Այստեղ՝ Միացյալ Նահանգներում, մենք փորված և պայթեցման միջոցով թունելավորումն անվանում էինք «պայմանական» թունելավորում, որը, ենթադրում եմ, թողնում է թունելավորումը TBM կամ այլ մեքենայացված միջոցներով անվանել «ոչ սովորական»:Այնուամենայնիվ, TBM տեխնոլոգիայի էվոլյուցիայի հետ մեկտեղ ավելի ու ավելի հազվադեպ է դառնում փորված-պայթեցման միջոցով թունելներ անելը, և որպես այդպիսին մենք կարող ենք մտածել արտահայտությունը շրջելու և փորված-պայթեցման միջոցով թունելավորումը որպես «ոչ ավանդական» անվանել: «թունելավորում.
Հորատման և պայթեցման միջոցով թունելավորումը դեռևս ամենատարածված մեթոդն է ստորգետնյա հանքարդյունաբերության ոլորտում, մինչդեռ ենթակառուցվածքային նախագծերի համար թունելավորումն ավելի ու ավելի է դառնում TBM-ով կամ այլ մեթոդներով մեքենայացված թունելավորում:Այնուամենայնիվ, կարճ թունելներում, մեծ խաչմերուկների, քարանձավների կառուցման, խաչմերուկների, խաչմերուկների, լիսեռների, փականների և այլնի համար, Drill and Blast-ը հաճախ միակ հնարավոր մեթոդն է:Drill and Blast-ի միջոցով մենք նաև հնարավորություն ունենք ավելի ճկուն լինել տարբեր պրոֆիլներ ընդունելու համար՝ համեմատած TBM թունելի հետ, որը միշտ տալիս է շրջանաձև խաչմերուկ, հատկապես մայրուղու թունելների համար, ինչը հանգեցնում է շատ ավելի մեծ փորումների՝ կապված իրական անհրաժեշտ խաչմերուկի հետ:
Սկանդինավյան երկրներում, որտեղ ստորգետնյա շինարարության երկրաբանական ձևավորումը հաճախ պինդ կոշտ գրանիտի և Գնեյսի մեջ է, որն իրեն տալիս է Drill and Blast հանքարդյունաբերությունը շատ արդյունավետ և տնտեսապես:Օրինակ, Ստոկհոլմի մետրոյի համակարգը սովորաբար բաղկացած է բաց ժայռի մակերեսից, որը կառուցված է Drill-ի և Blast-ի միջոցով և ցողվում է կրակոցային բետոնով, որպես վերջնական երեսպատում, առանց որևէ ձուլման երեսպատման:
Ներկայումս AECOM-ի նախագիծը՝ Ստոկհոլմի շրջանցիկ, որը բաղկացած է 21 կմ (13 մղոն) մայրուղուց, որից 18 կմ (11 մղոն) ստորգետնյա է Ստոկհոլմի արևմտյան արշիպելագի տակ, տես Նկար 1: Այս թունելները, որոնք ունեն փոփոխական խաչմերուկներ, յուրաքանչյուր ուղղությամբ երեք գիծ տեղավորելու համար, իսկ մակերեսին միացնող թեքահարթակները կառուցվում են Drill and Blast տեխնիկայի միջոցով:Այս տեսակի նախագծերը դեռևս մրցունակ են որպես Drill and Blast՝ լավ երկրաբանության և տիեզերական պահանջներին համապատասխանող փոփոխական խաչմերուկի անհրաժեշտության պատճառով:Այս ծրագրի համար մշակվել են մի քանի մուտքի թեքահարթակներ՝ երկար հիմնական թունելները բաժանելու բազմաթիվ վերնագրերի, ինչը կկրճատի թունելը փորելու ընդհանուր ժամանակը:Թունելի սկզբնական հենարանը բաղկացած է ժայռի պտուտակներից և 4 դյույմանոց թրթուրից, իսկ վերջնական երեսպատումը բաղկացած է ջրամեկուսիչ թաղանթից և 4 դյույմանոց թրթուրից, որը կախված է 4-ից 4 ֆուտ հեռավորության վրա գտնվող պտուտակներով, տեղադրված է 1 ոտնաչափ ժայռի մակերևույթից, գործում է որպես ջուր և սառնամանիք: մեկուսացում.
