Konstrukcja tunelu jest przejściem podziemnym przewidzianym pod powierzchnią ziemi lub wody. Różne metody budowy tuneli i ich szczegóły są omówione.
W większości przypadków budowa tunelu jest kosztowna, ale oszczędza czas i zapewnia komfort. Duże wykopy gleby lub skały itp. są niezbędne do budowy tunelu. Dzięki dostępności nowoczesnego sprzętu, kopanie i zasypywanie stało się łatwiejsze.
Tunele mogą być wykorzystywane do budowy dróg, linii kolejowych, a nawet jako drogi wodne. W wielu miastach podziemne sieci metra pracują wewnątrz tunelu.
Metody budowy tuneli
Istnieją różne rodzaje technik budowlanych opracowanych do budowy tuneli, które są omówione poniżej:
- Metoda wcinania i zakrywania
- Metoda tunelu drążonego
- Metoda kopania w glinie
- Metoda wału
- Metoda przecisku rurowego
- Metoda przecisku skrzynkowego metoda
- Tunele podwodne
Wykonywanie tuneli metodą wcinania i przykrywania
Wykonywanie tuneli metodą wcinania i przykrywania jest ogólnie stosowane do budowy płytkich tuneli. W tej metodzie, wykop jest wycinany w glebie i pokrywany przez jakąś podporę, która może być zdolna do przenoszenia na nią obciążeń.
Cięcie może być wykonane dwoma metodami. Jedną z nich jest metoda bottom up, w której tunel drążony jest pod powierzchnią ziemi z wykorzystaniem podpór gruntowych. Inną metodą jest metoda top-down, w której najpierw buduje się boczne ściany oporowe metodą ścian szczelinowych lub palowania współbieżnego.
Następnie na szczycie ścian umieszcza się dach i wykonuje wykop. Na koniec wykonuje się płytę fundamentową. Większość stacji metra jest budowana metodą wcinania i przykrywania.
Metoda tuneli drążonych
Metoda tuneli drążonych jest nowoczesną technologią. W tym przypadku stosuje się maszyny drążące, które pracują automatycznie i ułatwiają cały proces drążenia tunelu. Jest to również szybszy proces i dobra metoda do budowy tuneli w obszarach o dużym natężeniu ruchu.
Tunnels boring machines (TBM’s) są dostępne w różnych typach odpowiednich dla różnych warunków gruntowych. Maszyny te mogą być używane w trudnych warunkach, takich jak poniżej lustra wody itp.
Specjalny przedział ciśnieniowy jest przewidziany dla TBM do pracy w warunkach poniżej lustra wody. Pracownicy nie powinni wchodzić do tego przedziału, z wyjątkiem prac naprawczych.
Należy zachować ostrożność podczas pracy TBM w warunkach roboczych. Jedyną trudnością w przypadku tego TBM jest jego duży ciężar. Transport jest więc trudny i bardziej kosztowny.
Metoda kopania gliny w budowie tuneli
Metoda ta jest stosowana w przypadku silnych, gliniastych warunków gruntowych. Jest to stara metoda stosowana do małych robót, takich jak instalacje rur kanalizacyjnych itp.
W tej metodzie, otwór jest wykopany w ziemi i po pewnej głębokości tunel jest wykopany, co jest wykonywane przez kopacz gliny, który leży 0n deski pod kątem 45o.
Narzędzie kopiące jest dostarczane pod stopą kopacza gliny. Wydobyty za pomocą tego narzędzia jest zbierany przez innych pracowników. Metoda ta jest dobrze znana, ponieważ jest to metoda używana przez Anglików do stawiania min pod imperium niemieckim podczas pierwszej wojny światowej.
Wałowa metoda budowy tuneli
W tej metodzie tunel jest budowany na większej głębokości od powierzchni ziemi. Szyb jest budowany do głębokości, na której tunel jest wymagany.
Sztab to stała konstrukcja, która jest jak studnia z betonowymi ścianami. Na wymaganej głębokości, tunele są wykopywane przy użyciu TBM’s. Szyby są przewidziane zarówno na wlocie jak i wylocie tunelu.
Szyby pośrednie są również przewidziane, jeśli tunel jest zbyt długi. Po zakończeniu procesu budowy, szyby te mogą być również wykorzystywane do celów wentylacyjnych oraz jako wyjścia awaryjne.
Wykonywanie tuneli metodą przecisku rur
Metoda przecisku rur jest stosowana do budowy tuneli pod istniejącymi strukturami, takimi jak drogi, tory kolejowe itp. W tej metodzie, specjalnie wykonane rury są wbijane pod ziemię za pomocą dźwigników hydraulicznych. Maksymalna średnica tunelu wynosi 3,2 m.
Box Jacking Method of Tunnel Construction
Metoda Box Jacking jest podobna do metody pipe jacking, ale w tym przypadku zamiast rur w grunt wbijane są specjalnie wykonane skrzynie. W przedniej części skrzyni znajduje się głowica urabiająca. Urobek zbierany jest w skrzyni. Tunele o większych rozmiarach mogą być drążone przy użyciu podnośników skrzynkowych do 20 metrów.
Budowa tuneli podwodnych
Tunel podwodny jest strukturą, która jest budowana pod wodą, aby umożliwić przejście przez nią. Jeśli budowa mostu nie jest możliwa, wówczas tunel podwodny jest dobrym wyborem.
Tunelowanie pod wodą jest kosztownym procesem, ale ma zalety w porównaniu z mostem lub połączeniami promowymi. Rury zanurzone lub tunel drążony to dwie najpopularniejsze metody, które są wykorzystywane do budowy tuneli podwodnych.
Badanie tuneli – metody i procedury badania tuneli
Inżynieria tuneli – cechy, zalety i metody drążenia tuneli w budownictwie
Technologia budowy form tunelowych i proces budowy konstrukcji
Wentylacja w tunelach – rodzaje systemów wentylacyjnych w budownictwie tunelowym
Wentylacja w tunelach – rodzaje systemów wentylacyjnych w budownictwie tunelowym