Šeit, Amerikas Savienotajās Valstīs, tuneļu veidošanu ar urbšanu un spridzināšanu mēs mēdzām dēvēt par “parasto” tunelēšanu, kas, manuprāt, atstāj tuneļu veidošanu ar TBM vai citiem mehanizētiem līdzekļiem, ko dēvē par “netradicionālu”.Tomēr, attīstoties TBM tehnoloģijai, kļūst arvien retāk veikt tuneļu veidošanu, izmantojot urbšanu un spridzināšanu, un tāpēc mēs varam padomāt par to, kā mainīt šo izteicienu un sākt atsaukties uz tunelēšanu ar urbšanu un spridzināšanu kā "netradicionālu". ” tunelēšana.
Tunelēšana ar urbšanu un spridzināšanu joprojām ir visizplatītākā metode pazemes kalnrūpniecības nozarē, savukārt tunelēšana infrastruktūras projektiem arvien vairāk kļūst par mehanizētu tunelēšanu, izmantojot TBM vai citas metodes.Tomēr īsos tuneļos lieliem šķērsgriezumiem, alu konstrukcijām, krustojumiem, šķērseniskām ejām, šahtām, strūklu utt. bieži vien vienīgā iespējamā metode ir urbšana un spridzināšana.Izmantojot Drill and Blast, mums ir arī iespēja būt elastīgākiem, lai pielāgotos dažādiem profiliem, salīdzinot ar TBM tuneli, kas vienmēr nodrošina apļveida šķērsgriezumu, jo īpaši lielceļu tuneļiem, kā rezultātā rodas daudz rakšanas, salīdzinot ar faktisko nepieciešamo šķērsgriezumu.
Ziemeļvalstīs, kur pazemes būvniecības ģeoloģiskais veidojums bieži ir cietā cietā granītā un gneisā, kas ļauj ļoti efektīvi un ekonomiski iegūt urbumus un strūklu.Piemēram, Stokholmas metro sistēma parasti sastāv no atklātas klinšu virsmas, kas izgatavota, izmantojot Drill and Blast, un apsmidzināta ar skrotis betonu kā galīgo oderējumu, bez jebkādas ielietas oderes.
Pašlaik tiek būvēts AECOM projekts Stokholmas apvedceļš, kas sastāv no 21 km (13 jūdzes) šosejas, no kura 18 km (11 jūdzes) atrodas pazemē zem Stokholmas rietumu arhipelāga, sk. 1. att.. Šie tuneļi ar mainīgu šķērsgriezumu, trīs joslas katrā virzienā un tiek būvēti iebraukšanas un izslēgšanas rampas, kas savieno ar virsmu, izmantojot Drill and Blast tehniku.Šāda veida projekti joprojām ir konkurētspējīgi kā Drill and Blast, jo ir laba ģeoloģija un nepieciešamība pēc mainīga šķērsgriezuma, lai apmierinātu telpas prasības.Šim projektam ir izstrādātas vairākas piekļuves rampas, lai sadalītu garos galvenos tuneļus vairākos virzienos, kas saīsinās kopējo tuneļa izrakšanas laiku.Tuneļa sākotnējais balsts sastāv no klinšu skrūvēm un 4 collu betona, un gala oderējums sastāv no hidroizolācijas membrānas un 4 collu skrotis betona, kas piekārts ar skrūvēm, kas izvietotas aptuveni 4 x 4 pēdu attālumā, uzstādītas 1 pēdas attālumā no akmens virsmas, kas izklāta ar betonu, un darbojas kā ūdens un sarma. izolācija.
Norvēģija ir vēl ekstrēmāka attiecībā uz Drill and Blast tunelēšanu, un gadu gaitā tā ir pilnveidojusi Drill and Blast metodes.Tā kā Norvēģijas reljefs ir ļoti kalnains un zemē iegriežas ļoti garie fjordi, tuneļu nepieciešamība zem fjordiem gan lielceļiem, gan dzelzceļiem ir ļoti svarīga un var ievērojami samazināt ceļojuma laiku.Norvēģijā ir vairāk nekā 1000 ceļu tuneļu, kas ir visvairāk pasaulē.Turklāt Norvēģijā atrodas arī neskaitāmas hidroelektrostacijas ar tuneļiem un šahtām, kuras būvē uzņēmums Drill and Blast.Laika posmā no 2015. gada līdz 2018. gadam Norvēģijā vien tika veikti aptuveni 5,5 miljoni CY pazemes iežu rakšanas ar Drill and Blast.Ziemeļvalstis pilnveidoja Drill and Blast tehniku un izpētīja tās tehnoloģijas un jaunākos sasniegumus visā pasaulē.Arī Centrāleiropā, īpaši Alpu valstīs, Drill and Blast joprojām ir konkurētspējīga metode tuneļu veidošanā, neskatoties uz tuneļu garo garumu.Galvenā atšķirība no Ziemeļvalstu tuneļiem ir tā, ka lielākajai daļai Alpu tuneļu ir vietā Cast-In-Place gala betona oderējums.