Նորվեգիան նույնիսկ ավելի ծայրահեղ է, երբ խոսքը վերաբերում է Drill and Blast-ով թունելների մշակմանը և տարիների ընթացքում կատարելագործել է Drill and Blast-ի մեթոդները:Նորվեգիայի շատ լեռնային տեղագրության և ցամաքի մեջ թափանցող շատ երկար ֆյորդների պատճառով ֆյորդների տակ գտնվող թունելների կարիքը ինչպես մայրուղու, այնպես էլ երկաթուղու համար մեծ նշանակություն ունի և կարող է զգալիորեն նվազեցնել ճանապարհորդության ժամանակը:Նորվեգիան ունի ավելի քան 1000 ճանապարհային թունել, որն ամենաշատն է աշխարհում։Ի լրումն, Նորվեգիան նաև տունն է անթիվ հիդրոէլեկտրակայանների, որոնք կառուցված են Drill and Blast-ի կողմից:2015-ից 2018 թվականների ընթացքում միայն Նորվեգիայում կատարվել է մոտ 5,5 միլիոն CY ստորգետնյա ժայռերի պեղումներ Drill and Blast-ի կողմից:Սկանդինավյան երկրները կատարելագործեցին Drill and Blast-ի տեխնիկան և ուսումնասիրեցին դրա տեխնոլոգիաներն ու ժամանակակից տեխնոլոգիաները ողջ աշխարհում:Բացի այդ, Կենտրոնական Եվրոպայում, հատկապես ալպյան երկրներում, Drill and Blast-ը դեռևս մրցունակ մեթոդ է թունելների համար, չնայած թունելների երկար երկարությանը:Սկանդինավյան թունելների հիմնական տարբերությունն այն է, որ Ալպյան թունելների մեծ մասն ունի Cast-In-Place վերջնական բետոնապատ երեսպատում:
ԱՄՆ-ի հյուսիս-արևելքում և ժայռոտ լեռների շրջաններում կան նույն պայմանները, ինչ սկանդինավյան երկրներում՝ կոշտ կոմպետենտ ապարներով, որոնք թույլ են տալիս տնտեսապես օգտագործել Drill and Blast-ը:Որոշ օրինակներ ներառում են Նյու Յորքի մետրոն, Էյզենհաուերի թունելը Կոլորադոյում և Մակդոնալդ լեռը կանադական ժայռոտ լեռներում:
Նյու Յորքի վերջին տրանսպորտային նախագծերը, ինչպիսիք են վերջերս ավարտված Երկրորդ պողոտայի մետրոն կամ East Side Access նախագիծը, ունեին TBM ականապատված վազող թունելների համադրություն Station Caverns-ով և այլ օժանդակ տարածքներով, որոնք կատարվել են Drill and Blast-ի կողմից:
Հորատման ջամբոյի օգտագործումը տարիների ընթացքում զարգացել է պարզունակ ձեռքի գայլիկոններից կամ մեկ բում ջամբոյից մինչև համակարգչային ինքնափորվող Multiple-Boom Jumbos, որտեղ գայլիկոնների նախշերը սնվում են համակարգչի մեջ, ինչը թույլ է տալիս արագ և բարձր ճշգրտությամբ հորատում կատարել նախապես: - սահմանել ճշգրիտ հաշվարկված հորատման նախշը:(տես նկ. 2)
Հորատման առաջադեմ ջամբերը գալիս են որպես լիովին ավտոմատացված կամ կիսաավտոմատացված;Նախկինում, անցքի ավարտից հետո գայլիկոնը հետ է շարժվում և ինքնաբերաբար տեղափոխվում է հաջորդ անցքի դիրքը և սկսում է հորատվել առանց օպերատորի կողմից դիրքավորման անհրաժեշտության.կիսաավտոմատ բումերի համար օպերատորը փորվածքը տեղափոխում է անցքից անցք:Սա թույլ է տալիս մեկ օպերատորին արդյունավետորեն կառավարել գայլիկոնային ցատկերը մինչև երեք բումերով՝ ինբորտ համակարգչի միջոցով:(տես նկ. 3)
18, 22, 30 և մինչև 40 կՎտ հզորությամբ ժայռերի փորվածքների մշակմամբ և մինչև 20 դյույմանոց ձողերով սնուցողներով բարձր հաճախականությամբ փորվածքներ և ավտոմատացված ձողերի ավելացման համակարգի (RAS) օգտագործմամբ առաջընթաց և արագություն: Հորատումը զգալիորեն բարելավվել է մինչև 18' մեկ փուլի իրական առաջխաղացման տեմպերով և 8-12 ֆտ/րոպե միջակայքում անցքերի խորտակմամբ՝ կախված քարի տեսակից և օգտագործվող հորատումից:Ավտոմատացված 3-բում փորված Jumbo-ն կարող է փորել 800 – 1200 ֆտ/ժ արագություն 20 ft Drifter Rods-ով:20 FT դրիֆտեր ձողերի օգտագործման համար անհրաժեշտ է որոշակի նվազագույն չափի թունել (մոտ 25 FT), որպեսզի թույլ տա ժայռերի պտուտակները փորել թունելի առանցքին ուղղահայաց՝ օգտագործելով նույն սարքավորումը:
