Co to jest drążenie tuneli?
W uproszczeniu, drążenie tuneli to fizyczny proces budowy podziemnego przejścia pod powierzchnią ziemi, tunele mogą być również tworzone pod wodą. Dokładnie rzecz ujmując, tunel to mniej więcej poziome przejście podziemne zbudowane w procesie drążenia. Natomiast pionowy otwór podziemny określany jest mianem „szybu”.
Jeśli spojrzymy na historię, okaże się, że ludzie już od wieków oddawali się procesowi drążenia ziemi i skał. Początkowo drążenie tuneli odbywało się w celach górniczych, aby dotrzeć do minerałów takich jak węgiel, miedź, cyna. Szybko jednak zyskały one popularność wśród przewoźników kolejowych i budowniczych kanałów jako skuteczne sposoby omijania przeszkód. Budowa pierwszych tuneli drogowych jest nadal uważana za ogromne osiągnięcie w dziedzinie budownictwa i inżynierii lądowej i wodnej.
Nawet w tym nowoczesnym wieku, znaczenie tuneli podziemnych i podwodnych jest niezrównane. Postęp technologiczny w ostatnich czasach pozwolił nam budować tunele, które są dłuższe i głębsze, które mogą być używane do przekraczania mórz, takie jak 50-kilometrowy tunel pod kanałem La Manche i tunele, które łączą kontynenty, takie jak Tunel Ssaków w Istambule.
Jakie są różne rodzaje tuneli?
Proces budowy tuneli jest kosztowny i czasochłonny. Jednak transport i komunikacja za pomocą sieci tuneli jest niezwykle wydajna i wygodna. Nowoczesne maszyny sprawiły, że procesy kopania i stabilizacji są znacznie łatwiejsze i bezpieczniejsze, dlatego sieci tuneli stały się bardziej popularnym wyborem dla dróg, kolei, a nawet dróg wodnych.
Dla naszej dyskusji należy koniecznie zauważyć, że istnieją różne metody budowy tuneli, które są stosowane w zależności od geologii, rodzaju nadkładu, a także ograniczeń sejsmicznych i hałasu, jak wspomniano poniżej.
- Metoda cięcia i przykrywania:
Ta metoda jest powszechnie stosowana do budowy płytkich tuneli. Zasadniczo metoda ta polega na wycięciu wykopu w gruncie, zainstalowaniu elementów skrzyni tunelowej, po czym są one zakrywane w celu odtworzenia powierzchni za pomocą metody podparcia, która jest w stanie wytrzymać obciążenie. Wczesne podziemne stacje metra w Londynie zostały zbudowane przy użyciu tej metody. Niektóre odcinki sieci drogowych są również budowane w ten sposób, gdy głębokość wymaganego tunelu jest stosunkowo niewielka (tunel Marselis w Aarhus i tunel Nordhavnsvej w Kopenhadze są pierwszymi duńskimi tunelami typu „wcinaj i przykrywaj”).
- Bored or Mined Tunnelling:
W tej metodzie tunele są budowane bez konieczności drążenia powierzchni ziemi. Metoda ta jest możliwa dzięki zastosowaniu maszyn drążących tunele (TBM). Umożliwiają one drążenie tuneli w różnych warunkach gruntowych, pod miastami, rzekami, a nawet wysokimi budynkami. Ich działanie polega na utrzymywaniu ciśnienia statycznego istniejącego gruntu, co praktycznie eliminuje osiadanie, a tym samym pozwala uniknąć uszkodzeń budynków i konstrukcji naziemnych. Maszyny TBM są również w stanie zainstalować betonowy pierścień zapewniający stałe podparcie gruntu podczas eksploatacji tunelu. Tunele drążone lub wydrążone można podzielić w następujący sposób:
- Konstrukcja tunelu w miękkim gruncie:
Zwykle opisuje się to jako drążenie tunelu w materiałach niesamonośnych, takich jak piasek, glina morska lub mieszanina obu tych materiałów, o poziomie MPa około 40 lub mniej. Niderlandy są powszechnie kojarzone z drążeniem tuneli w miękkim gruncie. Przykładami tuneli w miękkim gruncie mogą być tunele metra i tunele drogowe, takie jak tunel drogowy Rotterdamsebaan w Hadze i tunel drogowy Westerschelde w południowej Holandii.
- Tunelowanie w twardej skale:
Jak sama nazwa wskazuje, geologia będzie zazwyczaj dotyczyła twardej lub bardzo twardej skały o poziomie MPa większym niż 100. Wykopy będą wykonywane przy użyciu specjalnie przystosowanych maszyn TBM, które poradzą sobie z wysoce abrazyjnymi warunkami w geologii w dużej mierze samonośnej. W takich warunkach geologicznych tunele w twardej skale mogą często pozostać bez obudowy i są wykorzystywane do przesyłu wody lub w elektrowniach wodnych. Mogą być również wykorzystywane w regionach górskich, takich jak Szwajcaria do budowy tuneli drogowych, Tunel drogowy Gotthard w Szwajcarii biegnie z Göschenen w kantonie Uri w jego północnym portalu, do Airolo w Ticino na południu, i ma 16,9 km długości.
- Microtunnelling i Pipejacking:
Ta metoda jest stosowana w przypadku stosunkowo krótkich i odpowiednio małych średnic tuneli, wykorzystywanych głównie przez sektor budownictwa użyteczności publicznej. Pozwala to na przeprowadzenie kabli i rur pod drogami, rzekami, liniami kolejowymi, a nawet drogami kołowania i pasami startowymi lotnisk bez zakłócania ruchu na powierzchni. Główny sposób drążenia oparty jest na „State of the Art” maszynach TBM (Full Face Tunnel Borning Machine).
Jaki jest główny cel drążenia tuneli?
Jak omówiono w całym artykule, tunele mają różne zastosowania, które ułatwiają nam życie. Tunele mogą być używane między podziemnymi stacjami kolejowymi do przewozu towarów i pasażerów, a także jako kanały odprowadzania wody i ścieków. To właśnie czyni tunele tak uniwersalnymi i wydajnymi.
