Тут, у Злучаных Штатах, мы раней называлі пракладку тунэляў свідрава-выбуховым спосабам «звычайнай» пракладкай тунэляў, што, як я мяркую, пакідае пракладку тунэляў з дапамогай TBM або іншых механізаваных сродкаў, якія называюцца «нетрадыцыйнымі».Аднак з развіццём тэхналогіі TBM пракладка тунэляў метадам свідрападрыву становіцца ўсё больш рэдкай, таму мы можам падумаць аб тым, каб змяніць гэты выраз і пачаць называць пракладку тунэляў метадам свідрападрыву «нетрадыцыйным »тунэляванне.
Пракладка тунэляў з дапамогай свідравальных работ па-ранейшаму з'яўляецца найбольш распаўсюджаным метадам у падземнай горназдабыўной прамысловасці, у той час як пракладка тунэляў для інфраструктурных праектаў усё больш становіцца механізаванай пракладкай тунэляў з дапамогай TBM або іншых метадаў.Тым не менш, у кароткіх тунэлях, для вялікіх папярочных секцый, канструкцыі каверн, перакрыжаванняў, папярочных праходаў, ствалоў, напорных труб і г.д., свідрава-выбуховая работа часта з'яўляецца адзіна магчымым метадам.Дзякуючы свідравальна-выбуховым работам мы таксама маем магчымасць быць больш гнуткімі для адаптацыі да розных профіляў у параўнанні з тунэлем TBM, які заўсёды дае круглы папярочны перасек, асабліва для шашэйных тунэляў, што прыводзіць да вялікай колькасці земляных работ у параўнанні з рэальным неабходным папярочным перасекам.
У скандынаўскіх краінах, дзе геалагічныя фармацыі падземных збудаванняў часта складаюцца з суцэльнага цвёрдага граніту і гнейсу, што вельмі эфектыўна і эканамічна падыходзіць для бурадрыўной здабычы.Напрыклад, сістэма Стакгольмскага метрапалітэна звычайна складаецца з адкрытай каменнай паверхні, пабудаванай з дапамогай свідраструменнай апрацоўкі і распыленага торкрет-бетону ў якасці апошняга ўкладыша без якой-небудзь залітай на месцы падкладкі.
У цяперашні час будуецца праект AECOM, Стакгольмская аб'язная дарога, якая складаецца з шашы працягласцю 21 км (13 міль), з якіх 18 км (11 міль) знаходзіцца пад зямлёй пад заходнім архіпелагам Стакгольма, гл. мал. 1. Гэтыя тунэлі з пераменным папярочным перасекам, для размяшчэння трох палос у кожным накірунку, а таксама ўездаў і з'ездаў, якія злучаюцца з паверхняй, будуюцца з выкарыстаннем бурава-выбуховай тэхнікі.Гэты тып праектаў па-ранейшаму застаецца канкурэнтаздольным, як буравыбуховыя, з-за добрай геалогіі і патрэбы ў пераменным папярочным перасеку, каб адпавядаць патрабаванням да прасторы.Для гэтага праекта было распрацавана некалькі пандусаў для падзелу доўгіх асноўных тунэляў на некалькі напрамкаў, што скароціць агульны час пракладкі тунэля.Пачатковая апора тунэля складаецца з нітаў і 4-цалевага торкретбетона, а канчатковая падкладка складаецца з гідраізаляцыйнай мембраны і 4-цалевага торкретбетона, падвешанага балтамі на адлегласці 4 на 4 футы, усталяванага на адлегласці 1 фута ад торкретбетонной паверхні, дзейнічае як вада і мароз ізаляцыя.
