Бұл жерде Америка Құрама Штаттарында біз бұрғылау-жару әдісімен туннель салуды «әдеттегі» туннельдеу деп атайтынбыз, менің ойымша, TBM немесе басқа механикаландырылған жолдармен туннель салуды «дәстүрлі емес» деп атауға болады.Дегенмен, TBM технологиясының эволюциясымен бұрғылау-жару әдісімен туннель жасау барған сайын сирек болады, сондықтан біз өрнекті айналдыру туралы ойланғымыз келуі мүмкін және бұрғылау және жарылыс арқылы туннель салуды «дәстүрлі емес» деп атағымыз келеді. туннельдеу.
Бұрғылау-жару әдісімен туннельдеу жерасты тау-кен өнеркәсібінде әлі де кең таралған әдіс болып табылады, ал инфрақұрылымдық жобалар үшін туннельдеу барған сайын TBM немесе басқа әдістермен механикаландырылған тоннельге айналады.Дегенмен, қысқа туннельдерде үлкен көлденең қималар үшін, үңгірлерді салу, көлденең өтулер, көлденең өтулер, біліктер, штоктар және т.б. үшін Бұрғылау және жару көбінесе жалғыз мүмкін әдіс болып табылады.Drill and Blast арқылы бізде TBM туннелімен салыстырғанда әртүрлі профильдерді қабылдауға икемді болу мүмкіндігіміз бар, ол әрқашан дөңгелек қиманы береді, әсіресе магистраль туннельдері үшін, нәтижесінде қажет нақты көлденең қимаға қатысты көп қазбалар.
Скандинавиялық елдерде жер асты құрылысының геологиялық қалыптасуы көбінесе қатты қатты гранит пен гнейсте болады, бұл бұрғылау және жару өндіруге өте тиімді және үнемді мүмкіндік береді.Мысалы, Стокгольм метро жүйесі әдетте бұрғылау және жару әдісімен салынған және ешқандай құйылған төсемсіз соңғы төсем ретінде бүріккіш бетонмен шашыратылған жартастың ашық бетінен тұрады.
Қазіргі уақытта AECOM жобасы, 21 км (13 миль) тас жолдан тұратын Стокгольм айналма жолы, оның 18 км (11 миль) Стокгольмнің батыс архипелагының астындағы жер астында салынып жатыр, 1-суретті қараңыз. Көлденең қималары ауыспалы бұл туннельдер, Әр бағытта үш жолақты орналастыру үшін «Бұрғылау және жару» әдісін қолдана отырып, жер бетіне қосылатын пандустар салынуда.Жобалардың бұл түрі жақсы геологияға және кеңістік талаптарын қанағаттандыру үшін ауыспалы қиманың қажеттілігіне байланысты бұрғылау және жарылыс сияқты бәсекеге қабілетті.Бұл жоба үшін ұзын негізгі туннельдерді бірнеше тақырыптарға бөлу үшін бірнеше кіру пандусы әзірленді, бұл туннельді қазудың жалпы уақытын қысқартады.Туннельдің бастапқы тірегі тас болттарынан және 4 дюймдік бетоннан тұрады, ал соңғы төсем гидрооқшаулағыш мембранадан және шамамен 4-4 фут қашықтықта орналасқан болттармен ілінген 4 дюймдік бетоннан тұрады, бүріккіш бетон төселген жартас бетінен 1 фут қашықтықта орнатылған, су мен аяз ретінде әрекет етеді. оқшаулау.
