Az alagutakat eredetileg a vízellátó és szennyvízrendszerek részeként építették, a Római Birodalom idejéből. Első szállítási céljuk a csatornarendszer része volt a 17. században. A 19. században a vasút, a 20. században pedig az autók fejlődésével az alagutak hosszabbak és összetettebbek lettek. Az alagutak építésének leggyakoribb módszerei a vágás és borítás, a merített cső módszer vagy az alagútfúrógép használata.
Lépések
Rész 1 /4: Az alagút építésénél figyelembe veendő tényezők
1. lépés. Gondolja át, hol épül az alagút
A javasolt alagút elhelyezkedése meghatározza, hogy milyen eszközök és technikák szükségesek az építéséhez és a rendeltetésszerű használathoz való előkészítéséhez. Az alagutak 3 típusra oszthatók:
- Puha talajú alagutak. Ezek az alagutak támogatást igényelnek a nyílásokon, hogy az alagút ne omoljon össze. Ezek az alagutak általában sekélyek, és aluljárókhoz, vízszállításhoz és szennyvíz -eltávolító rendszerekhez használatosak.
- Szikla alagutak. Mivel szilárd kőzetből ástak ki, ezek az alagutak kevés támogatást igényelnek, vagy egyáltalán nem igényelnek. A vonat- és autóalagutak általában ebből a változatosságból állnak.
- Víz alatti alagutak. Ahogy a neve is jelzi, ezek az alagutak folyók, tavak, csatornák, és a „Csatorna” esetében olyan szorosok, mint a La Manche csatorna alatt mennek. Ezek a legnehezebben építhető alagutak, mivel az építkezés alatt és után a vizet távol kell tartani az alagúttól.
- Egy alagút építése a város alatt a víz alatti alagúthoz hasonló problémákat okoz, mivel az alagút körüli talaj hajlamos leesni a fölötte lévő épületek súlya alatt. A terület geológiájának ismerete segít megjósolni, hogy a talaj mennyire süllyed, és azt javasolja, hogy milyen módszerekkel lehet minimalizálni a megereszkedést.
2. lépés. Tekintsük az alagút útját
A hosszú, egyetlen, egyenes pályával rendelkező alagút viszonylag könnyen fúrható alagútfúrógéppel. Az ettől a kialakítástól eltérő alagutak olyan problémákat okoznak, amelyek összetettebbé teszik az építést.
- A rövid alagutakat nem unják az alagútfúró gépek, mert ez nem költséghatékony.
- Azok az alagutak, amelyek útvonaluk különböző részein különböző furatátmérőket igényelnek, az alagútfúrógép használatát is kivitelezhetetlenné teszik a furatátmérő beállításának késedelme miatt.
- Az alagutak, amelyek éles sarkokat kanyarítanak, vagy metsző tengelyekkel rendelkeznek, szintén nem praktikusak egy unalmas gép használatára.
Lépés 3. Tekintsük az alagút célját
Az alagút felhasználásának célja meghatározza, hogy az alagút elkészítése mellett milyen további munkákra lesz szükség az üzembe helyezés előtt.
- Az utakat szállító alagutak valamilyen szellőzést igényelnek. Közúti alagutaknál ez általában szellőzőaknákat jelent, amelyek megakadályozzák a szén -monoxid felhalmozódását. Vasúti alagutaknál ez kényszerlevegős szellőzést jelenthet a dízelmotor kipufogójának eltávolítása érdekében. Mindkettő kiegészítő módszereket tartalmaz a füst kezelésére, ha tűz keletkezik az alagútban.
- Az erősen használt alagutakban, például a bostoni Big Dig-ben, folyamatosan személyzettel működő műveleti központok lehetnek, amelyek videó berendezésekkel figyelik az alagúton belüli forgalmat és kezelik a vészhelyzeteket.
- A hosszú úttestű alagutakat, például a Coloradói Eisenhower -alagutat, felülről világító lámpákkal lehet megvilágítani a járművezetők és az utasok kényelme érdekében. Más útpálya -alagutak, például a Utah -i Zion Nemzeti Parkban találhatók, festői kivágásokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a természetes fény bejutását az alagútba, és az utasok számára a környező tájakról.
- Egyes alagutak, mint például a Queensway -alagút Liverpool és Birkenhead, Anglia között, valamint a Lion Rock -alagút Sha Tin és New Kowloon között Hongkongban, kombinálják a felső utasforgalmi fedélzetet az alsó szolgáltató fedélzettel a víz, csövek vagy kábelek számára. Más alagutak, mint például a malajziai SMART alagút, egyaránt használhatók forgalom- vagy árvízvédelmi célokra.
2. rész a 4-ből: Vágás és borítás módszer használata
1. lépés: Ásni egy árkot
A területet, ahol az alagutat fogják ásni, teljesen ki kell ásni, az alagút tetőjét létre kell hozni, és az alagút befejezésekor le kell fedni. Ez a fajta alagút kétféleképpen épül fel:
- Alulról felfelé: Először a talajtámasz jön létre, majd köré épül az alagút.
