Овде, во Соединетите Американски Држави, порано го нарекувавме тунелирањето со дупчење и експлозија како „конвенционално“ тунелирање, што претпоставувам дека остава тунелирањето со TBM или други механизирани средства да се нарече „неконвенционално“.Меѓутоа, со еволуцијата на технологијата TBM станува се поретко да се прави тунелирање со дупчење и експлозија и како такво можеби ќе сакаме да размислиме да го свртиме изразот и да почнеме да го нарекуваме тунелирањето со вежба и експлозија како „неконвенционално “ тунелирање.
Тунелирањето со дупчење и експлозија сè уште е најчестиот метод во подземната рударска индустрија, додека тунелирањето за инфраструктурни проекти сè повеќе станува механизирано тунелирање со TBM или други методи.Меѓутоа, во кратки тунели, за големи пресеци, конструкција на пештера, вкрстени премини, попречни премини, шахти, шахти итн., Drill and Blast често е единствениот можен метод.Со Drill and Blast, ние исто така имаме можност да бидеме пофлексибилни за прифаќање на различни профили во споредба со тунелот TBM кој секогаш дава кружен пресек, особено за тунели на автопат, што резултира со многу прекумерно ископување во однос на вистинскиот потребен пресек.
Во нордиските земји каде што геолошката формација на подземната градба е често во цврст тврд Гранит и Гнајс, што е многу ефикасно и економично за рударство со Drill and Blast.На пример, системот на подземната железница во Стокхолм обично се состои од изложена карпеста површина конструирана со помош на дупчалка и експлозија и испрскана со плотен бетон како завршна облога без облога од леано место.
Во моментов проектот на AECOM, обиколницата на Стокхолм, кој се состои од 21 km (13 милји) автопат, од кои 18 km (11 милји) е под земја под западниот архипелаг Стокхолм, е во изградба, види Сл. 1. Овие тунели со променливи пресеци, за да се сместат три ленти во секоја насока, а рампите за вклучување и исклучување кои се поврзуваат со површината се конструираат со помош на техниката Drill and Blast.Овој тип на проекти сè уште е конкурентен како Drill and Blast поради добрата геологија и потребата од променлив пресек за да се приспособат на просторните барања.За овој проект се развиени неколку пристапни рампи за да се поделат долгите главни тунели на повеќе глави, што ќе го скрати целокупното време за ископување на тунелот.Почетната потпора на тунелот се состои од карпести завртки и 4" плочен бетон, а завршната обвивка се состои од хидроизолациона мембрана и 4 инчен плотенкрет суспендиран со завртки распоредени околу 4 на 4 стапки, инсталирани 1 стапа од површината на карпата обложена со плочен бетон, делува како вода и мраз. изолација.
Норвешка е уште поекстремна кога станува збор за тунелирање со Drill and Blast и со текот на годините ги усовршуваше методите за Drill and Blast до совршенство.Со многу планинската топографија во Норвешка и многу долгите фјордови што се пробиваат во земјата, потребата од тунели под фјордовите и за автопат и за железница е од големо значење и може значително да го намали времето на патување.Норвешка има повеќе од 1000 патни тунели, што е најмногу во светот.Покрај тоа, Норвешка е дом на безброј хидроцентрали со тунели и шахти кои се изградени од Drill and Blast.Во периодот од 2015 до 2018 година, само во Норвешка, имаше околу 5,5 милиони CY подземни ископувања на карпи од страна на Drill and Blast.Нордиските земји ја усовршија техниката на дупчење и експлозија и ги истражија нејзините технологии и најсовремени ширум светот.Исто така, во Централна Европа, особено во алпските земји, Drill and Blast е сè уште конкурентен метод во тунелирањето и покрај долгата должина на тунелите.Главната разлика од нордиските тунели е тоа што повеќето од алпските тунели имаат завршна бетонска облога од Cast-In-Place.
Во североисточниот дел на САД и во регионите на Карпестите Планини постојат слични услови како во Нордијците со тврда компетентна карпа што овозможува економично користење на Drill и Blast.Некои примери вклучуваат метрото во Њујорк, тунелот Ајзенхауер во Колорадо и тунелот Мекдоналд во канадските карпести планини
Неодамнешните транспортни проекти во Њујорк, како што е неодамна завршената подземна железница на Втората авенија или проектот за пристап од Источна страна, имаа комбинација од минирани тунели за трчање на TBM со пештери на станицата и друг помошен простор направен од Drill and Blast.