Норвегия Drill and Blast арқылы туннель салуға келгенде одан да экстремалды және жылдар бойы Drill and Blast әдістерін жетілдірді.Норвегияның жер бедері өте таулы болғандықтан және жерді кесіп жатқан өте ұзын фьордтармен, магистраль мен теміржол үшін фьордтардың астындағы туннельдердің қажеттілігі үлкен маңызға ие және саяхат уақытын айтарлықтай қысқартуы мүмкін.Норвегияда 1000-нан астам жол туннелі бар, бұл әлемдегі ең көп.Сонымен қатар, Норвегия сонымен қатар Drill and Blast компаниясы салған туннельдері мен оқпандары бар сансыз су электр станцияларының отаны болып табылады.2015 жылдан 2018 жылға дейінгі кезеңде тек Норвегияда Drill and Blast әдісімен шамамен 5,5 миллион CY жерасты тау жыныстарын қазу жұмыстары жүргізілді.Скандинавия елдері Drill and Blast техникасын жетілдірді және оның технологиялары мен соңғы жетістіктерін бүкіл әлемде зерттеді.Сондай-ақ, Орталық Еуропада, әсіресе альпі елдерінде бұрғылау және жару туннельдердің ұзақ ұзындығына қарамастан, әлі күнге дейін туннель жасауда бәсекеге қабілетті әдіс болып табылады.Скандинавиялық туннельдерден басты айырмашылығы - Альпі туннельдерінің көпшілігінде құйылған соңғы бетон төсемі бар.
АҚШ-тың солтүстік-шығысында және жартасты таулар аймақтарында қатты құзырлы тау жыныстары бар скандинавиялық елдердегідей жағдай бар, бұл бұрғылау мен жаруды үнемді пайдалануға мүмкіндік береді.Кейбір мысалдарға Нью-Йорк метросы, Колорадодағы Эйзенхауэр туннелі және Канада жартасты тауындағы Макдональд туннелі жатады.
Нью-Йорктегі соңғы көлік жобалары, мысалы, жақында аяқталған Екінші авеню метросы немесе Шығыс жағындағы қолжетімділік жобасында Drill and Blast жасаған станция үңгірлері және басқа қосалқы кеңістіктері бар TBM қазылған туннельдердің үйлесімі болды.
Бұрғылау бұрғыларын пайдалану бірнеше жылдар бойы қарапайым қолмен ұсталатын бұрғылардан немесе бір жебеден жасалған компьютерленген өздігінен бұрғыланатын көп штангалы джамболарға дейін дамыды, мұнда бұрғы үлгілері борттық компьютерге беріледі, бұл бұрғылауды алдын ала жылдам және жоғары дәлдікпен жүргізуге мүмкіндік береді. -дәл есептелген бұрғылау үлгісін орнату.(2-суретті қараңыз)
Жетілдірілген бұрғылау қондырғылары толығымен автоматтандырылған немесе жартылай автоматтандырылған;біріншісінде, саңылау аяқталғаннан кейін бұрғы ізін ауыстырады және автоматты түрде келесі саңылау күйіне ауысады және оператордың орналасуын қажет етпестен бұрғылауды бастайды;жартылай автоматты жебелер үшін оператор бұрғыны тесіктен тесікке жылжытады.Бұл бір операторға борттық компьютерді пайдалана отырып, үш штангаға дейін бұрғылау бұрғыларын тиімді өңдеуге мүмкіндік береді.(3-суретті қараңыз)
18, 22, 30 және 40 кВт-қа дейінгі соққы қуаты мен 20 'дрифтер штангаларын ұстайтын фидерлері бар жоғары жиілікті бұрғыларды және автоматтандырылған штангаларды қосу жүйесін (RAS) пайдалануды дамыту арқылы, алға және жылдамдығы. бұрғылаудың нақты ілгерілеу жылдамдығы бір айналымға 18'-ге дейін және ұңғыманың шөгуі 8 – 12 фут/мин аралығында тау жынысына және пайдаланылған бұрғыға байланысты айтарлықтай жақсарды.Автоматтандырылған 3 штангалы бұрғылау 20 фут Drifter Rods көмегімен 800 – 1200 фут/сағ жылдамдықпен бұрғылай алады.20 фут дрифтер шыбықтарын пайдалану дәл сол жабдықты пайдалана отырып, рок болттарын туннель осіне перпендикуляр бұрғылауға мүмкіндік беру үшін туннельдің белгілі бір минималды өлшемін (шамамен 25 Фут) қажет етеді.
