Čia, Jungtinėse Amerikos Valstijose, tunelių tiesimą gręžiant ir sprogdinant mes vadinome „įprastu“ tuneliavimu, o dėl to tuneliavimas TBM arba kitomis mechanizuotomis priemonėmis gali būti vadinamas „netradiciniu“.Tačiau, tobulėjant TBM technologijai, darosi vis rečiau tunelių tiesimas gręžiant ir sprogdinant, todėl galime pagalvoti apie tai, kaip pakeisti posakį ir pradėti vadinti tuneliavimu gręžiant ir sprogdinant kaip „netradicinį dalyką“. “ tuneliavimas.
Tuneliavimas gręžiant ir sprogdinant vis dar yra labiausiai paplitęs metodas požeminės kasybos pramonėje, o infrastruktūros projektų tunelių tiesimas vis labiau tampa mechanizuotu TBM ar kitais metodais.Tačiau trumpuose tuneliuose, skirtuose dideliems skerspjūviams, urvų statybai, kryžminiams perėjimams, kryžminiams praėjimams, šachtoms, šachtoms ir kt., Gręžimas ir sprogdinimas dažnai yra vienintelis galimas būdas.„Drill and Blast“ taip pat turime galimybę lanksčiau pritaikyti įvairius profilius, palyginti su TBM tuneliu, kuris visada suteikia apskritimo skerspjūvį, ypač greitkelių tuneliuose, dėl kurių tenka daug kasinėti, palyginti su faktiniu reikalingu skerspjūviu.
Šiaurės šalyse, kur geologinis požeminių konstrukcijų formavimasis dažnai yra kietame kietame granite ir gneisyje, todėl galima labai efektyviai ir ekonomiškai kasti gręžinius ir sprogdinimo darbus.Pavyzdžiui, Stokholmo metro sistemą paprastai sudaro atviras uolienų paviršius, pagamintas naudojant Drill and Blast ir apipurškiamas šratiniu betonu kaip galutinis įdėklas be jokio liejamo pamušalo.
Šiuo metu statomas AECOM projektas – Stokholmo aplinkkelis, susidedantis iš 21 km (13 mylių) greitkelio, iš kurio 18 km (11 mylių) yra po žeme po vakariniu Stokholmo salynu, žr. 1 pav. Šie tuneliai turi kintamą skerspjūvį, įrengti po tris eismo juostas kiekviena kryptimi, o įvažiavimo ir išvažiavimo rampos, jungiančios su paviršiumi, statomos naudojant Drill and Blast techniką.Šio tipo projektai vis dar yra konkurencingi kaip „Drill and Blast“ dėl geros geologijos ir kintamo skerspjūvio poreikio, kad būtų patenkinti erdvės poreikiai.Šiam projektui buvo sukurtos kelios prieigos rampos, skirtos padalyti ilgus pagrindinius tunelius į kelias kryptis, o tai sutrumpins bendrą tunelio kasimo laiką.Pradinė tunelio atrama susideda iš uolienų varžtų ir 4 colių šerdies betono, o galutinį įdėklą sudaro hidroizoliacinė membrana ir 4 colių šerdis, pakabintas varžtais, išdėstytais maždaug 4 x 4 pėdų atstumu, sumontuota 1 pėdos atstumu nuo šratinio betono uolienos paviršiaus, veikia kaip vanduo ir šerkšnas. izoliacija.
Norvegija yra dar ekstremalesnė, kai kalbama apie „Drill and Blast“ tunelių tiesimą, ir bėgant metams ji iki tobulumo patobulino „Drill and Blast“ metodus.Kadangi Norvegijos reljefas yra labai kalnuotas ir į žemę įsirėžia labai ilgi fiordai, tunelių po fjordais poreikis greitkeliui ir geležinkeliui yra labai svarbus ir gali žymiai sutrumpinti kelionės laiką.Norvegijoje yra daugiau nei 1000 kelių tunelių, tai yra daugiausiai pasaulyje.Be to, Norvegijoje taip pat yra daugybė hidroelektrinių, kurių tuneliai ir šachtos yra statomi Drill and Blast.Per 2015–2018 m. laikotarpį vien Norvegijoje „Drill and Blast“ buvo kasinėjama apie 5,5 mln. CY požeminių uolienų.Šiaurės šalys ištobulino gręžimo ir sprogdinimo techniką ir tyrinėjo jos technologijas bei naujausias technologijas visame pasaulyje.Be to, Centrinėje Europoje, ypač Alpių šalyse, Drill and Blast vis dar yra konkurencingas tunelių tiesimo metodas, nepaisant ilgo tunelių ilgio.Pagrindinis skirtumas nuo Šiaurės šalių tunelių yra tas, kad dauguma Alpių tunelių turi galutinį betoninį pamušalą.
