При создании транспортной инфраструктуры в ряде местностей невозможно обойтись без тоннелей. Их устройство дорогостоящее удовольствие, но чаще всего ввиду отсутствия других возможных вариантов выбора у проектировщиков просто не остается.
Тоннели
Считается, что самыми распространенными дорожными сооружениями являются мосты и водопропускные трубы.
Но не всегда мост позволяет решить вопрос с прохождением трассы по кратчайшему пути, если на пути трассы находятся высотные и контурные препятствия, то устраивают тоннель.
По исполняемым функциям все тоннели можно подразделить на следующие категории:
- транспортные (используемые автомобильным, железнодорожным транспортом, а также пешеходами или судами, туннели создаются и для метрополитенов);
- горнопромышленные, используемые промышленным транспортом;
- горные, которые устраиваются в гористой местности;
- равнинные, которые устраиваются под улицами или открытыми пространствами;
- подводные, используемые для преодоления водных преград;
- коммунальные, используемые для размещения канализационных и коллекторных сооружений;
- гидротехнические, применяемые для орошения и водоснабжения;
- специальные, к ним относятся бомбоубежища, склады, подземные здания и сооружения.
Статья: Тоннель, сооружаемый щитовым способом
Рисунок 1. Щитовой способ прокладки тоннеля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Глубина заложения тоннеля может быть различной, условная граница проходит на отметке 25 метров, тоннели, проложенные ниже этой отметки называют тоннелями глубокого заложения, а выше этой отметки – тоннели мелкого заложения.
Тоннели могут выполняться различными способами в зависимости от условий местности и особенностей проекта, наличия оборудования и возможностей заказчика.
Выделяют пять основных способов их сооружения, а именно: открытый, закрытый, щитовой, полузакрытый и специальный. Отрытый способ считается одним из самых понятных и простых, так как для устройства тоннеля разрабатывается котлован, куда устанавливается конструкция, а затем она засыпается грунтом для восстановления разрушенной земной поверхности. Закрытый способ представляет собой тот случай, при котором ведется подземная выборка грунта и устанавливаются временные крепи. Полузакрытый способ совмещает два предыдущих. Специальный способ подразумевает использование различных инструментов, позволяющих действовать в сложных условиях (использование сжатого воздуха, укрепление массива, замораживание грунта и т. д.)
Временные крепи - это вспомогательные стойки, которые используются на время проведения работ.
Тоннель, сооружаемый щитовым способом
При щитовом способе прокладка также ведется без нарушения земной поверхности, разработка ведется с помощью проходческого щита. Такой щит как правило имеет круглую форму и состоит из ножевого кольца, опорного гольца и оболочки.
Технологическая цепочка состоит из следующих этапов:
- на первом этапе сооружают монтажную и демонтажную камеру;
- на втором этапе ведется монтаж и демонтаж проходческого комплекса;
- на третьем этапе ведется проходка тоннеля с устройством обделки.
Использование проходческого щита позволяет вести работы на высокой скорости, 1000-1200 метров в месяц. Щит передвигается в выработанное пространства за счет действия гидравлических домкратов. Обделка состоит из железобетонных элементов, которые называют тюбинги, они соединяются между собой болтовыми связями. В кольце встречаются три типа тюбингов, ключевые, смежные и нормальные. Также применяется технологи выполнения обделки из монолитно-прессованного бетона, она подходит для канализационных и гидротехнических целей.
Рисунок 2. Проходческий щит. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Проходческий щит может быть механизированным или немеханизированным. Немеханизированный защищает от обрушения. Механизированный выполняет все работы, связанные с проходкой и монтажом обкладки.
Возведение тоннелей по стоимости сравнимо с устройством моста, и также требует технико-экономического обоснование. Рассматривая все возможные варианты, можно найти именно тот, который окажется наиболее целесообразным и приемлемым в заданных условиях. Бывают ситуации, где без устройства тоннеля решить задачу невозможно, тогда оцениваются возможные способы прокладки и выбирается тот, который позволит выполнить проект в кратчайшие срок при минимальных затратах.