Нарвегія яшчэ больш экстрэмальная, калі справа даходзіць да пракладкі тунэляў з дапамогай свідравога выбуху, і на працягу многіх гадоў удасканальвала метады свідравальных выбуховых работ да дасканаласці.У сувязі з вельмі горным рэльефам Нарвегіі і вельмі доўгімі фіёрдамі, якія ўразаюцца ў сушу, патрэба ў тунэлях пад фіёрдамі для шашы і чыгункі мае вялікае значэнне і можа значна скараціць час у шляху.У Нарвегіі больш за 1000 аўтамабільных тунэляў, што з'яўляецца найбольшай колькасцю ў свеце.Акрамя таго, Нарвегія таксама з'яўляецца домам для незлічоных гідраэлектрастанцый з напорнымі тунэлямі і стваламі, якія пабудаваны Бурам і Выбухам.У перыяд з 2015 па 2018 год у адной толькі Нарвегіі было праведзена каля 5,5 мільёнаў CY падземных раскопак горных парод свідрава-выбуховым метадам.Краіны Паўночнай Еўропы ўдасканалілі тэхніку свідра-ўзрыву і вывучылі яе тэхналогіі і сучасныя тэхналогіі па ўсім свеце.Акрамя таго, у Цэнтральнай Еўропе, асабліва ў альпійскіх краінах, бура-выбуховая работа па-ранейшаму з'яўляецца канкурэнтным метадам пракладкі тунэляў, нягледзячы на вялікую даўжыню тунэляў.Галоўнае адрозненне ад паўночных тунэляў заключаецца ў тым, што большасць альпійскіх тунэляў маюць канчатковую бетонную ашалёўку, зробленую на месцы.
На паўночным усходзе ЗША і ў рэгіёнах Скалістых гор існуюць такія ж умовы, як і ў скандынаўскіх краінах, з цвёрдымі кампетэнтнымі пародамі, якія дазваляюць эканомна выкарыстоўваць бурава-выбуховую тэхніку.Некаторыя прыклады ўключаюць Нью-Йоркскае метро, тунэль Эйзенхаўэра ў Каларада і тунэль на гары Макдональд у канадскіх Скалістых гарах
Нядаўнія транспартныя праекты ў Нью-Ёрку, такія як нядаўна завершаны метро Другой авеню або праект доступу да Іст-Сайда, мелі камбінацыю шахтных тунэляў TBM са станцыйнымі кавернамі і іншымі дапаможнымі памяшканнямі, зробленымі Drill and Blast.
Выкарыстанне буравых дрыляў з гадамі перайшло ад прымітыўных ручных дрыляў або аднастралавых дрыляў да камп'ютэрызаваных самасвідравальных дрыляў з некалькімі страламі, дзе шаблоны свідравання падаюцца ў бартавы камп'ютар, што дазваляе хутка і з высокай дакладнасцю свідраваць да папярэдняга -устанавіце дакладна разлічаны шаблон свердзела.(гл. мал. 2)
Удасканаленыя свідравальныя комплексы бываюць як цалкам аўтаматызаваныя, так і паўаўтаматызаваныя;у першым, пасля завяршэння адтуліны свердзел вяртаецца і аўтаматычна перамяшчаецца ў наступнае становішча адтуліны і пачынае свідраванне без неабходнасці размяшчэння аператарам;для паўаўтаматычных стрэлаў аператар перамяшчае свідар ад адтуліны да адтуліны.Гэта дазваляе аднаму аператару з дапамогай бартавога камп'ютэра эфектыўна апрацоўваць буральныя комплексы з колькасцю да трох стрэл.(гл. мал. 3)
З развіццём перфаратараў ад 18, 22, 30 і да 40 кВт ударнай магутнасці і высокачашчынных свідараў з фідэрамі, якія ўтрымліваюць да 20 футавых стрыжняў, і з выкарыстаннем аўтаматызаванай сістэмы дадання стрыжняў (RAS), апярэджанне і хуткасць свідравання значна палепшылася з фактычнай хуткасцю прасоўвання да 18 футаў за раунд і хуткасцю апускання свідравіны ад 8 да 12 футаў у хвіліну ў залежнасці ад тыпу пароды і выкарыстоўванага свідра.Аўтаматызаваная 3-стрэлавая буравая буравая машына можа бурыць з хуткасцю 800 - 1200 футаў/гадзіну з 20-футавымі стрыжнямі.Выкарыстанне 20-футавых дрэйфуючых стрыжняў патрабуе пэўнага мінімальнага памеру тунэля (каля 25 футаў), каб можна было прасвідраваць ніты перпендыкулярна восі тунэля з выкарыстаннем таго ж абсталявання.