JAV šiaurės rytuose ir Uolinių kalnų regionuose yra panašios sąlygos kaip ir Šiaurės šalyse su kieta, kompetentinga uoliena, leidžiančia ekonomiškai naudoti Drill and Blast.Kai kurie pavyzdžiai yra Niujorko metro, Eizenhauerio tunelis Kolorado valstijoje ir Mt McDonald tunelis Kanados Uoliniuose kalnuose.
Naujausiuose Niujorko transporto projektuose, tokiuose kaip neseniai baigtas Second Avenue Subway arba East Side Access projektas, buvo sujungti TBM iškasami bėgimo tuneliai su stoties urvais ir kita pagalbine erdve, kurią atliko Drill and Blast.
Bėgant metams gręžtuvų naudojimas išaugo nuo primityvių rankinių grąžtų ar vienos strėlės gręžtuvų iki kompiuterizuotų savaime gręžiančių kelių sijų Jumbo, kur gręžimo raštai įvedami į borto kompiuterį, leidžiantį greitai ir tiksliai gręžti iki išankstinio gręžimo. - nustatyti tiksliai apskaičiuotą gręžimo modelį.(žr. 2 pav.)
Pažangūs gręžimo įrenginiai yra visiškai automatizuoti arba pusiau automatizuoti;pirmuoju atveju, baigus gręžti skylę, grąžtas atsitraukia ir automatiškai pereina į kitą skylės padėtį ir pradeda gręžti, operatoriui nereikalaujant padėties;pusiau automatinėms strėlėms operatorius perkelia grąžtą iš skylės į angą.Tai leidžia vienam operatoriui, naudojant borto kompiuterį, efektyviai valdyti grąžtus su iki trijų strėlių.(žr. 3 pav.)
Sukūrus uolienų grąžtus nuo 18, 22, 30 ir iki 40 kW smūginės galios ir aukšto dažnio grąžtus su tiektuvais, kuriuose laikomi iki 20' drifteriniai strypai, ir naudojant automatizuotą strypų pridėjimo sistemą (RAS), pažanga ir greitis. gręžimo greitis labai pagerėjo, nes faktinis gręžimo greitis yra iki 18' per ratą, o skylė grimzta 8–12 pėdų per minutę, priklausomai nuo uolienų tipo ir naudojamo grąžto.Automatizuotas 3 strėlių gręžtuvas gali gręžti 800–1200 pėdų per valandą greičiu su 20 pėdų dreifuojančiais strypais.Norint naudoti 20 pėdų dreifuojančius strypus, reikia tam tikro minimalaus tunelio dydžio (apie 25 pėdos), kad naudojant tą pačią įrangą būtų galima gręžti uolienų varžtus statmenai tunelio ašiai.
Naujausias patobulinimas – ant tunelio vainiko pakabinami daugiafunkciniai stulpeliai, leidžiantys vienu metu atlikti kelias funkcijas, tokias kaip gręžimas ir purenimas.Jumbo taip pat gali būti naudojamas grotelių sijų ir šratų montavimui.Šis metodas sutampa su nuosekliomis tuneliavimo operacijomis, todėl sutaupoma laiko tvarkaraštyje.Žr. 4 pav.
Masinės emulsijos naudojimas skylėms įkrauti iš atskiro įkrovimo sunkvežimio, kai gręžtuvas naudojamas kelioms kryptims arba kaip gręžimo jumbo įtaisyta funkcija, kai kasama viena kryptis, tampa vis dažnesnis, nebent šiai programai taikomi vietiniai apribojimai.Šis metodas dažniausiai naudojamas įvairiose pasaulio vietose, vienu metu galima įkrauti dvi ar tris skylutes;emulsijos koncentracija gali būti reguliuojama priklausomai nuo to, kurios skylės yra įkraunamos.Iškirptos skylės ir apatinės skylės paprastai įkraunamos 100% koncentracijos, o kontūrinės skylės įkraunamos daug lengvesne, maždaug 25% koncentracija.(žr. 5 pav.)