Վերջին զարգացումը թունելի պսակից կախված բազմաֆունկցիոնալ ջամբոյի օգտագործումն է, որը թույլ է տալիս միաժամանակ իրականացնել բազմաթիվ գործառույթներ, ինչպիսիք են հորատումը և փորումը:Jumbo-ը կարող է օգտագործվել նաև վանդակաճաղերի և կրակոցների տեղադրման համար:Այս մոտեցումը համընկնում է թունելավորման հաջորդական գործողությունների հետ, ինչը հանգեցնում է ժամանակացույցի խնայողության:Տես Նկար 4:
Առանձին լիցքավորող բեռնատարից անցքերը լիցքավորելու համար զանգվածային էմուլսիայի օգտագործումը, երբ փորված ջամբոն օգտագործվում է մի քանի վերնագրերի համար, կամ որպես ներկառուցված հատկանիշ փորվածքի համար, երբ մեկ վերնագիր է փորվում, ավելի տարածված է դառնում, եթե այս հավելվածի համար կան տեղական սահմանափակումներ:Այս մեթոդը սովորաբար օգտագործվում է աշխարհի տարբեր վայրերում, երկու կամ երեք անցքերով կարելի է միաժամանակ լիցքավորել;էմուլսիայի կոնցենտրացիան կարող է ճշգրտվել՝ կախված նրանից, թե որ անցքերն են լիցքավորվում:Կտրված անցքերը և ներքևի անցքերը սովորաբար լիցքավորվում են 100% կոնցենտրացիայով, մինչդեռ ուրվագծային անցքերը լիցքավորվում են շատ ավելի թեթև կոնցենտրացիայով, մոտ 25% կոնցենտրացիայով:(տես Նկար 5)
Զանգվածային էմուլսիայի օգտագործման համար անհրաժեշտ է ուժեղացուցիչ՝ փաթեթավորված պայթուցիկ նյութերի փայտիկի տեսքով (այբբենարան), որը դետոնատորի հետ միասին տեղադրվում է անցքերի հատակին և անհրաժեշտ է անցք մղվող զանգվածային էմուլսիան բռնկելու համար:Զանգվածային էմուլսիայի օգտագործումը նվազեցնում է լիցքավորման ընդհանուր ժամանակը, քան ավանդական փամփուշտները, որտեղ 80 – 100 անցք/ժամ կարելի է լիցքավորել լիցքավորող բեռնատարից, որը հագեցած է երկու լիցքավորման պոմպերով և մեկ կամ երկու անձի համար նախատեսված զամբյուղներով՝ ամբողջական խաչմերուկ հասնելու համար:Տես Նկ.6
Անիվային բեռնիչի և բեռնատարների օգտագործումը դեռևս ամենատարածված միջոցն է ցամաքեցնելու համար՝ Drill-ի և Blast-ի հետ համատեղ, այն թունելների համար, որոնք մուտք ունեն դեպի մակերես:Հանքերի միջոցով մուտքի դեպքում ցեխը հիմնականում անիվի բեռնիչով կտեղափոխվի լիսեռ, որտեղ այն կբարձրացվի մակերեսի վրա՝ հետագա տեղափոխման վերջնական հեռացման տարածք:
Այնուամենայնիվ, թունելի երեսին ջարդիչի օգտագործումը՝ ավելի մեծ ժայռերի կտորները քայքայելու համար, որպեսզի դրանց տեղափոխումը թույլ տա փոխակրիչով, որպեսզի ցեխը մակերես դուրս բերվի, ևս մեկ նորարարություն է, որը մշակվել է Կենտրոնական Եվրոպայում, հաճախ Ալպերի միջով երկար թունելների համար:Այս մեթոդը զգալիորեն նվազեցնում է ցամաքեցնելու ժամանակը, հատկապես երկար թունելների համար և վերացնում է բեռնատարները թունելում, ինչն իր հերթին բարելավում է աշխատանքային միջավայրը և նվազեցնում անհրաժեշտ օդափոխության հզորությունը:Այն նաև ազատում է թունելի շրջադարձը կոնկրետ աշխատանքների համար:Այն ունի լրացուցիչ առավելություն, եթե ապարը այնպիսի որակի է, որ այն կարող է օգտագործվել ագրեգատների արտադրության համար։Այս դեպքում մանրացված ապարը կարող է նվազագույն մշակվել այլ շահավետ օգտագործման համար, ինչպիսիք են բետոնե ագրեգատները, երկաթուղային բալաստը կամ մայթը:Պայթեցումից մինչև շոտկրետի կիրառման ժամանակը նվազեցնելու համար, այն դեպքերում, երբ կանգառի ժամանակը կարող է խնդիր լինել, սկզբնական կրակոցային շերտը կարող է կիրառվել տանիքում, նախքան ցամաքեցնելը:
Մեծ խաչմերուկներ պեղելիս՝ զուգակցված ժայռերի վատ պայմանների հետ, Drill and Blast մեթոդը մեզ հնարավորություն է տալիս երեսը բաժանել մի քանի վերնագրերի և կիրառել հաջորդական փորման մեթոդը (SEM) պեղումների համար:Կենտրոնական օդաչուական ուղղությունը, որին հաջորդում են կողային շեղումներ, հաճախ օգտագործվում է SEM-ում թունելում, ինչպես երևում է Նկար 7-ում՝ Նյու Յորքի Երկրորդ պողոտայի մետրոյի նախագծի 86-րդ փողոցի կայարանի վերին ուղղության պեղումների համար:Վերին գագաթը պեղվել է երեք տեղաշարժով, այնուհետև հաջորդել են երկու նստարանային պեղումներ՝ ավարտելու 60' լայնությամբ և 50' բարձրությամբ քարանձավի խաչմերուկը:
Հորատման ընթացքում թունել ջրի ներթափանցումը նվազագույնի հասցնելու համար հաճախ օգտագործվում է նախաքորքային ցանքածածկ:Սկանդինավիայում ժայռի նախաքորքային փորվածքը պարտադիր է, որպեսզի լուծվեն թունել ջրի արտահոսքի հետ կապված բնապահպանական պահանջները, որպեսզի նվազագույնի հասցվի շինարարական ազդեցությունը ջրային ռեժիմի վրա մակերևույթի կամ մոտակայքում:Նախքան փորվածքը կարող է կատարվել ամբողջ թունելի կամ որոշակի տարածքների համար, որտեղ ժայռերի վիճակը և ստորերկրյա ջրերի ռեժիմը պահանջում են փորվածք՝ ջրի ներթափանցումը կառավարելի քանակի նվազեցնելու համար, օրինակ՝ խզվածքի կամ կտրվածքի գոտիներում:Ընտրովի նախաքորքային փորման ժամանակ փորվում են 4-6 զոնդային անցք, և կախված զոնդերի անցքերից չափված ջրից՝ կապված սահմանված փորագրման ձգանի հետ, կիրականացվի ցեմենտային կամ քիմիական խառնուրդների միջոցով:
Սովորաբար, նախքան պեղումների փորագրման օդափոխիչը բաղկացած է 15-ից 40 անցքերից (70-80 ոտնաչափ երկարությամբ), որոնք փորված են երեսից առաջ և փորված մինչև պեղումները:Փոսերի քանակը կախված է թունելի չափից և ջրի ակնկալվող քանակից:Այնուհետև պեղումը կատարվում է` թողնելով անվտանգության գոտին 15-20 ֆուտ հեռավորության վրա, վերջին փուլից այն կողմ, երբ հաջորդ զոնդավորումը և նախափեղումը կկատարվի:Վերը նշված ձողերի ավելացման ավտոմատացված համակարգի (RAS) օգտագործումը հեշտ և արագ է դարձնում 300-ից մինչև 400 ֆտ/ժ հզորությամբ զոնդերի և փորվածքների անցքեր փորելը:Հորատման և պայթեցման մեթոդի կիրառման դեպքում փորվածքից առաջ փորելու պահանջն ավելի իրագործելի և հուսալի է, քան TBM-ն օգտագործելը:
Հորատման և պայթեցման թունելների անվտանգությունը միշտ եղել է մեծ մտահոգություն, որը պահանջում է անվտանգության միջոցառումների հատուկ դրույթներ:Ի հավելումն թունելների անվտանգության ավանդական խնդիրների, Drill and Blast-ի կողմից շինարարությունը, դեմքի վրա առկա ռիսկերը, ներառյալ հորատումը, լիցքավորումը, մասշտաբը, փչելը և այլն, ավելացնում են անվտանգության լրացուցիչ ռիսկեր, որոնք պետք է լուծվեն և պլանավորվեն:Հորատման և պայթյունի տեխնիկայի տեխնոլոգիաների առաջխաղացման և անվտանգության ասպեկտների նկատմամբ ռիսկերի նվազեցման մոտեցման կիրառման շնորհիվ թունելների անվտանգությունը վերջին տարիներին զգալիորեն բարելավվել է:Օրինակ, երբ օգտագործվում է ավտոմատացված ջամբո հորատում, որի վրա ներբեռնված է գայլիկոնային նախշը, կարիք չկա, որ որևէ մեկը գտնվի հորատման խցիկի առջև, այդպիսով նվազեցնելով աշխատողների հնարավոր վտանգները և այդպիսով մեծացնելով: նրանց անվտանգությունը։
