Di Amerika Syarikat, kami biasa merujuk terowong melalui gerudi dan letupan sebagai terowong "konvensional", yang saya rasa meninggalkan terowong oleh TBM atau cara mekanis lain untuk dirujuk sebagai "Tidak Konvensional."Walau bagaimanapun, dengan evolusi teknologi TBM ia menjadi semakin jarang untuk melakukan terowong dengan gerudi-dan-letupan dan oleh itu kita mungkin mahu memikirkan untuk mengubah ungkapan itu dan mula merujuk kepada terowong dengan gerudi-dan-letupan sebagai "tidak konvensional. ” terowong.
Terowong melalui gerudi-dan-letupan masih merupakan kaedah yang paling biasa dalam Industri Perlombongan Bawah Tanah manakala Terowong untuk projek infrastruktur semakin menjadi terowong mekanikal oleh TBM atau kaedah lain.Walau bagaimanapun, dalam terowong pendek, untuk keratan rentas yang besar, pembinaan gua, silang, laluan silang, aci, penstock, dll., Gerudi dan Letupan selalunya satu-satunya kaedah yang mungkin.Dengan Drill and Blast kami juga mempunyai kemungkinan untuk menjadi lebih fleksibel untuk menerima pakai profil yang berbeza-beza berbanding dengan terowong TBM yang sentiasa memberikan keratan rentas bulat terutamanya untuk terowong lebuh raya yang mengakibatkan banyak penggalian berlebihan berhubung dengan keratan rentas sebenar yang diperlukan.
Di Negara-negara Nordic di mana pembentukan geologi pembinaan bawah tanah selalunya dalam Granit keras pepejal dan Gneiss yang sesuai untuk perlombongan Drill and Blast dengan sangat cekap dan menjimatkan.Sebagai contoh, Sistem Kereta Api Bawah Tanah Stockholm biasanya terdiri daripada permukaan Batu terdedah yang dibina menggunakan Gerudi dan Letupan dan disembur dengan shotcrete sebagai pelapik akhir tanpa sebarang Lapisan Cast-in-Place.
Pada masa ini projek AECOM, Stockholm Bypass yang terdiri daripada 21 km (13 batu) lebuh raya di mana 18 km (11 batu) berada di bawah tanah di bawah kepulauan barat Stockholm sedang dalam pembinaan, lihat Rajah 1. Terowong ini mempunyai keratan rentas berubah-ubah, untuk menampung tiga lorong di setiap arah dan tanjakan atas dan luar yang menyambung ke permukaan sedang dibina menggunakan teknik Gerudi dan Letupan.Projek jenis ini masih berdaya saing sebagai Drill and Blast kerana geologi yang baik dan keperluan keratan rentas berubah-ubah untuk menampung keperluan ruang.Untuk projek ini beberapa tanjakan akses telah dibangunkan untuk membelah terowong utama yang panjang kepada beberapa tajuk yang akan memendekkan masa keseluruhan untuk menggali terowong.Sokongan awal terowong terdiri daripada bolt batu dan 4” shotcrete dan pelapik akhir terdiri daripada membran kalis air dan 4 inci shotcrete yang digantung oleh bolt yang dijarakkan sekitar 4 kali 4 kaki, dipasang 1 kaki dari permukaan batu yang dibarisi shotcrete, bertindak sebagai air dan fros penebat.
Norway adalah lebih ekstrem apabila melibatkan terowong melalui Drill and Blast dan selama ini telah memperhalusi kaedah untuk Drill and Blast dengan sempurna.Dengan bentuk muka bumi yang sangat pergunungan di Norway dan fjord yang sangat panjang mencecah daratan, keperluan terowong di bawah fjord untuk kedua-dua Lebuhraya dan Rel adalah sangat penting dan boleh mengurangkan masa perjalanan dengan ketara.Norway mempunyai lebih daripada 1000 terowong jalan raya, yang merupakan yang paling banyak di dunia.Selain itu, Norway juga merupakan rumah kepada banyak loji kuasa hidro dengan terowong penstock dan aci yang dibina oleh Drill and Blast.Sepanjang tempoh 2015 hingga 2018, di Norway sahaja, terdapat kira-kira 5.5 Juta CY penggalian batu bawah tanah oleh Drill and Blast.Negara-negara Nordic menyempurnakan teknik Drill and Blast dan meneroka teknologi dan tercanggihnya di seluruh dunia.Juga, Di Eropah Tengah terutamanya di negara-negara alpine Drill and Blast masih merupakan kaedah yang kompetitif dalam terowong walaupun panjang terowong.Perbezaan utama kepada terowong Nordics ialah kebanyakan terowong Alpine mempunyai lapisan konkrit akhir Cast-In-Place.