Жақында жасалған жаңалық туннель тәжінен ілулі тұрған көп функциялы жұмбаларды пайдалану болып табылады, бұл бұрғылау және бұрғылау сияқты бірнеше функцияларды бір уақытта орындауға мүмкіндік береді.Джумбо торлы арқалықтарды және бүріккіш бетондарды орнату үшін де пайдаланылуы мүмкін.Бұл тәсіл туннельдеудегі дәйекті операцияларды қайталайды, нәтижесінде кестеде уақыт үнемделеді.4-суретті қараңыз.
Бөлек жүк тиегіштен саңылауларды зарядтау үшін көлемді эмульсияны пайдалану, бұрғылау құралы бірнеше тақырып үшін пайдаланылғанда немесе бір позицияны қазып жатқанда, бұрғылау жабдығына кіріктірілген функция ретінде, егер бұл жағдайларды қоспағанда, кең тараған. бұл қолданба үшін жергілікті шектеулер бар.Бұл әдіс әдетте дүние жүзінің әртүрлі аймақтарында қолданылады, екі немесе үш тесікті бір уақытта зарядтауға болады;эмульсияның концентрациясын қай саңылаулар зарядталып жатқанына байланысты реттеуге болады.Кесілген тесіктер мен төменгі саңылаулар әдетте 100% концентрациямен зарядталады, ал контурлық тесіктер шамамен 25% концентрациядан әлдеқайда жеңіл концентрациямен зарядталады.(5-суретті қараңыз)
Сусымалы эмульсияны пайдалану үшін детонатормен бірге саңылаулардың түбіне кіргізілетін және саңылауға айдалатын көлемді эмульсияны тұтандыру үшін қажет оралған жарылғыш заттардың таяқшасы (праймер) түріндегі күшейткіш қажет.Көлемді эмульсияны пайдалану әдеттегі картридждерге қарағанда жалпы зарядтау уақытын қысқартады, мұнда екі зарядтау сорғыларымен және бір немесе екі адамдық себеттермен жабдықталған зарядтау машинасынан толық көлденең қимаға жету үшін 80 – 100 саңылау/сағ зарядтауға болады.6-суретті қараңыз
Доңғалақты тиегіштер мен жүк көліктерін пайдалану әлі күнге дейін жер бетіне шығу мүмкіндігі бар туннельдер үшін Drill және Blast комбинациясында жабындарды өңдеудің ең кең таралған тәсілі болып табылады.Біліктер арқылы қол жеткізген жағдайда балшық негізінен доңғалақты тиегішпен білікке тасымалданады, онда ол түпкілікті кәдеге жарату аймағына әрі қарай тасымалдау үшін жер бетіне көтеріледі.
Дегенмен, туннель бетіндегі ұсақтағышты пайдалану үлкен тау жыныстарының бөліктерін ыдырату үшін оларды конвейер лентасымен лайдың бетіне шығаруға мүмкіндік беру - бұл Орталық Еуропада жиі Альпі арқылы өтетін ұзын туннельдер үшін әзірленген тағы бір жаңалық.Бұл әдіс, әсіресе ұзын туннельдер үшін, шөгу уақытын айтарлықтай қысқартады және туннельдегі жүк көліктерін болдырмайды, бұл өз кезегінде жұмыс ортасын жақсартады және қажетті желдету мүмкіндігін азайтады.Ол сонымен қатар бетон жұмыстары үшін туннельдің төңкерісін босатады.Оның қосымша артықшылығы бар, егер тау жынысы толтырғышты өндіру үшін пайдалануға болатындай сапалы болса.Бұл жағдайда ұсақталған жынысты бетон толтырғыштары, рельсті балласт немесе тротуар сияқты басқа пайдалы мақсаттар үшін ең аз өңдеуге болады.Жарылыстан бетонды жағуға дейінгі уақытты қысқарту үшін, тұрақтау уақыты қиындық тудыруы мүмкін жағдайларда, жабын біткенге дейін шатырға бастапқы бетон қабатын жағуға болады.
