Hér í Bandaríkjunum var talað um jarðgangagerð með borun og sprengingu sem „hefðbundin“ jarðgangagerð, sem ég býst við að gera jarðgangagerð með TBM eða öðrum vélrænum hætti vísað til sem „óhefðbundin“.Hins vegar, með þróun TBM tækni verður það æ sjaldgæfara að gera jarðgangagerð með borun og sprengingu og sem slík gætum við viljað hugsa um að snúa orðbragðinu við og byrja að vísa til jarðganga með bora og sprengja sem „óhefðbundið “ jarðgangagerð.
Jarðgangagerð með borun og sprengingu er enn algengasta aðferðin í neðanjarðarnámuiðnaðinum á meðan jarðgangagerð fyrir innviðaverkefni er sífellt að verða vélvædd jarðgangagerð með TBM eða öðrum aðferðum.Hins vegar, í stuttum göngum, fyrir stóra þversnið, byggingu hella, þverganga, þverganga, stokka, pennastokka osfrv., er bora og sprengja oft eina mögulega aðferðin.Með Drill and Blast höfum við einnig möguleika á að vera sveigjanlegri til að samþykkja mismunandi snið samanborið við TBM göng sem gefa alltaf hringlaga þversnið sérstaklega fyrir þjóðvegagöng sem leiðir til mikillar ofgröfts miðað við raunverulegan þversnið sem þarf.
Á Norðurlöndunum þar sem jarðfræðileg myndun neðanjarðarbyggingar er oft í traustu hörðu graníti og gneis sem hentar til bora- og sprengjunáma á mjög skilvirkan og hagkvæman hátt.Sem dæmi má nefna að neðanjarðarlestarkerfið í Stokkhólmi samanstendur venjulega af óvarnum bergyfirborði sem er smíðað með bora og sprengju og úðað með sprautusteini sem lokafóðrið án nokkurrar staðsteyptrar fóðurs.
Eins og er er verkefni AECOM, Stokkhólmshjábrautin sem samanstendur af 21 km (13 mílum) þjóðvegi, þar af 18 km (11 mílur) neðanjarðar undir vestur eyjaklasanum í Stokkhólmi, í byggingu, sjá mynd 1. Þessi göng hafa breytilega þversnið, til að koma til móts við þrjár akreinar í hvora átt og verið er að smíða af og frá rampum sem tengjast yfirborðinu með bora- og sprengjutækni.Þessi tegund af verkefnum er enn samkeppnishæf sem bora og sprengja vegna góðrar jarðfræði og þörf fyrir breytilegt þversnið til að mæta rýmisþörfinni.Fyrir þetta verkefni hafa nokkrir aðgangsrampar verið þróaðir til að skipta löngu aðalgöngunum í margar stefnur sem stytta heildartímann til að grafa upp göngin.Upphafsstuðningur jarðganganna samanstendur af steinboltum og 4" steypu og lokafóðrið samanstendur af vatnsheldandi himnu og 4 tommu steypu sem er hengd upp með boltum sem eru um 4 sinnum 4 fet á milli, settir upp 1 fet frá sprengisteinsfóðruðu bergyfirborðinu, virkar sem vatn og frost. einangrun.
Noregur er enn öfgafyllri þegar kemur að jarðgangagerð með Drill and Blast og hefur í gegnum árin betrumbætt aðferðirnar fyrir Drill and Blast til fullkomnunar.Þar sem mjög fjöllótt landslag er í Noregi og mjög langir firðir sem skerast inn í landið, skiptir þörfin fyrir jarðgöng undir firðina fyrir bæði þjóðveg og járnbrautir miklu máli og getur dregið verulega úr ferðatímanum.Í Noregi eru meira en 1000 vegagöng, sem eru þau flest í heiminum.Að auki er Noregur einnig heimili óteljandi vatnsaflsvirkjana með stokkagöngum og stokkum sem Drill og Blast smíðaði.Á tímabilinu 2015 til 2018, í Noregi einum, var um 5,5 milljónir CY af neðanjarðarbergsuppgröfti bora og sprengja.Norðurlöndin fullkomnuðu tækni Drill and Blast og könnuðu tækni hennar og nýjustu tækni um allan heim.Einnig, í Mið-Evrópu, sérstaklega í alpalöndunum, er bora og sprengja enn samkeppnisaðferð við jarðgangagerð þrátt fyrir langa lengd jarðganga.Helsti munurinn á norrænu göngunum er að flest Alpagöngin eru með Cast-In-Place lokasteypufóðrun.