Di Timur Laut Amerika Syarikat, dan di kawasan Pergunungan Rocky terdapat keadaan yang sama seperti di Nordics dengan batuan kompeten keras yang membolehkan penggunaan Drill dan Blast secara ekonomi.Beberapa contoh termasuk New York City Subway, Eisenhower Tunnel di Colorado dan Mt McDonald Tunnel di Canadian Rockies
Projek pengangkutan terbaharu di New York seperti Second Avenue Subway atau projek East Side Access yang baru siap telah mempunyai gabungan terowong larian lombong TBM dengan Station Caverns dan ruang tambahan lain yang dilakukan oleh Drill and Blast.
Penggunaan jumbo gerudi telah berkembang selama bertahun-tahun daripada latih tubi tangan primitif atau satu jumbo boom kepada penggerudian sendiri berkomputer Jumbo Boom Berbilang di mana corak gerudi dimasukkan ke dalam komputer di atas kapal yang membolehkan penggerudian cepat dan ketepatan tinggi ke pra. -menetapkan corak gerudi yang dikira dengan tepat.(lihat Rajah 2)
Jumbo penggerudian lanjutan datang sebagai automatik sepenuhnya atau separa automatik;dalam bekas, selepas selesai lubang gerudi menjejak semula dan bergerak secara automatik ke kedudukan lubang seterusnya dan mula menggerudi tanpa memerlukan kedudukan oleh pengendali;untuk ledakan separa automatik operator menggerakkan gerudi dari lubang ke lubang.Ini membolehkan seorang pengendali mengendalikan jumbo gerudi dengan berkesan dengan sehingga tiga boom dengan menggunakan komputer on-board.(lihat Rajah 3)
Dengan pembangunan Rock Drills daripada 18, 22, 30 dan sehingga 40 kW kuasa hentaman dan gerudi frekuensi tinggi dengan penyuap memegang sehingga 20' rod drifter dan penggunaan Sistem Penambahan Rod (RAS) automatik, kemajuan dan kelajuan penggerudian telah bertambah baik dengan kadar pendahuluan sebenar sehingga 18' setiap pusingan dan lubang tenggelam antara 8 – 12 kaki/min bergantung pada jenis batu dan gerudi yang digunakan.Jumbo gerudi 3-boom automatik boleh menggerudi 800 – 1200 kaki/jam dengan Rod Drifter 20 kaki.Penggunaan rod drifter 20 FT memerlukan saiz terowong minimum tertentu (kira-kira 25 FT) untuk membolehkan bolt batu digerudi berserenjang dengan paksi terowong menggunakan peralatan yang sama.
Perkembangan terkini ialah penggunaan jumbo pelbagai fungsi yang digantung dari mahkota terowong yang membolehkan pelbagai fungsi diteruskan secara serentak seperti penggerudian dan pengocokan.Jumbo juga boleh digunakan untuk memasang galang kekisi dan shotcrete.Pendekatan ini bertindih dengan operasi berurutan dalam terowong yang mengakibatkan penjimatan masa pada jadual.Lihat Rajah 4.
Penggunaan emulsi pukal untuk mengecas lubang daripada trak pengecas yang berasingan, apabila jumbo gerudi digunakan untuk berbilang tajuk, atau sebagai ciri terbina dalam kepada jumbo gerudi apabila satu tajuk sedang digali, menjadi lebih biasa melainkan jika terdapat sekatan tempatan untuk aplikasi ini.Kaedah ini biasanya digunakan di pelbagai kawasan di seluruh dunia, dengan dua atau tiga lubang boleh dicas pada masa yang sama;kepekatan emulsi boleh dilaraskan bergantung pada lubang mana yang sedang dicas.Lubang potong dan lubang bawah biasanya dicas dengan kepekatan 100% manakala lubang kontur dicas dengan kepekatan yang lebih ringan iaitu kira-kira 25% kepekatan.(lihat Rajah 5)
Penggunaan emulsi pukal memerlukan penggalak dalam bentuk sebatang bahan letupan berbungkus (primer) yang bersama-sama detonator dimasukkan ke dasar lubang dan diperlukan untuk menyalakan emulsi pukal yang dipam ke dalam lubang.Penggunaan emulsi pukal mengurangkan masa pengecasan keseluruhan daripada kartrij tradisional, di mana 80 – 100 lubang/jam boleh dicas daripada trak pengecas yang dilengkapi dengan dua pam pengecasan dan bakul satu atau dua orang untuk mencapai keratan rentas penuh.Lihat Rajah.6
Penggunaan pemuat roda dan trak masih merupakan cara yang paling biasa untuk melakukan mucking dalam kombinasi dengan Drill dan Blast untuk terowong yang mempunyai akses adit ke permukaan.Dalam kes akses melalui aci, kotoran akan dibawa kebanyakannya oleh pemuat roda ke aci di mana ia akan dinaikkan ke permukaan untuk pengangkutan selanjutnya ke kawasan pelupusan akhir.