ASV ziemeļaustrumos un Klinšu kalnu reģionos ir līdzīgi apstākļi kā Ziemeļvalstīs ar cietu, kompetentu iežu, kas ļauj ekonomiski izmantot Drill un Blast.Daži piemēri ir Ņujorkas metro, Eizenhauera tunelis Kolorādo un Mt McDonald tunelis Kanādas klinšu kalnos.
Nesenajos transporta projektos Ņujorkā, piemēram, nesen pabeigtajā Second Avenue Subway vai East Side Access projektā, Drill and Blast ir izveidojuši TBM mīnus tuneļus ar stacijas dobumiem un citām palīgtelpām.
Lielo urbju izmantošana gadu gaitā ir attīstījusies no primitīvām rokas urbjmašīnām vai viena stieņa urbjmašīnas uz datorizētu pašurbjmašīnu Multiple-Boom Jumbo, kur urbšanas raksti tiek ievadīti borta datorā, nodrošinot ātru un augstas precizitātes urbšanu līdz iepriekšējam. -iestatiet precīzi aprēķinātu urbšanas modeli.(skat. 2. att.)
Uzlabotās urbšanas iespējas ir pilnībā automatizētas vai daļēji automatizētas;pirmajā gadījumā pēc urbuma pabeigšanas urbis atgriežas un automātiski pāriet uz nākamo urbuma pozīciju un sāk urbt bez operatora pozicionēšanas;pusautomātiskajām izlicēm operators pārvieto urbi no urbuma uz urbumu.Tas ļauj vienam operatoram, izmantojot borta datoru, efektīvi rīkoties ar urbjiem ar līdz pat trim stieņiem.(skat. 3. att.)
Izstrādājot klinšu urbjus no 18, 22, 30 un līdz 40 kW triecienjaudas un augstfrekvences urbjus ar padevējiem līdz 20' drifteru stieņiem un izmantojot automatizēto stieņu pievienošanas sistēmu (RAS), progresu un ātrumu. urbšanas ātrums ir ievērojami uzlabojies ar faktiskajiem virzīšanas ātrumiem līdz 18' uz vienu kārtu un caurumu iegrimšanu no 8 līdz 12 pēdām/min atkarībā no iežu veida un izmantotās urbjmašīnas.Automātiska 3 stieņu urbjmašīna var urbt ar ātrumu 800–1200 ft/h ar 20 pēdu drifterstieņiem.Lai izmantotu 20 FT drifterstieņus, ir nepieciešams noteikts minimālais tuneļa izmērs (apmēram 25 pēdas), lai ar to pašu aprīkojumu varētu urbt akmens skrūves perpendikulāri tuneļa asij.
Nesenā attīstība ir daudzfunkcionālu jumbo izmantošana, kas piekārta no tuneļa vainaga, ļaujot vienlaikus darboties vairākām funkcijām, piemēram, urbšanai un griešanai.Jumbo var izmantot arī režģu siju un toņu betona uzstādīšanai.Šī pieeja pārklāj secīgas tunelēšanas darbības, tādējādi ietaupot laiku grafikā.Skatīt 4. attēlu.
Lielapjoma emulsijas izmantošana caurumu uzlādēšanai no atsevišķa uzlādes mašīnas, kad urbis tiek izmantots vairākiem virzieniem vai kā iebūvēta urbšanas funkcija, kad tiek izrakts viens virziens, kļūst arvien izplatītāka, ja vien šai lietojumprogrammai ir vietējie ierobežojumi.Šo metodi parasti izmanto dažādās vietās visā pasaulē, vienlaikus var uzlādēt divus vai trīs caurumus;emulsijas koncentrāciju var regulēt atkarībā no tā, kuras atveres tiek uzlādētas.Izgrieztie caurumi un apakšējie caurumi parasti tiek uzlādēti ar 100% koncentrāciju, savukārt kontūras caurumi tiek uzlādēti ar daudz vieglāku koncentrāciju, kas ir aptuveni 25%.(skatiet 5. attēlu)
Lai izmantotu beztaras emulsiju, ir nepieciešams pastiprinātājs iepakotu sprāgstvielu kociņa (grunts) veidā, kas kopā ar detonatoru tiek ievietots caurumu apakšā un ir nepieciešams, lai aizdedzinātu masveida emulsiju, kas tiek iesūknēta caurumā.Lielapjoma emulsijas izmantošana samazina kopējo uzlādes laiku nekā tradicionālajām kasetnēm, kur no uzlādes mašīnas, kas aprīkota ar diviem uzlādes sūkņiem un viena vai divu cilvēku groziem, var uzlādēt 80–100 caurumus stundā, lai sasniegtu pilnu šķērsgriezumu.Skatīt 6. att
Riteņu iekrāvēju un kravas automašīnu izmantošana joprojām ir visizplatītākais veids, kā veikt skrāpēšanu kopā ar Drill and Blast tuneļiem, kuriem ir piekļuve virsmai.Piekļuves gadījumā pa šahtām dubļi galvenokārt tiks nogādāti ar riteņu iekrāvēju uz šahtu, kur tas tiks pacelts virszemē tālākai transportēšanai uz galīgo apglabāšanas zonu.