Нядаўняй распрацоўкай з'яўляецца выкарыстанне шматфункцыянальных гігантаў, падвешаных да вянка тунэля, якія дазваляюць выконваць некалькі функцый адначасова, напрыклад, свідраванне і ачыстку.Джамбо таксама можа выкарыстоўвацца для ўстаноўкі кратаў і торкретбетона.Гэты падыход перакрывае паслядоўныя аперацыі ў тунэляванні, што прыводзіць да эканоміі часу ў раскладзе.Глядзіце малюнак 4.
Выкарыстанне сыпкай эмульсіі для запраўкі свідравін з асобнага загрузнага грузавіка, калі свідравальная ўстаноўка выкарыстоўваецца для некалькіх загалоўкаў, або ў якасці ўбудаванай функцыі ў свідравальную свідравіну, калі вядзецца раскопка адной загалоўкі, становіцца ўсё больш распаўсюджаным для гэтага прыкладання існуюць мясцовыя абмежаванні.Гэты метад звычайна выкарыстоўваецца ў розных раёнах па ўсім свеце, з двума ці трыма адтулінамі можна зараджаць адначасова;канцэнтрацыю эмульсіі можна рэгуляваць у залежнасці ад таго, якія адтуліны зараджаюцца.Выразаныя адтуліны і ніжнія адтуліны звычайна зараджаюцца 100% канцэнтрацыяй, у той час як контурныя адтуліны зараджаюцца значна меншай канцэнтрацыяй каля 25%.(гл. мал. 5)
Выкарыстанне насыпной эмульсіі патрабуе ўзмацняльніка ў выглядзе палачкі ўпакаванай выбухоўкі (закладкі), якая разам з дэтанатарам устаўляецца на дно свідравін і неабходная для ўзгарання насыпной эмульсіі, якая запампоўваецца ў свідравіну.Выкарыстанне масавай эмульсіі скарачае агульны час зарадкі ў параўнанні з традыцыйнымі картрыджамі, дзе 80-100 адтулін у гадзіну можна зараджаць з зараднай машыны, абсталяванай двума зараднымі помпамі і кошыкамі для аднаго або двух чалавек, каб дасягнуць поўнага перасеку.Глядзіце мал.6
Выкарыстанне колавых пагрузчыкаў і грузавікоў па-ранейшаму з'яўляецца найбольш распаўсюджаным спосабам ачысткі ў спалучэнні з бурам і выбуховай тэхнікай для тунэляў, якія маюць доступ да паверхні.У выпадку доступу праз ствалы бруд будзе дастаўляцца ў асноўным франтальным пагрузчыкам да ствала, дзе ён будзе падняты на паверхню для далейшай транспарціроўкі ў месца канчатковага пахавання.
Тым не менш, выкарыстанне драбнілкі на ствале тунэля для разбурэння больш буйных кавалкаў пароды, якія дазваляюць іх перадаваць з дапамогай канвеернай стужкі, каб вывесці бруд на паверхню, з'яўляецца яшчэ адным новаўвядзеннем, якое было распрацавана ў Цэнтральнай Еўропе часта для доўгіх тунэляў праз Альпы.Гэты метад значна скарачае час ачысткі, асабліва для доўгіх тунэляў, і ліквідуе грузавікі ў тунэлі, што, у сваю чаргу, паляпшае працоўнае асяроддзе і памяншае неабходную магутнасць вентыляцыі.Гэта таксама вызваляе тунэль для бетонных работ.Гэта мае дадатковыя перавагі, калі парода такой якасці, што яе можна выкарыстоўваць для вытворчасці запаўняльнікаў.У гэтым выпадку дробненая парода можа быць мінімальна апрацавана для іншых карысных мэтаў, такіх як бетонныя запаўняльнікі, чыгуначны баласт або тратуар.Каб скараціць час ад струйнай ачысткі да нанясення торкретбетона, у тых выпадках, калі час вытрымкі можа быць праблемай, першапачатковы пласт торкретбетона можна нанесці на дах перад тым, як будзе зроблена ачыстка.
