die grootte van die tonnel en die verwagte hoeveelheid water.Die uitgrawing word dan gedoen en verlaat 'n veiligheidsone van 15-20 voet verder as die laaste rondte wanneer die volgende ondersoek en voor-uitgrawingsvoeging gedoen word.Die gebruik van die outomatiese staaftoevoegingstelsel (RAS), wat hierbo genoem is, maak dit maklik en vinnig om die sonde- en groutgate met 'n kapasiteit van 300 tot 400 voet/uur te boor.Die voor-uitgrawingsvoegingsvereiste is meer haalbaar en betroubaar wanneer die boor- en ontploffingsmetode gebruik word in vergelyking met die gebruik van 'n TBM
Veiligheid in boor- en ontploffingstonnelwerk was nog altyd 'n groot bekommernis en vereis spesiale bepalings van veiligheidsmaatreëls.Benewens die tradisionele veiligheidskwessies in tonnelwerk, voeg konstruksie deur Drill and Blast die risiko's by die gesig, insluitend boor, laai, skaal, uitsmeer, ens. bykomende veiligheidsrisiko's by wat aangespreek en beplan moet word.Met die vooruitgang van tegnologie in boor- en ontploffingstegnieke en die toepassing van risikobeperkingsbenadering tot veiligheidsaspekte, het die veiligheid in tonnelwerk die afgelope jare aansienlik verbeter.Byvoorbeeld, met die gebruik van outomatiese jumbo-boor met die boorpatroon wat op die boordrekenaar opgelaai is, is dit nie nodig dat iemand voor die boor-jumbo-kajuit is nie, wat die potensiële blootstelling van werkers aan potensiële gevare verminder en sodoende verhoog hul veiligheid.
Die beste veiligheidsverwante kenmerk is waarskynlik die geoutomatiseerde Rod Adding System (RAS).Met hierdie stelsel, hoofsaaklik gebruik vir langgat boor in verband met pre-uitgrawing grouting en sonde gat boor;die verlengingsboor kan ten volle outomaties vanaf die operateurskajuit gedoen word en elimineer as sodanig die risiko vir beserings (veral handbeserings);andersins is die stokbyvoeging met die hand gedoen met werkers wat aan beserings blootgestel is wanneer stokke met die hand bygevoeg is.Dit is opmerklik dat The Norwegian Tunneling Society (NNF) in 2018 sy publikasie No. 27 uitgereik het, getiteld "Safety in Norwegian Drill and Blast Tunnelling".Die publikasie spreek op 'n sistematiese wyse maatreëls aan wat verband hou met die gesondheids-, veiligheids- en omgewingsbestuur tydens tonnelwerk deur gebruik te maak van boor- en ontploffingsmetodes en dit verskaf beste praktyke vir die werkgewers, die voormanne en die tonnelkonstruksiewerkers.Die publikasie weerspieël die stand van die kuns in veiligheid van boor- en ontploffingskonstruksie, en dit is gratis af te laai vanaf die webwerf van die Norwegian Tunneling Society: http://tunnel.no/publikasjoner/engelske-publikasjoner/
Drill and Blast wat in die regte konsep gebruik word, selfs vir lang tonnels, met die moontlikheid om die lengte in talle opskrifte te verdeel, kan steeds 'n lewensvatbare alternatief wees.Beduidende vordering is onlangs gemaak in toerusting en materiale wat gelei het tot verbeterde veiligheid en verhoogde doeltreffendheid.Alhoewel gemeganiseerde uitgrawing met behulp van TBM dikwels gunstiger is vir lang tonnels met 'n konstante deursnit, maar in die geval dat daar 'n onklaarraking in die TBM is wat tot lang stilstand lei, kom die hele tonnel tot stilstand, terwyl in boor- en ontploffingsoperasie met veelvuldige opskrifte die konstruksie kan steeds vorder, selfs as een opskrif tegniese probleme ondervind.
Lars Jennemyr is 'n kundige tonnelkonstruksie-ingenieur in AECOM New York se kantoor.Hy het 'n leeftyd se ondervinding in ondergrondse en tonnelprojekte van regoor die wêreld, insluitend Suidoos-Asië, Suid-Amerika, Afrika, Kanada en die VSA in transito-, water- en hidrokragprojekte.Hy het uitgebreide ondervinding in konvensionele en gemeganiseerde tonnelwerk.Sy spesiale kundigheid sluit in rottonnelkonstruksie, boubaarheid en konstruksiebeplanning.Van sy projekte is: die Second Avenue Subway, 86th St. Station in New York;die No. 7 Subway Line Extension in New York;die Regional Connector en die Purple Line Extension in Los Angeles;Citytunnel in Malmö, Swede;die Kukule Ganga-hidrokragprojek, Sri Lanka;Uri Hydro Power Project in Indië;en die Hong Kong Strategiese Rioolskema.
Postyd: Mei-01-2020