Í norðausturhluta Bandaríkjanna og á Klettafjallasvæðum eru svipaðar aðstæður og á Norðurlöndunum með hörðu hæfu bergi sem gerir hagkvæma notkun bora og sprengja.Nokkur dæmi eru New York City Subway, Eisenhower göngin í Colorado og Mt McDonald göngin í kanadísku Klettafjöllunum
Nýleg flutningaverkefni í New York, eins og nýlega lokið Second Avenue Subway eða East Side Access verkefnið, hefur verið með blöndu af TBM anna hlaupandi göngum með Station Caverns og öðru hjálparrými sem Drill og Blast hafa gert.
Notkun borvéla hefur í gegnum árin þróast frá frumstæðum handborunum eða einni bómuvélum yfir í tölvutæku sjálfborandi Multiple-Boom Jumbos þar sem boramynstur eru færð inn í aksturstölvuna sem gerir kleift að bora hratt og með mikilli nákvæmni til fyrirfram. -stilltu nákvæmlega útreiknað boramynstur.(sjá mynd 2)
Háþróaða borunin koma sem fullsjálfvirk eða hálfsjálfvirk;í því fyrra, eftir að holunni er lokið, fer boran aftur og færist sjálfkrafa í næstu holustöðu og byrjar að bora án þess að stjórnandinn þurfi að staðsetja hana;fyrir hálfsjálfvirkar bómurnar færir stjórnandinn borann frá holu til holu.Þetta gerir einum rekstraraðila kleift að meðhöndla borvélar á áhrifaríkan hátt með allt að þremur bómum með notkun um borðstölvu.(sjá mynd 3)
Með þróun bergbora frá 18, 22, 30 og allt að 40 kW höggafli og hátíðniborum með fóðrum sem halda allt að 20 tommu rekstöngum og notkun sjálfvirka stöngaviðbótarkerfisins (RAS), framfarir og hraði af borun hefur batnað til muna með raunverulegum framhraða upp á allt að 18' á hverri umferð og holu sökkva á milli 8 - 12 fet/mín., allt eftir tegund bergs og notaða bor.Sjálfvirkur þriggja bómu borvél getur borað 800 – 1200 fet/klst. með 20 feta Drifter stangum.Notkun á 20 FT rekstöngum þarf ákveðna lágmarksstærð af göngum (um 25 FT) til að hægt sé að bora bergbolta hornrétt á ás ganganna með sama búnaði.
Nýleg þróun er notkun á fjölvirkum ristum sem eru hengdir upp frá kórónu ganganna sem gera mörgum aðgerðum kleift að halda áfram samtímis eins og borun og mucking.Einnig er hægt að nota grúbbuna til að setja upp grindargrind og sprautustein.Þessi nálgun skarast raðaðgerðir í jarðgangagerð sem leiðir til tímasparnaðar á áætlun.Sjá mynd 4.
Notkun á lausu fleyti til að hlaða götin úr aðskildum hleðslubíl, þegar borvélin er notuð fyrir margar stefnur, eða sem innbyggður eiginleiki í borvélinni þegar verið er að grafa eina stefnu, er að verða algengari nema það eru staðbundnar takmarkanir fyrir þetta forrit.Þessi aðferð er almennt notuð á ýmsum svæðum um allan heim, með tveimur eða þremur holum er hægt að hlaða á sama tíma;Hægt er að stilla styrk fleytisins eftir því hvaða göt er verið að hlaða.Skurðar holur og botnholur eru venjulega hlaðnar með 100% styrk á meðan útlínurholur eru hlaðnar með mun léttari styrk sem er um 25% styrkur.(sjá mynd 5)
Notkun magnfleyti þarf örvun í formi stafs af innpökkuðum sprengiefnum (primer) sem ásamt hvellhettunni er stungið í botn holanna og þarf til að kveikja í magnfleyti sem er dælt í holuna.Notkun magnfleyti minnkar heildarhleðslutímann en hefðbundin skothylki, þar sem hægt er að hlaða 80 – 100 holur/klst úr hleðslubíl með tveimur hleðsludælum og eins- eða tveggja manna körfum til að ná fullum þversniði.Sjá mynd 6
Notkun á hjólaskóflu og vörubíla er enn algengasta leiðin til að gera mucking ásamt bora og sprengja fyrir göng sem hafa aukinn aðgang að yfirborðinu.Ef um er að ræða aðgang um stokka verður múkkið að mestu flutt með hjólaskóflu að skaftinu þar sem það verður híft upp á yfirborðið til frekari flutnings á lokaförgunarsvæðið.