Пры раскопках вялікіх папярочных разрэзаў у спалучэнні з дрэннымі ўмовамі горных парод метад свідра-ўзрыву дае нам магчымасць падзяліць забой на некалькі загалоўкаў і прымяніць для раскопак метад паслядоўных раскопак (SEM).Цэнтральны пілотны напрамак, за якім ідуць шахматныя бакавыя дрэйфы, часта выкарыстоўваюцца ў SEM пры пракладцы тунэляў, як відаць на малюнку 7 для раскопкі верхняга напрамку станцыі 86th Street у праекце метро Second Avenue у Нью-Ёрку.Верхні загаловак быў раскапаны ў тры штрэкі, а затым рушылі ўслед два раскопкі лаўкі для завяршэння папярочнага разрэзу пячоры 60 футаў у шырыню і 50 футаў у вышыню.
Для таго, каб звесці да мінімуму пранікненне вады ў тунэль падчас раскопак, часта выкарыстоўваецца папярэдняе заліванне.Заліванне горных парод перад землянымі работамі з'яўляецца абавязковым у Скандынавіі ў мэтах выканання экалагічных патрабаванняў да ўцечкі вады ў тунэль з мэтай мінімізацыі ўздзеяння будаўніцтва на водны рэжым на паверхні або паблізу яе.Цэментаванне перад землянымі работамі можа быць зроблена для ўсяго тунэля або для пэўных участкаў, дзе стан горных парод і рэжым грунтавых вод патрабуюць залівання, каб паменшыць пранікненне вады да кіраванай колькасці, напрыклад, у зонах разломаў або зруху.Пры выбарачным заліванні перад экскавацыяй прасвідроўваюцца 4-6 адтулін для зондавання, і ў залежнасці ад вымеранай колькасці вады ў адтулінах для зандавання адносна ўстаноўленага трыгера залівання, заліванне будзе ажыццяўляцца з выкарыстаннем цэментавых або хімічных раствораў.
Звычайна вентылятар перад раскопкамі складаецца з 15-40 адтулін (70-80 футаў у даўжыню), прасвідраваных перад забоем і залітых перад раскопкамі.Колькасць адтулін залежыць ад памеру тунэля і чаканай колькасці вады.Раскопкі затым праводзяцца з пакіданнем бяспечнай зоны 15-20 футаў за апошнім раундам, калі праводзіцца наступнае зандаванне і заліванне перад раскопкамі.Выкарыстанне аўтаматызаванай сістэмы дадання стрыжняў (RAS), згаданай вышэй, дазваляе проста і хутка свідраваць адтуліны для зонда і раствора з магутнасцю ад 300 да 400 футаў/гадзіну.Патрабаванні да залівання перад землянымі работамі з'яўляюцца больш выканальнымі і надзейнымі пры выкарыстанні метаду свідра-ўзрыву ў параўнанні з выкарыстаннем TBM
Бяспека пры пракладцы тунэляў буры і выбуховым ударам заўсёды выклікала сур'ёзную занепакоенасць, што патрабавала спецыяльных мер бяспекі.У дадатак да традыцыйных праблем бяспекі пры будаўніцтве тунэляў, будаўніцтва свідравой і выбуховай сістэмай рызыкі на забоі, уключаючы свідраванне, загрузку, маштабаванне, адвод і г.д., дадаюць дадатковыя рызыкі бяспекі, якія неабходна ўлічваць і планаваць.Дзякуючы развіццю тэхналогій свідравальных і выбуховых работ і прымяненню падыходу да зніжэння рызыкі да аспектаў бяспекі бяспека пры пракладцы тунэляў значна палепшылася за апошнія гады.Напрыклад, з выкарыстаннем аўтаматызаванага свідравання вялізнага памеру са схемай свердзела, загружанай на бартавы камп'ютар, няма неабходнасці, каб хто-небудзь знаходзіўся перад кабінай вялізнага свідра, што зніжае патэнцыйную ўздзеянне працоўных на патэнцыйную небяспеку і, такім чынам, павялічвае іх бяспека.