Walau bagaimanapun, penggunaan penghancur di muka terowong untuk memecahkan kepingan batu yang lebih besar untuk membolehkan pemindahannya dengan tali pinggang penghantar untuk membawa kotoran ke permukaan adalah satu lagi inovasi yang dibangunkan di Eropah Tengah selalunya untuk terowong panjang melalui Alps.Kaedah ini sangat mengurangkan masa untuk mengosongkan, terutamanya untuk terowong panjang dan menghapuskan trak dalam terowong yang seterusnya menambah baik persekitaran kerja dan mengurangkan kapasiti pengudaraan yang diperlukan.Ia juga membebaskan terbalik terowong untuk kerja konkrit.Ia mempunyai kelebihan tambahan jika batuan itu mempunyai kualiti sedemikian sehingga ia boleh digunakan untuk pengeluaran agregat.Dalam kes ini, batu yang dihancurkan boleh diproses secara minimum untuk kegunaan lain yang berfaedah seperti agregat konkrit, balast rel, atau turapan.Untuk mengurangkan masa daripada letupan kepada penggunaan Shotcrete, dalam kes di mana masa berdiri boleh menjadi isu, lapisan shotcrete awal boleh digunakan di dalam bumbung sebelum pengotoran dilakukan.
Apabila menggali keratan rentas besar dalam kombinasi dengan keadaan batuan yang buruk, kaedah Gerudi dan Letupan memberi kita kemungkinan untuk membahagikan muka kepada beberapa tajuk dan menggunakan kaedah Kaedah Penggalian Berurutan (SEM) untuk penggalian.Tajuk juruterbang tengah diikuti dengan hanyutan sisi berperingkat sering digunakan dalam SEM dalam terowong seperti yang boleh dilihat dalam Rajah 7 untuk penggalian tajuk atas Stesen 86th Street di projek Kereta Api Bawah Tanah Second Avenue di New York.Tajuk atas telah digali dalam tiga drift, dan kemudian diikuti oleh dua penggalian bangku untuk melengkapkan keratan rentas gua 60' lebar dengan 50' tinggi.
Untuk meminimumkan pencerobohan air ke dalam terowong semasa penggalian, grouting pra-penggalian sering digunakan.Grouting pra-penggalian batu adalah wajib di Scandinavia untuk menangani keperluan alam sekitar mengenai kebocoran air ke dalam terowong untuk meminimumkan kesan pembinaan ke atas rejim air di atau berhampiran permukaan.Grouting pra-penggalian boleh dilakukan untuk keseluruhan terowong atau untuk kawasan tertentu di mana keadaan batuan dan rejim air tanah memerlukan grouting untuk mengurangkan pencerobohan air kepada kuantiti yang boleh diurus seperti di zon sesar atau ricih.Dalam grouting pra-penggalian terpilih, 4-6 lubang probe digerudi dan bergantung kepada air yang diukur dari lubang probe berhubung dengan pencetus grouting yang ditetapkan, grouting akan dilaksanakan menggunakan sama ada grout simen atau kimia.