Hins vegar er notkun á mulningi við hlið ganganna til að brjóta niður stærri bergstykkin til að leyfa flutning þeirra með færibandi til að koma múkkinu upp á yfirborðið, önnur nýjung sem var þróuð í Mið-Evrópu, oft fyrir löng göng í gegnum Alpana.Þessi aðferð dregur verulega úr tíma til mucking, sérstaklega fyrir löng göng og útilokar flutningabíla í göngunum sem aftur bætir vinnuumhverfið og dregur úr nauðsynlegri loftræstingargetu.Það losar einnig um hvolf ganganna fyrir steypuvinnu.Það hefur viðbótarkost ef bergið er af þeim gæðum að hægt sé að nota það til malarframleiðslu.Í þessu tilviki er hægt að vinna mulið berg í lágmarki til annarra gagnlegra nota eins og steinsteypu, járnbrautarfestingar eða slitlag.Til að draga úr tímanum frá sprengingu þar til sprunga er borið á, í þeim tilfellum þar sem uppistandstími getur verið vandamál, er hægt að setja upphafssprengjulagið í þakið áður en búið er að mala.
Þegar stórir þverskurðir eru grafnir ásamt lélegum bergskilyrðum gefur bora og sprengja aðferðin okkur möguleika á að skipta yfirborðinu í margar fyrirsagnir og beita Sequential Excavation Method (SEM) aðferðinni fyrir uppgröftinn.Miðstöð flugmannsstefnu á eftir ásamt hliðarrekstri eru oft notuð í SEM við jarðgangagerð eins og sést á mynd 7 fyrir uppgröftur efst á 86th Street Station á Second Avenue Subway verkefninu í New York.Efsta stefnan var grafin í þremur rekum og síðan fylgdu tveir bekkjargröftur til að fullkomna 60' breiðan og 50' háan hellisþverskurðinn.
Til þess að lágmarka átroðning vatns inn í göngin við uppgröft er oft notað fúgun fyrir uppgröft.Lögboðið er að fúga bergið fyrir uppgröft í Skandinavíu til að mæta umhverfiskröfum varðandi vatnsleka inn í göngin til að lágmarka byggingaráhrif á vatnakerfi við eða nálægt yfirborði.Hægt er að gera fúgun fyrir uppgröft fyrir öll göngin eða fyrir tiltekin svæði þar sem bergástand og grunnvatnsástand krefst fúgunar til að draga úr ágangi vatns í viðráðanlegt magn, svo sem á misgengis- eða skerasvæðum.Í sértækri fúgun fyrir uppgröft eru boraðar 4-6 göt og fer eftir mældu vatni úr rannsakaholunum í tengslum við staðfestan fúguútgang, fúgun verður framkvæmd með annað hvort sementi eða efnafúgu.