Norint naudoti birią emulsiją, reikalingas stiprintuvas supakuotų sprogstamųjų medžiagų lazdelės (gruntimo) pavidalu, kuris kartu su detonatoriumi įkišamas į angų dugną ir reikalingas biriai emulsijai, kuri pumpuojama į skylę, uždegti.Tūrinės emulsijos naudojimas sumažina bendrą įkrovimo laiką nei tradicinės kasetės, kuriose galima įkrauti 80–100 skylių/val. iš įkrovimo sunkvežimio su dviem įkrovimo siurbliais ir vieno ar dviejų asmenų krepšiais, kad būtų pasiektas visas skerspjūvis.Žr.6 pav
Ratinio krautuvo ir sunkvežimių naudojimas vis dar yra labiausiai paplitęs tunelių, turinčių prieigą prie paviršiaus, purškimo būdas kartu su Drill and Blast.Jei pasiekiama per šachtas, smėlis dažniausiai bus nugabentas ratiniu krautuvu į šachtą, kur jis bus iškeltas į paviršių ir toliau transportuojamas į galutinio šalinimo vietą.
Tačiau trupintuvo naudojimas ties tunelio paviršiumi didesniems uolienų gabalams suskaidyti, kad juos būtų galima perkelti konvejerio juosta, kad purvas būtų iškeltas į paviršių, yra dar viena naujovė, kuri buvo sukurta Vidurio Europoje, dažnai skirta ilgiems tuneliams per Alpes.Šis metodas labai sutrumpina purškimo laiką, ypač ilguose tuneliuose, ir pašalina sunkvežimius tunelyje, o tai savo ruožtu pagerina darbo aplinką ir sumažina reikiamą vėdinimo pajėgumą.Tai taip pat atlaisvina tunelio apvertimą betonavimo darbams.Papildomas pranašumas yra, jei uoliena yra tokios kokybės, kad ją būtų galima panaudoti nerūdinių medžiagų gamybai.Šiuo atveju susmulkintą uolieną galima minimaliai apdoroti kitiems naudingiems tikslams, pavyzdžiui, betono užpildams, bėgių balastui ar grindiniui.Norint sutrumpinti laiką nuo sprogdinimo iki šratinio betono uždėjimo, tais atvejais, kai gali kilti problemų dėl atsistojimo, pirminis šratinio betono sluoksnis gali būti dedamas ant stogo prieš atliekant purškimą.
Kasant didelius skerspjūvius kartu su prastomis uolienų sąlygomis, gręžimo ir sprogdinimo metodas suteikia galimybę padalinti paviršių į kelias pozicijas ir taikyti nuosekliojo kasimo metodo (SEM) metodą kasimui.Centrinė bandomoji kryptis, po kurios seka laipsniškas šoninis poslinkis, dažnai naudojamas SEM tuneliuose, kaip matyti 7 pav., 86-osios gatvės stoties viršutinės krypties kasimo antrajame aveniu metro projekte Niujorke.Viršutinė dalis buvo iškasta trimis dreifais, o po to buvo atlikti du kasinėjimai ant stendo, kad būtų užbaigtas 60 colių pločio ir 50 colių aukščio urvo skerspjūvis.
Siekiant kuo labiau sumažinti vandens patekimą į tunelį kasimo metu, dažnai naudojamas prieškasimas.Išankstinis uolienų injektavimas Skandinavijoje yra privalomas, siekiant patenkinti aplinkosaugos reikalavimus dėl vandens nutekėjimo į tunelį ir sumažinti statybos poveikį vandens režimui paviršiuje arba šalia jo.Išankstinis injektavimas gali būti atliekamas visame tunelyje arba tam tikrose vietose, kur dėl uolienų būklės ir požeminio vandens režimo reikia glaistyti, kad būtų sumažintas vandens įsiskverbimas iki valdomo kiekio, pavyzdžiui, gedimų ar šlyties zonose.Atrankinio prieškasimo injektavimo metu išgręžiamos 4-6 zondo skylės ir priklausomai nuo išmatuoto vandens kiekio iš zondo angų nustatyto injektavimo gaiduko atžvilgiu, injektavimas bus atliekamas naudojant cementinį arba cheminį skiedinį.