Употребата на дупчалки со дупчалки со текот на годините еволуираше од примитивни рачни дупчалки или џамбо со еден стрела до компјутеризирани само-дупчачки џамбо со повеќекратни бумови каде што шемите на дупчалки се внесуваат во компјутерот на одборот што овозможува брзо и прецизно дупчење до претходно -поставете точно пресметана шема на вежба.(види слика 2)
Напредните џамбо за дупчење доаѓаат како целосно автоматизирани или полуавтоматизирани;во првата, по завршувањето на дупката, дупчалката се повлекува и автоматски се движи во следната позиција на дупката и започнува со дупчење без потреба од позиционирање од страна на операторот;за полуавтоматските стрели операторот ја поместува дупчалката од дупка до дупка.Ова му овозможува на еден оператор ефикасно да се справува со дупчалки со најмногу три стрели со користење на вградениот компјутер.(види слика 3)
Со развојот на дупчалки за карпи од 18, 22, 30 и до 40 kW ударна моќност и вежби со висока фреквенција со фидери кои држат до 20' шипки за движење и употребата на автоматизираниот систем за додавање прачки (RAS), напредувањето и брзината дупчењето е значително подобрено со реалните стапки на напредување до 18' по круг и потонувањето на дупката помеѓу 8 – 12 стапки/мин. во зависност од видот на карпата и употребената дупчалка.Автоматизиран џембо со дупчалка со 3 бум може да дупчи 800 – 1200 стапки/час со шипки за движење од 20 стапки.Употребата на 20 FT шипки за спуштање бара одредена минимална големина на тунел (околу 25 FT) за да се овозможи дупчење на карпести завртки нормално на оската на тунелот со користење на истата опрема.
Неодамнешен развој е употребата на повеќефункционални џамбос суспендирани од круната на тунелот што овозможува повеќе функции да се одвиваат истовремено, како што се дупчење и дупчење.Џамбото може да се користи и за поставување на решетки носачи и плотен бетон.Овој пристап ги преклопува последователните операции во тунелирањето што резултира со заштеда на време на распоредот.Видете слика 4.
Употребата на масовна емулзија за полнење на дупките од посебен камион за полнење, кога дупчалката се користи за повеќе наслови, или како вградена карактеристика на дупчалката кога се ископува еден правец, станува се почеста, освен ако има локални ограничувања за оваа апликација.Овој метод најчесто се користи во различни области низ светот, со две или три дупки може да се полнат во исто време;концентрацијата на емулзијата може да се прилагоди во зависност од тоа кои дупки се полни.Сечените дупки и дупките на дното обично се полнат со 100% концентрација додека контурните дупки се полнат со многу полесна концентрација од околу 25% концентрација.(види слика 5)
Употребата на масовна емулзија има потреба од засилувач во форма на стапче спакуван експлозив (прајмер) кој заедно со детонаторот се вметнува до дното на дупките и е потребен за да се запали масовната емулзија што се пумпа во дупката.Употребата на масовна емулзија го намалува целокупното време на полнење од традиционалните касети, каде што може да се полнат 80 – 100 дупки/ч од камион за полнење опремен со две пумпи за полнење и корпи за едно или две лица за да се достигне целосниот пресек.Види Сл.6
Употребата на натоварувач со тркала и камиони сè уште е најчестиот начин да се направи матење во комбинација со Drill и Blast за тунели кои имаат пристап до површината.Во случај на пристап преку шахти, ѓубрето ќе се носи главно со натоварувач на тркала до вратилото каде што ќе се подигне на површината за понатамошен транспорт до крајното депонирање.
Сепак, употребата на дробилката на лицето на тунелот за разградување на поголемите карпи за да се овозможи нивно пренесување со подвижна лента за да се извади ѓубрето на површината е уште една иновација која беше развиена во Централна Европа често за долги тунели низ Алпите.Овој метод во голема мера го намалува времето за пробивање, особено за долгите тунели и ги елиминира камионите во тунелот, што пак ја подобрува работната средина и го намалува потребниот капацитет за вентилација.Исто така, го ослободува превртувањето на тунелот за бетонски работи.Дополнителна предност има доколку карпата е со таков квалитет што може да се користи за агрегатно производство.Во овој случај, смачканата карпа може минимално да се обработи за други корисни намени, како што се бетонски агрегати, железнички баласт или тротоар.За да се намали времето од минирање до нанесување на шуткретот, во случаите кога може да биде проблем времето на стагнување, првичниот слој од плотен бетон може да се нанесе во покривот пред да се направи матењето.
При ископување на големи пресеци во комбинација со лоши услови на карпи, методот Drill and Blast ни дава можност да го поделиме лицето на повеќе наслови и да го примениме методот на секвенцијално откопување (SEM) за ископувањето.Централна пилотска насока проследена со зашеметени странични наноси често се користи во SEM при тунелирање како што може да се види на слика 7 за ископувањето на горниот дел од 86-тата улица станица на проектот за подземната железница на Втората авенија во Њујорк.Горниот дел беше ископан во три наноси, а потоа беше проследен со две ископувања на клупи за да се комплетира пресекот на пештерата широк 60' и висок 50'.