Venjulega samanstendur fúgunarvifta fyrir uppgröft af 15 til 40 holum (70-80 fet að lengd) sem boraðar eru fyrir framan yfirborðið og fúgaðar fyrir uppgröft.Fjöldi hola fer eftir stærð jarðganga og áætluðu vatnsmagni.Uppgröfturinn er síðan gerður og skilur eftir öryggissvæði sem er 15-20 fet fyrir utan síðustu umferð þegar næsta leit og fúgun fyrir uppgröft er gerð.Með því að nota sjálfvirka stöngviðbótakerfið (RAS), sem nefnt er hér að ofan, er einfalt og fljótlegt að bora rannsaka og fúguholur með afkastagetu 300 til 400 fet/klst.Krafan um fúgun fyrir uppgröft er raunhæfari og áreiðanlegri þegar bora og sprengja aðferðin er notuð samanborið við notkun TBM
Öryggi við bora- og sprengigöng hefur alltaf verið mikið áhyggjuefni og krefjast sérstakra ákvæða um öryggisráðstafanir.Auk hefðbundinna öryggisvandamála í jarðgangagerð bætir framkvæmdir við Drill and Blast við áhættuna í andlitinu, þar á meðal borun, hleðslu, mælingu, mucking, o.s.frv., auka öryggisáhættu sem þarf að bregðast við og skipuleggja.Með framþróun tækni í bora- og sprengitækni og beitingu áhættuminnkandi nálgunar á öryggisþáttum hefur öryggi við jarðgangagerð batnað verulega á undanförnum árum.Til dæmis, með því að nota sjálfvirka risaborun með bormynstrinu sem er hlaðið upp á aksturstölvuna, er engin þörf fyrir neinn að vera fyrir framan risaborhúsið sem dregur úr hugsanlegri útsetningu starfsmanna fyrir hugsanlegri hættu og eykur þannig. öryggi þeirra.
Besti öryggistengdi eiginleikinn er líklega sjálfvirka Rod Adding System (RAS).Með þessu kerfi, aðallega notað til að bora langa holu í tengslum við fúgun fyrir uppgröft og borun á rannsaka holu;framlengingarborun er hægt að gera fullkomlega sjálfvirkan frá rekstrarklefa og útilokar sem slík hættu á meiðslum (sérstaklega áverka á höndum);Að öðru leyti var stöngum bætt við handvirkt þar sem starfsmenn urðu fyrir meiðslum þegar þeir bættu við stöngum með höndunum.Þess má geta að Norska jarðgangagerðin (NNF) gaf út árið 2018 útgáfu sína nr. 27 sem ber titilinn „Öryggi í norskum bor- og sprengigöngum“.Ritið fjallar á kerfisbundinn hátt um aðgerðir sem tengjast heilbrigðis-, öryggis- og umhverfisstjórnun við jarðgangagerð með bor- og sprengjuaðferðum og veitir vinnuveitendur, verkstjóra og gangnagerðarmenn bestu starfsvenjur.Ritið endurspeglar þá tækni sem er í öryggi við bora- og sprengjuframkvæmdir og hægt er að hlaða því niður ókeypis á heimasíðu norska jarðgangafélagsins: http://tunnel.no/publikasjoner/engelske-publikasjoner/
Bora og sprengja notað í réttu hugtakinu, jafnvel fyrir löng göng, með möguleika á að skipta lengdinni í fjölmargar fyrirsagnir, getur samt verið raunhæfur valkostur.Miklar framfarir hafa verið gerðar að undanförnu í búnaði og efnum sem hafa skilað sér í auknu öryggi og aukinni skilvirkni.Þó að vélvirkur uppgröftur með TBM sé oft hagstæðari fyrir löng göng með stöðugt þversnið, en ef bilun verður í TBM sem leiðir til langrar stöðvunar, stöðvast öll göngin en í bor- og sprengingaraðgerðum með mörgum stefnum framkvæmdum getur enn fleygt fram þó að ein stefna lendi í tæknilegum vandamálum.
Lars Jennemyr er sérfræðingur í jarðgangabyggingu á skrifstofu AECOM í New York.Hann hefur ævilanga reynslu af neðanjarðar- og jarðgangaverkefnum víðsvegar að úr heiminum, þar á meðal Suðaustur-Asíu, Suður Ameríku, Afríku, Kanada og Bandaríkjunum í flutnings-, vatns- og vatnsaflsverkefnum.Hann hefur víðtæka reynslu af hefðbundinni og vélvæddri jarðgangagerð.Sérstök sérþekking hans felur í sér byggingu bergganga, byggingarhæfni og byggingarskipulag.Meðal verkefna hans eru: Second Avenue Subway, 86th St. Station í New York;Subway Line Extension nr. 7 í New York;Regional Connector og Purple Line Extension í Los Angeles;Citytunnel í Malmö, Svíþjóð;Kukule Ganga Hydro Power Project, Sri Lanka;Uri Hydro Power Project á Indlandi;og Hong Kong Strategic Sewage Scheme.
Pósttími: maí-01-2020