Įprastai prieškasimo injektavimo ventiliatorius susideda iš 15–40 skylių (70–80 pėdų ilgio), išgręžtų priešais paviršių ir prieš kasant glaistą.Skylių skaičius priklauso nuo tunelio dydžio ir numatomo vandens kiekio.Tada kasimas atliekamas paliekant 15–20 pėdų saugos zoną už paskutinio raundo, kai bus atliktas kitas zondavimas ir prieškasimas.Naudojant aukščiau paminėtą automatizuotą strypų pridėjimo sistemą (RAS), galima paprastai ir greitai išgręžti zondo ir skiedinio skyles, kurių našumas yra nuo 300 iki 400 pėdų per valandą.Išankstinio kasimo injektavimo reikalavimas yra labiau įgyvendinamas ir patikimesnis naudojant gręžimo ir pūtimo metodą, palyginti su TBM
Saugumas gręžimo ir sprogdinimo tuneliuose visada buvo didelis susirūpinimas, todėl reikėjo specialių saugos priemonių nuostatų.Be tradicinių saugos problemų, susijusių su tunelių tiesimu, Drill and Blast statybos rizika, įskaitant gręžimą, įkrovimą, pleiskanojimą, purškimą ir t. t., prisideda prie papildomų saugos pavojų, kuriuos reikia spręsti ir suplanuoti.Tobulėjant gręžimo ir sprogdinimo metodų technologijoms ir taikant rizikos mažinimo metodą saugos aspektams, tunelių sauga pastaraisiais metais gerokai pagerėjo.Pavyzdžiui, naudojant automatinį didžiulį gręžimą, kai gręžimo raštas įkeltas į borto kompiuterį, niekam nereikia būti priešais didžiojo gręžimo kabiną, taip sumažinant galimą pavojų darbuotojams ir taip padidinant jų saugumą.
Geriausia su sauga susijusi funkcija tikriausiai yra automatizuota strypų pridėjimo sistema (RAS).Naudojant šią sistemą, daugiausia naudojama ilgų skylių gręžimui, kartu su glaistymu prieš kasimą ir zondų skylių gręžimui;prailginimo gręžimas gali būti atliekamas visiškai automatizuotai iš operatoriaus kabinos, todėl pašalinama sužalojimų rizika (ypač rankų sužalojimų);kitu atveju strypų pridėjimas buvo atliktas rankiniu būdu, o darbuotojai susižalodavo, kai strypus prideda rankomis.Verta paminėti, kad Norvegijos tunelių kūrimo draugija (NNF) 2018 m. išleido savo leidinį Nr. 27 pavadinimu „Norvegijos gręžimo ir sprogdinimo tunelių sauga“.Leidinyje sistemingai aptariamos priemonės, susijusios su sveikatos, saugos ir aplinkos valdymu tunelių tiesimo metu naudojant gręžimo ir sprogimo metodus, ir pateikiama geriausia praktika darbdaviams, meistrams ir tunelių statybos darbuotojams.Leidinys atspindi naujausią gręžimo ir sprogdinimo konstrukcijos saugumo lygį, jį galima nemokamai atsisiųsti iš Norvegijos tunelių tiesimo draugijos svetainės: http://tunnel.no/publikasjoner/engelske-publikasjoner/
Gręžimas ir sprogdinimas, naudojami pagal tinkamą koncepciją, net ir ilgiems tuneliams, su galimybe padalyti ilgį į daugybę antraščių, vis tiek gali būti perspektyvi alternatyva.Pastaruoju metu buvo padaryta didelė pažanga įrangos ir medžiagų srityje, todėl pagerėjo saugumas ir padidintas efektyvumas.Nors mechanizuotas kasimas naudojant TBM dažnai yra palankesnis ilgiems tuneliams su pastoviu skerspjūviu, tačiau jei TBM sugenda ir dėl to ilgas sustojimas, visas tunelis sustoja, o atliekant gręžimo ir sprogdinimo operaciją su keliomis kryptimis statyba vis tiek gali pažengti į priekį, net jei vienoje srityje susiduriama su techninėmis problemomis.
Larsas Jennemyras yra tunelių statybos inžinierius ekspertas AECOM Niujorko biure.Jis turi ilgametę patirtį požeminių ir tunelių tiesimo projektuose iš viso pasaulio, įskaitant Pietryčių Aziją, Pietų Ameriką, Afriką, Kanadą ir JAV tranzito, vandens ir hidroenergijos projektuose.Jis turi didelę tradicinio ir mechanizuoto tuneliavimo patirtį.Jo specialioji patirtis apima uolienų tunelių statybą, konstruojamumą ir statybos planavimą.Tarp jo projektų yra: Second Avenue metro, 86-oji St. Niujorke;7 metro linijos pratęsimas Niujorke;„Region Connector“ ir „Purple Line Extension“ Los Andžele;Miesto tunelis Malmėje, Švedijoje;Kukule Ganga hidroelektrinės projektas, Šri Lanka;Uri hidroelektrinės projektas Indijoje;ir Honkongo strateginė nuotekų sistema.
Paskelbimo laikas: 2020-01-01