Үлкен көлденең қималарды нашар тау жыныстары жағдайларымен бірге қазған кезде Бұрғылау және жару әдісі бізге бетті бірнеше тақырыпқа бөлуге және қазу үшін дәйекті қазу әдісін (SEM) қолдануға мүмкіндік береді.Нью-Йорктегі Екінші авеню метросы жобасындағы 86-шы көше станциясының жоғарғы қазба жұмыстары үшін 7-суретте көрінетіндей, SEM-де туннельдеуде жиі ортаңғы пилоттық бағыт, содан кейін сатылы бүйірлік ауытқулар қолданылады.Үстіңгі бөлім үш дрейфте қазылды, содан кейін ені 60' және 50' биік үңгір қимасын аяқтау үшін екі орындық қазба жүргізілді.
Қазба кезінде туннельге судың түсуін азайту үшін көбінесе қазбаға дейінгі ерітінділер қолданылады.Скандинавияда жер бетіндегі немесе оған жақын орналасқан су режиміне құрылыс әсерін азайту үшін туннельге судың ағып кетуіне қатысты экологиялық талаптарды шешу үшін тау жынысын қазу алдында ерітінділеу міндетті болып табылады.Алдын ала қазба төсеу бүкіл туннель үшін немесе тау жынысы жағдайы мен жер асты суларының режимі судың енуін реттелетін мөлшерге дейін азайту үшін, мысалы, бұзылу немесе ығысу аймақтарында ерітінділерді қажет ететін белгілі бір аумақтар үшін жасалуы мүмкін.Іріктеп қазу алдындағы ерітінділеуде 4-6 зонд саңылаулары бұрғыланады және белгіленген еріткіш триггерге қатысты зонд саңылауларынан өлшенген суға байланысты цемент немесе химиялық ерітінділерді қолдану арқылы төсеу жүргізіледі.
Әдетте, қазбаға дейінгі шөгу желдеткіші 15-тен 40-қа дейінгі саңылаулардан (ұзындығы 70-80 фут) тұрады және қазба алдында бұрғыланады.Саңылаулардың саны туннель өлшеміне және судың болжамды мөлшеріне байланысты.Содан кейін қазу келесі зондтау және қазба алдындағы ерітінділерді төсеу кезінде соңғы айналымнан кейін 15-20 фут қауіпсіздік аймағын қалдырып орындалады.Жоғарыда аталған автоматтандырылған штангаларды қосу жүйесін (RAS) пайдалану өнімділігі 300-ден 400 фут/сағ. дейін зонд пен ерітінді саңылауларын бұрғылауды қарапайым және жылдам етеді.ТБМ қолданумен салыстырғанда, бұрғылау және жару әдісін пайдаланған кезде қазбаға дейінгі ерітінділерді төсеу талабы неғұрлым қолайлы және сенімдірек.
Бұрғылау және жару туннельдеріндегі қауіпсіздік әрқашан қауіпсіздік шараларының арнайы ережелерін талап ететін басты мәселе болды.Туннельді қазу, бұрғылау және жару әдісімен құрылыс кезіндегі дәстүрлі қауіпсіздік мәселелеріне қоса, бұрғылау, зарядтау, масштабтау, балқыту, т.б. сияқты беткі қабаттағы тәуекелдер қарастырылуы және жоспарлануы қажет қосымша қауіпсіздік тәуекелдерін қосады.Бұрғылау және жарылыс техникасындағы технологиялардың жетілдірілуі және қауіпсіздік аспектілеріне қауіп-қатерді азайту тәсілін қолдану арқылы туннельді қазудағы қауіпсіздік соңғы жылдары айтарлықтай жақсарды.Мысалы, борттық компьютерге жүктелген бұрғы үлгісі бар автоматтандырылған жұмбақты бұрғылауды пайдалану кезінде бұрғылау кабинасының алдында ешкімнің болуының қажеті жоқ, осылайша жұмысшылардың ықтимал қауіптерге ұшырауын азайтады және осылайша арттырады. олардың қауіпсіздігі.