Biasanya kipas grouting pra-penggalian terdiri daripada 15 hingga 40 lubang (panjang 70-80 kaki) yang digerudi di hadapan muka dan diarut sebelum penggalian.Bilangan lubang bergantung pada saiz terowong dan kuantiti air yang dijangkakan.Penggalian kemudiannya dilakukan meninggalkan zon keselamatan 15-20 kaki di luar pusingan terakhir apabila grouting probing dan pra-penggalian seterusnya dilakukan.Menggunakan Sistem Penambahan Rod (RAS) automatik, yang dinyatakan di atas, menjadikannya mudah dan pantas untuk menggerudi lubang probe dan grout dengan kapasiti 300 hingga 400 kaki/jam.Keperluan grouting pra-penggalian adalah lebih boleh dilaksanakan dan boleh dipercayai apabila menggunakan kaedah Drill and Blast berbanding dengan menggunakan TBM
Keselamatan dalam terowong Gerudi dan Letupan sentiasa menjadi perhatian utama yang memerlukan peruntukan khas langkah keselamatan.Selain isu keselamatan tradisional dalam terowong, pembinaan oleh Drill and Blast risiko di muka termasuk penggerudian, pengecasan, penskalaan, pengocokan, dll. menambahkan risiko keselamatan tambahan yang mesti ditangani dan dirancang.Dengan kemajuan teknologi dalam teknik Drill dan Blast dan penerapan pendekatan pengurangan risiko terhadap aspek keselamatan, keselamatan dalam terowong telah meningkat dengan ketara sejak beberapa tahun kebelakangan ini.Sebagai contoh, dengan penggunaan penggerudian jumbo automatik dengan corak gerudi dimuat naik ke komputer atas kapal, tidak ada keperluan untuk sesiapa berada di hadapan kabin jumbo gerudi sekali gus mengurangkan potensi pendedahan pekerja kepada potensi bahaya dan dengan itu meningkatkan keselamatan mereka.
Ciri berkaitan Keselamatan terbaik mungkin ialah Sistem Penambahan Rod (RAS) automatik.Dengan sistem ini, terutamanya digunakan untuk penggerudian lubang panjang berkaitan dengan grouting pra-penggalian dan penggerudian lubang siasatan;penggerudian sambungan boleh dilakukan secara automatik sepenuhnya dari kabin pengendali dan oleh itu menghapuskan risiko kecederaan (terutamanya kecederaan tangan);jika tidak, penambahan joran dilakukan secara manual dengan pekerja terdedah kepada kecederaan apabila menambah joran dengan tangan.Perlu diingat bahawa The Norwegian Tunneling Society (NNF) mengeluarkan pada 2018 penerbitannya No. 27 bertajuk "Safety in Norwegian Drill and Blast Tunnelling".Penerbitan ini menangani secara sistematik langkah-langkah yang berkaitan dengan pengurusan kesihatan, keselamatan dan alam sekitar semasa membuat terowong menggunakan kaedah Drill and Blast dan ia menyediakan amalan terbaik untuk majikan, mandur dan pekerja pembinaan terowong.Penerbitan ini menggambarkan keadaan seni dalam keselamatan pembinaan Drill and Blast, dan ia boleh dimuat turun secara percuma dari tapak web Norwegian Tunneling Society: http://tunnel.no/publikasjoner/engelske-publikasjoner/
Gerudi dan Letupan yang digunakan dalam konsep yang betul, walaupun untuk terowong panjang, dengan kemungkinan untuk membahagikan panjang kepada banyak tajuk, masih boleh menjadi alternatif yang berdaya maju.Kemajuan yang ketara telah dibuat baru-baru ini dalam peralatan dan bahan yang menghasilkan keselamatan yang dipertingkatkan dan peningkatan kecekapan.Walaupun penggalian berjentera menggunakan TBM selalunya lebih sesuai untuk terowong panjang dengan keratan rentas yang tetap, namun sekiranya terdapat kerosakan pada TBM yang mengakibatkan terhenti lama, keseluruhan terowong terhenti manakala dalam operasi Gerudi dan Letupan dengan beberapa tajuk, pembinaan masih boleh dimajukan walaupun satu arah menghadapi masalah teknikal.
Lars Jennemyr ialah seorang pakar Jurutera Pembinaan Terowong di pejabat AECOM New York.Beliau mempunyai pengalaman sepanjang hayat dalam projek bawah tanah dan terowong dari seluruh dunia termasuk Asia Tenggara, Amerika Selatan, Afrika, Kanada dan Amerika Syarikat dalam projek transit, air dan hidro.Beliau mempunyai pengalaman yang luas dalam terowong konvensional dan mekanikal.Kepakaran istimewa beliau termasuk pembinaan terowong batu, kebolehbinaan dan perancangan pembinaan.Antara projek beliau ialah: Second Avenue Subway, 86th St. Station di New York;Sambungan Laluan Kereta Bawah Tanah No. 7 di New York;Penyambung Serantau dan Sambungan Talian Ungu di Los Angeles;Citytunnel di Malmo, Sweden;Projek Kuasa Hidro Kukule Ganga, Sri Lanka;Projek Kuasa Hidro Uri di India;dan Skim Kumbahan Strategik Hong Kong.
Masa siaran: Mei-01-2020