Найлепшай функцыяй, звязанай з бяспекай, з'яўляецца, напэўна, аўтаматызаваная сістэма дадання вуд (RAS).З дапамогай гэтай сістэмы, у асноўным, выкарыстоўваецца для свідравання доўгіх адтулін у сувязі з перад раскопкамі залівання і зондавага свідравання;пашыральнае свідраванне можа быць выканана цалкам аўтаматызавана з кабіны аператара, што выключае рызыку траўмаў (асабліва рук);у адваротным выпадку даданне стрыжняў рабілася ўручную, і рабочыя падвяргаліся траўмам пры даданні стрыжняў уручную.Варта адзначыць, што Нарвежскае тунэлябудаўнічае таварыства (NNF) выпусціла ў 2018 годзе публікацыю № 27 пад назвай «Бяспека ў нарвежскай пракладцы тунэляў».Публікацыя сістэматычна разглядае меры, звязаныя з аховай здароўя, бяспекай і кіраваннем навакольным асяроддзем падчас пракладкі тунэляў з выкарыстаннем метадаў свідра-ўзрыву, а таксама змяшчае лепшыя практыкі для працадаўцаў, майстроў і рабочых, якія будуюць тунэлі.Публікацыя адлюстроўвае сучасную бяспеку бурава-выбуховага будаўніцтва, і яе можна спампаваць бясплатна з вэб-сайта Нарвежскага тунэлебудаўнічага таварыства: http://tunnel.no/publikasjoner/engelske-publikasjoner/
Свідравальная тэхніка, якая выкарыстоўваецца ў правільнай канцэпцыі, нават для доўгіх тунэляў, з магчымасцю раздзялення даўжыні на мноства загалоўкаў, усё яшчэ можа быць жыццяздольнай альтэрнатывай.Апошнім часам былі дасягнуты значныя дасягненні ў галіне абсталявання і матэрыялаў, што прывяло да павышэння бяспекі і эфектыўнасці.Хаця механізаваныя раскопкі з выкарыстаннем TBM часта больш спрыяльныя для доўгіх тунэляў з нязменным папярочным сячэннем, аднак у выпадку паломкі TBM, якая прыводзіць да доўгага прыпынку, увесь тунэль спыняецца, у той час як у бурыльна-выбуховай працы з некалькімі напрамкамі будаўніцтва ўсё яшчэ можа ісці наперад, нават калі адзін загаловак сутыкнецца з тэхнічнымі праблемамі.
Ларс Джэнемір - эксперт па будаўніцтву тунэляў у офісе AECOM у Нью-Ёрку.Ён мае шматгадовы досвед працы ў падземных і тунэльных праектах з усяго свету, уключаючы Паўднёва-Усходнюю Азію, Паўднёвую Амерыку, Афрыку, Канаду і ЗША ў транзітных, водных і гідраэнергетычных праектах.Ён мае вялікі вопыт у пракладцы звычайных і механізаваных тунэляў.Яго спецыялізаваны вопыт уключае будаўніцтва каменных тунэляў, канструктыўнасць і планаванне будаўніцтва.Сярод яго праектаў: метро Second Avenue, станцыя 86th St. у Нью-Ёрку;падаўжэнне лініі метро № 7 у Нью-Ёрку;Рэгіянальны раз'ём і пашырэнне фіялетавай лініі ў Лос-Анджэлесе;Сіцітунэль у Мальмё, Швецыя;праект гідраэлектрастанцыі Kukule Ganga, Шры-Ланка;Праект ГЭС Уры ў Індыі;і Ганконгская стратэгічная схема каналізацыі.
Час размяшчэння: 1 мая 2020 г