Անվտանգության հետ կապված լավագույն հատկանիշը հավանաբար ավտոմատացված ձողերի ավելացման համակարգն է (RAS):Այս համակարգով, որը հիմնականում օգտագործվում է երկար անցքերի հորատման համար՝ կապված նախաքորքային փորվածքի և զոնդային անցքերի հորատման հետ.երկարաձգման հորատումը կարող է իրականացվել օպերատորի խցիկից ամբողջությամբ ավտոմատացված և որպես այդպիսին վերացնում է վնասվածքների (հատկապես ձեռքի վնասվածքների) ռիսկը.Հակառակ դեպքում ձողերի ավելացումը կատարվել է ձեռքով, երբ աշխատողները ենթարկվում էին վնասվածքների՝ ձեռքով ձողեր ավելացնելիս:Հարկ է նշել, որ The Norwegian Tunneling Society (NNF) 2018 թվականին թողարկել է իր թիվ 27 հրապարակումը «Անվտանգությունը նորվեգական հորատման և պայթեցման թունելում» վերնագրով։Հրապարակումը համակարգված կերպով անդրադառնում է Drill and Blast մեթոդների կիրառմամբ թունելների շահագործման ընթացքում առողջության, անվտանգության և շրջակա միջավայրի կառավարմանն առնչվող միջոցառումներին, և այն ապահովում է լավագույն փորձը գործատուների, վարպետների և թունելի շինարարության աշխատողների համար:Հրապարակումն արտացոլում է Drill and Blast շինարարության անվտանգության ոլորտում արդի վիճակը, և այն կարելի է անվճար ներբեռնել Նորվեգիայի թունելային ընկերության կայքից՝ http://tunnel.no/publikasjoner/engelske-publikasjoner/
Ճիշտ հայեցակարգում օգտագործվող Drill and Blast-ը, նույնիսկ երկար թունելների համար, երկարությունը բազմաթիվ վերնագրերի բաժանելու հնարավորությամբ, դեռ կարող է լինել կենսունակ այլընտրանք:Վերջերս սարքավորումների և նյութերի ոլորտում զգալի առաջընթաց է գրանցվել, ինչը հանգեցրել է անվտանգության բարձրացման և արդյունավետության բարձրացմանը:Թեև TBM-ով մեքենայացված փորումը հաճախ ավելի բարենպաստ է երկար թունելների համար, որոնք ունեն մշտական խաչմերուկ, այնուամենայնիվ, եթե TBM-ում վթար է տեղի ունենում, որը հանգեցնում է երկարատև կանգառի, ամբողջ թունելը կանգ է առնում այն դեպքում, երբ Հորատման և պայթեցման աշխատանքներում բազմաթիվ վերնագրերով. շինարարությունը դեռ կարող է առաջընթաց ունենալ, նույնիսկ եթե մեկ ուղղություն տեխնիկական խնդիրների առաջանա:
Լարս Ջենեմիրը Թունելի շինարարության փորձագետ է AECOM Նյու Յորքի գրասենյակում:Նա ամբողջ աշխարհից ստորգետնյա և թունելային նախագծերի փորձ ունի՝ ներառյալ Հարավարևելյան Ասիան, Հարավային Ամերիկան, Աֆրիկան, Կանադան և ԱՄՆ-ը տարանցիկ, ջրային և հիդրոէներգետիկ նախագծերում:Նա ավանդական և մեքենայացված թունելների մեծ փորձ ունի:Նրա հատուկ փորձը ներառում է ժայռային թունելների կառուցում, կառուցապատում և շինարարական պլանավորում:Նրա նախագծերից են՝ Երկրորդ պողոտայի մետրոն, Նյու Յորքի 86-րդ Սբ. կայարանը;Նյու Յորքի թիվ 7 մետրոյի գծի երկարացում;Տարածաշրջանային միակցիչը և Լոս Անջելեսի Purple Line Extension-ը;Քաղաքային թունել Մալմոյում, Շվեդիա;Kukule Ganga Hydro Power Project, Շրի Լանկա;Uri Hydro Power Project Հնդկաստանում;և Հոնկոնգի կոյուղու ռազմավարական սխեման:
Հրապարակման ժամանակը` մայիս-01-2020