Со цел да се минимизира навлегувањето на вода во тунелот за време на ископувањето, често се користи фугирање пред ископување.Фугирањето на карпата пред ископувањето е задолжително во Скандинавија со цел да се одговори на еколошките барања во врска со истекувањето на вода во тунелот со цел да се минимизира влијанието на градбата врз режимот на вода на или во близина на површината.Фугирање пред ископ може да се направи за целиот тунел или за одредени области каде што состојбата на карпите и режимот на подземните води бараат фугирање за да се намали навлегувањето на вода до податливо количество како на пример во зони со раседи или смолкнување.При селективно предископско фугирање, се дупчат 4-6 отвори за сонда и во зависност од измерената вода од отворите за сонда во однос на воспоставениот чкрапало за фугирање, фугирањето ќе се спроведе со употреба на цементни или хемиски фуги.
Вообичаено, вентилаторот за фугирање пред ископ се состои од 15 до 40 дупки (долги 70-80 стапки) издупчени пред лицето и фугирани пред ископувањето.Бројот на дупки зависи од големината на тунелот и очекуваното количество вода.Ископувањето потоа се врши оставајќи ја безбедносната зона од 15-20 стапки подалеку од последната рунда кога ќе се изврши следното сондирање и фугирање пред ископувањето.Користењето на автоматизираниот систем за додавање прачки (RAS), споменат погоре, го прави едноставно и брзо дупчењето на сондата и дупките за инјекциска смеса со капацитет од 300 до 400 стапки/ч.Барањето за фугирање пред ископување е поизводливо и посигурно кога се користи методот Drill and Blast во споредба со употребата на TBM
Безбедноста во тунелирањето со дупчење и експлозија отсекогаш била од голема грижа што бара посебни одредби за безбедносни мерки.Покрај традиционалните безбедносни прашања во тунелирањето, изградбата со Drill and Blast, ризиците на лицето, вклучително и дупчење, полнење, скалирање, тунелирање, итн. додаваат дополнителни безбедносни ризици кои мора да се решат и планираат.Со напредокот на технологиите во техниките за дупчење и експлозија и примената на пристапот за ублажување на ризикот за безбедносните аспекти, безбедноста во тунелирањето значително се подобри во последниве години.На пример, со употреба на автоматизирано џамбо дупчење со шаблонот на дупчалката поставена на вградениот компјутер, нема потреба некој да биде пред џамбо кабината за вежбање, со што се намалува потенцијалната изложеност на работниците на потенцијални опасности и на тој начин се зголемува нивната безбедност.
Најдобрата карактеристика поврзана со безбедноста е веројатно автоматизираниот систем за додавање прачки (RAS).Со овој систем, главно се користи за дупчење на долги дупки во врска со фугирање пред ископување и дупчење на дупка со сонда;продолжното дупчење може да се направи целосно автоматизирано од кабината на операторот и како такво го елиминира ризикот од повреди (особено повреди на рацете);инаку додавањето прачка се вршеше рачно при што работниците беа изложени на повреди при рачно додавање прачки.Вреди да се напомене дека Норвешкото тунелско друштво (NNF) во 2018 година ја издаде својата публикација бр. 27 со наслов „Безбедност во норвешкото дупчење и експлозија на тунели“.Публикацијата на систематски начин се осврнува на мерките поврзани со управувањето со здравјето, безбедноста и животната средина за време на тунелирање со помош на методи за дупчење и експлозија и обезбедува најдобра практика за работодавците, надзорниците и работниците за изградба на тунели.Публикацијата ја одразува состојбата на уметноста во безбедноста на конструкцијата со дупчење и експлозија и може да се преземе бесплатно од веб-страницата на Норвешкото друштво за тунели: http://tunnel.no/publikasjoner/engelske-publikasjoner/
Дупчалката и експлозијата што се користат во вистинскиот концепт, дури и за долги тунели, со можност да се подели должината на бројни наслови, сепак може да биде остварлива алтернатива.Неодамна е направен значаен напредок во опремата и материјалите што резултира со зголемена безбедност и зголемена ефикасност.Иако механизираното ископување со помош на TBM е често поповолно за долги тунели со постојан пресек, сепак во случај да дојде до дефект во TBM што резултира со долго застој, целиот тунел ќе запре, додека во операцијата Drill и Blast со повеќе точки изградбата сè уште може да напредува дури и ако една насока наиде на технички проблеми.
Ларс Џенемир е експерт инженер за изградба на тунели во канцеларијата на AECOM во Њујорк.Тој има животно искуство во проекти за подземни и тунели од целиот свет, вклучувајќи ги Југоисточна Азија, Јужна Америка, Африка, Канада и САД во проекти за транзит, вода и хидроенергија.Има долгогодишно искуство во конвенционално и механизирано тунелирање.Неговата посебна експертиза вклучува изградба на карпести тунели, конструктивност и градежно планирање.Меѓу неговите проекти се: подземната железница на Втората авенија, станицата 86. St. во Њујорк;бр. 7 продолжување на метрото во Њујорк;Регионалниот конектор и екстензијата на виолетова линија во Лос Анџелес;Градски тунел во Малме, Шведска;хидроенергетскиот проект Кукуле Ганга, Шри Ланка;Ури хидроенергетскиот проект во Индија;и Стратешката шема за канализација во Хонг Конг.
Време на објавување: мај-01-2020 година