Қауіпсіздікке қатысты ең жақсы мүмкіндік автоматтандырылған штангаларды қосу жүйесі (RAS) болуы мүмкін.Бұл жүйемен, негізінен, қазбаға дейінгі шұңқырларды өңдеуге және зондты бұрғылауға байланысты ұзын тесіктерді бұрғылау үшін қолданылады;ұзартқыш бұрғылауды оператор кабинасынан толығымен автоматтандырылған түрде жасауға болады және осылайша жарақат алу қаупін жояды (әсіресе қол жарақаттары);әйтпесе өзекшелерді қосу қолмен жасалды, жұмысшылар өзектерді қолмен қосу кезінде жарақат алады.Norwegian Tunneling Society (NNF) 2018 жылы «Норвегиялық бұрғылау және жарылыс туннельдеріндегі қауіпсіздік» атты №27 басылымын шығарғанын атап өткен жөн.Басылым бұрғылау және жару әдістерін қолдана отырып, туннельді қазу кезінде денсаулықты, қауіпсіздікті және қоршаған ортаны басқаруға қатысты жүйелі түрде шараларды қарастырады және жұмыс берушілерге, бригадирлерге және тоннель құрылысшылары үшін ең жақсы тәжірибені ұсынады.Басылым бұрғылау және жару жұмыстарының қауіпсіздігін қамтамасыз етудегі техниканың жай-күйін көрсетеді және оны Норвегиялық туннельдер қоғамының веб-сайтынан тегін жүктеп алуға болады: http://tunnel.no/publikasjoner/engelske-publikasjoner/
Ұзындықты көптеген тақырыптарға бөлу мүмкіндігі бар ұзын туннельдер үшін дұрыс тұжырымдамада қолданылатын бұрғылау және жарылыс әлі де өміршең балама бола алады.Жабдықтар мен материалдарда жақында айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізілді, бұл қауіпсіздікті және тиімділікті арттыруды қамтамасыз етті.ТБМ көмегімен механикаландырылған қазу жиі көлденең қимасы тұрақты ұзын туннельдер үшін қолайлырақ болғанымен, ТБМ бұзылып, ұзақ тоқтап қалған жағдайда, бүкіл туннель тоқтап қалады, ал бірнеше тақырыптағы бұрғылау және жару жұмыстарында Бір тақырып техникалық ақауларға тап болса да, құрылыс әлі де алға жылжуы мүмкін.
Ларс Дженнемир - Нью-Йорктегі AECOM кеңсесінде туннель құрылысы бойынша сарапшы инженер.Оның бүкіл дүние жүзіндегі жерасты және туннельдік жобаларда, соның ішінде Оңтүстік-Шығыс Азияда, Оңтүстік Америкада, Африкада, Канадада және АҚШ-та транзит, су және гидроэнергетика жобаларында өмірлік тәжірибесі бар.Оның кәдімгі және механикаландырылған тоннельдерді қазу бойынша үлкен тәжірибесі бар.Оның арнайы тәжірибесі жартастағы туннель құрылысын, салу мүмкіндігін және құрылысты жоспарлауды қамтиды.Оның жобаларының қатарында: Екінші авеню метросы, Нью-Йорктегі 86-сент станциясы;Нью-Йорктегі №7 метро желісін ұзарту;Лос-Анджелестегі аймақтық қосқыш және күлгін сызық кеңейтімі;Мальмо қаласындағы туннель, Швеция;Кукуле Ганга гидроэнергетикалық жобасы, Шри-Ланка;Үндістандағы Ури гидроэнергетикалық жобасы;және Гонконгтың стратегиялық канализация схемасы.
Жіберу уақыты: 01 мамыр 2020 ж