Tomēr drupinātāja izmantošana pie tuneļa virsmas, lai sadalītu lielākos iežu gabalus, lai tos varētu pārvietot ar konveijera lenti, lai iznestu netīrumus virspusē, ir vēl viena inovācija, kas Centrāleiropā bieži tika izstrādāta gariem tuneļiem caur Alpiem.Šī metode ievērojami samazina muldēšanas laiku, īpaši garos tuneļos, un izslēdz kravas automašīnas tunelī, kas savukārt uzlabo darba vidi un samazina nepieciešamo ventilācijas jaudu.Tas arī atbrīvo tuneļa invertu betona darbiem.Tam ir papildu priekšrocība, ja iezis ir tādas kvalitātes, ka to var izmantot minerālmateriālu ražošanai.Šajā gadījumā šķembu var minimāli apstrādāt citiem labvēlīgiem lietojumiem, piemēram, betona pildvielām, sliežu balastam vai segumam.Lai samazinātu laiku no spridzināšanas līdz skrošbeta uzklāšanai, gadījumos, kad stāvēšanas laiks var būt problēma, sākotnējais skrotis betona slānis var tikt uzklāts uz jumta pirms iestrādes veikšanas.
Veicot lielus šķērsgriezumus kopā ar sliktiem iežu apstākļiem, urbšanas un strūklas metode dod mums iespēju sadalīt virsmu vairākos virzienos un rakšanai izmantot Sequential Excavation Method (SEM) metodi.SEM tuneļos bieži tiek izmantots centra pilotvirziens, kam seko pakāpeniskas sānu novirzes, kā redzams 7. attēlā Ņujorkas otrās avēnijas metro projekta 86. ielas stacijas augšējā virziena rakšanai.Augšējā virsraksts tika izrakts trīs dreifēs, un pēc tam sekoja divi stenda izrakumi, lai pabeigtu 60 collu plato un 50 collu augsto alas šķērsgriezumu.
Lai pēc iespējas samazinātu ūdens iekļūšanu tunelī rakšanas laikā, bieži tiek izmantota pirmsrakšanas java.Skandināvijā ir obligāta iežu iegremdēšana pirms rakšanas, lai ievērotu vides prasības attiecībā uz ūdens noplūdi tunelī, lai samazinātu būvniecības ietekmi uz ūdens režīmu virszemē vai tās tuvumā.Pirms rakšanas javu var veikt visam tunelim vai atsevišķām vietām, kur iežu stāvoklis un gruntsūdens režīms prasa šuves, lai samazinātu ūdens iekļūšanu līdz pārvaldāmam daudzumam, piemēram, defektu vai bīdes zonās.Selektīvajā pirmsrakšanas šuvē tiek izurbti 4-6 zondes caurumi, un atkarībā no izmērītā ūdens no zondes caurumiem attiecībā pret izveidoto šuvju sprūdu, javas tiks veiktas, izmantojot vai nu cementa, vai ķīmiskās javas.
Parasti pirmsrakšanas šuvju ventilators sastāv no 15 līdz 40 caurumiem (70-80 pēdu gari), kas ir izurbti pirms virsmas un iešūti pirms rakšanas.Caurumu skaits ir atkarīgs no tuneļa izmēra un paredzamā ūdens daudzuma.Pēc tam rakšana tiek veikta, atstājot drošības zonu 15–20 pēdu attālumā aiz pēdējās kārtas, kad tiek veikta nākamā zondēšana un pirmsrakšanas javas.Izmantojot iepriekš minēto automatizēto stieņu pievienošanas sistēmu (RAS), ir vienkārši un ātri urbt zondes un javas caurumus ar jaudu no 300 līdz 400 pēdām stundā.Ja izmanto urbšanas un strūklas metodi, ja izmanto urbšanas un strūklas metodi, ja izmanto TBM, prasība veikt šuves pirms rakšanas ir daudz īstenojama un uzticamāka.
Drošība urbšanas un spridzināšanas tuneļos vienmēr ir bijusi nopietna problēma, jo ir nepieciešami īpaši drošības pasākumi.Papildus tradicionālajām drošības problēmām tuneļu veidošanā, Drill and Blast būvniecības riski, tostarp urbšana, uzlādēšana, mērogošana, izspiešana utt., rada papildu drošības riskus, kas ir jārisina un jāplāno.Attīstoties tehnoloģijām urbšanas un spridzināšanas tehnikā un drošības aspektiem piemērojot riska mazināšanas pieeju, pēdējos gados drošība tuneļos ir ievērojami uzlabojusies.Piemēram, izmantojot automatizētu urbšanu ar urbšanas modeli, kas ir augšupielādēts borta datorā, nevienam nav jāatrodas urbšanas kabīnes priekšā, tādējādi samazinot darbinieku iespējamo pakļaušanu potenciālajiem apdraudējumiem un tādējādi palielinot. viņu drošību.
Vislabākā ar drošību saistītā funkcija, iespējams, ir automatizētā stieņu pievienošanas sistēma (RAS).Ar šo sistēmu galvenokārt izmanto garu caurumu urbšanai saistībā ar pirmsrakšanas javu un zondes caurumu urbšanu;pagarinājuma urbšanu var veikt pilnībā automatizēti no operatora kabīnes un tādējādi novērš traumu risku (īpaši roku traumas);pretējā gadījumā stieņu pievienošana tika veikta manuāli, un darbinieki tika pakļauti traumām, pievienojot stieņus ar roku.Ir vērts atzīmēt, ka Norvēģijas tunelēšanas biedrība (NNF) 2018. gadā izdeva savu publikāciju Nr. 27 ar nosaukumu “Drošība Norvēģijas urbšanas un spridzināšanas tunelēšanas procesā”.Publikācijā sistemātiski aplūkoti pasākumi, kas saistīti ar veselības, drošības un vides pārvaldību tuneļu rakšanas laikā, izmantojot urbšanas un spridzināšanas metodes, un tā sniedz labāko praksi darba devējiem, meistariem un tuneļu būvētājiem.Publikācija atspoguļo jaunākos sasniegumus urbšanas un spridzināšanas konstrukciju drošības jomā, un to var bez maksas lejupielādēt no Norvēģijas tunelēšanas biedrības tīmekļa vietnes: http://tunnel.no/publikasjoner/engelske-publikasjoner/
Urbšana un spridzināšana, ko izmanto pareizajā koncepcijā, pat gariem tuneļiem ar iespēju sadalīt garumu daudzās virsrakstos, joprojām var būt dzīvotspējīga alternatīva.Pēdējā laikā ir veikti ievērojami uzlabojumi iekārtās un materiālos, kā rezultātā ir uzlabota drošība un efektivitāte.Lai gan mehanizētā rakšana, izmantojot TBM, bieži vien ir labvēlīgāka gariem tuneļiem ar nemainīgu šķērsgriezumu, tomēr gadījumā, ja notiek TBM bojājums, kā rezultātā rodas ilgstoša apstāšanās, viss tunelis apstājas, savukārt urbšanas un spridzināšanas operācijā ar vairākiem virzieniem būvniecība joprojām var virzīties uz priekšu pat tad, ja vienā pozīcijā rodas tehniskas problēmas.
Larss Dženemirs ir eksperts tuneļu būvniecības inženieris AECOM Ņujorkas birojā.Viņam ir mūža pieredze pazemes un tuneļu projektos no visas pasaules, tostarp Dienvidaustrumāzijas, Dienvidamerikas, Āfrikas, Kanādas un ASV tranzīta, ūdens un hidroenerģijas projektos.Viņam ir liela pieredze konvencionālajā un mehanizētajā tuneļu veidošanā.Viņa īpašā pieredze ietver klinšu tuneļa būvniecību, konstruējamību un būvniecības plānošanu.Starp viņa projektiem ir: Second Avenue Subway, 86. St. St. Ņujorkā;7. metro līnijas pagarinājums Ņujorkā;reģionālais savienotājs un Purple Line pagarinājums Losandželosā;Citytunnel Malmē, Zviedrijā;Kukules Gangas hidroenerģijas projekts, Šrilanka;Uri hidroelektrostacijas projekts Indijā;un Honkongas stratēģiskā notekūdeņu shēma.
Izlikšanas laiks: maijs-01-2020