- Fentről lefelé: Az alagút oldalait és tetőjét a talaj szintjén építik fel, és az alagútárokot kiásják alatta.
- Mindkét módszert elsősorban sekélyebb alagutakra használják, bár a felülről lefelé irányuló módszer lehetővé teszi mélyebb alagutak ásását, mint az alulról felfelé irányuló módszer. A mélyebb alagutakat gyakran feltárják egy alagútpajzs segítségével, amely egy dobozszerű szerkezet, ahol kis redőnyök nyílnak átásásra. Miután eltávolították a pajzs előtti szennyeződést, a pajzsot előre mozgatják az ásás folytatásához.
2. lépés. Hozza létre az alagút falait és tetőjét
Az alagút falai és a tető építhetők az alagút ásásakor, vagy előre megépíthetők és a helyükre tehetők, amikor az alagutat ásják. A mai anyagok a következők:
- Hullámos acélívek.
- Előregyártott betonívek.
- Előre beton falak.
- Kiöntött vagy permetezett beton. Gyakran ezt az egyik kialakított ívű módszerrel együtt használják.
Lépés 3. Fejezze be az alagutat
Ennek módja attól függ, hogy alulról felfelé vagy felülről lefelé alkalmazott módszert alkalmaztak-e.
- Az alulról felfelé építkező módszerrel létrehozott alagutakat vissza kell tölteni, hogy lefedjék az alagút tetőjét, majd az alagút teteje felett meglévő felületeket megépítik vagy újjáépítik.
- A fentről lefelé irányuló módszerrel létrehozott alagutakat az alagút falai és a tető felállítása alatt ásják ki, majd létrehoznak egy alaplemezt, amely az alagút födémeként szolgál.
3. rész a 4 -ből: Merített csövek használata
1. lépés: Ásni egy árok, amikor az alagút megy
Ez a módszer hasonló a vágás és borítás módszerhez, de a víz alatti alagutak ásásához használják. Az ároknak végig kell futnia az alagutat a víz alatt.
2. lépés. Fektessen egy sor acélcsövet az árok hosszába
Mindegyik csövet mindkét végén válaszfal választja el. Ha a cső autóalagúthoz való, mint például a bostoni Ted Williams alagút esetében, a csövek előre megépített útszakaszokat tartalmaznak.
Lépés 3. Zárja be a csövet annyi utántöltővel, hogy ellenálljon a felette lévő víznyomásnak
A Ted Williams alagút esetében ez egy 5 láb vastag (1,5 m vastag) kőzetréteg volt.
4. lépés Csatlakoztassa a csöveket a közbenső válaszfalak eltávolításával
A csövekbe épített út- vagy vasúti szakaszokat ekkor is összekapcsolnák.
4. rész a 4 -ből: Alagútfúró gép használata
1. lépés: Válassza ki a feladathoz megfelelő alagútgépet
Az alagútfúró gépeken, amelyeket röviden TBM -eknek vagy „vakondoknak” neveznek, elöl kör alakú lemezek vannak, amelyeket pajzsoknak neveznek. A pajzson lévő korong alakú vágókészülékek átszakadnak a kőzeten és a szennyeződéseken, amelyek a pajzs nyílásain keresztül a TBM belsejében lévő szállítószalagra jutnak, amely a gép mögött helyezkedik el.
- A TBM pajzsok típusai attól függően változnak, hogy a vakond puha, nedves talajba vagy kemény kőzetbe ás. A pajzsátmérők a svájci Linth-Limmern erőművekhez használt TBM-en lévő Aker Wirth 8,33 m-es pajzsától a Hitachi Zosen „Big Bertha” -ig terjednek, amelynek átmérője 57,5 láb (17,5 m).
- Az anyajegyek, amelyeket alagutak ásására terveztek a vízszint alatt, elülső kamrákkal is rendelkeznek, amelyek nyomást gyakorolnak az ásott talajra.
- Nagyméretű munkák esetén több TBM -et is igényelhet. A Csatorna -alagúthoz 11.
2. lépés Helyezze a gépet a helyére
Felszíni alagút esetén ez nem jelent problémát. Ha az alagutat mélyen a föld alatt kell megfúrni, akkor egy rendszerint kör alakú hozzáférési aknát fúrnak és betonoznak. A TBM -et leeresztik, és az alagutat ebből a pontból feltárják.
- Hosszú alagutak esetén több hozzáférési aknát fúrnak.
- Az alagút befejezése után a hozzáférési aknák szellőzőaknákká és/vagy vészkijárattá válhatnak. Ha nem ilyen alkalmazottak, a helyükön maradnak az alagút élettartama alatt.
3. lépés Állítsa fel az alagúttartókat, ahogy a gép átfúrja
Az előöntött beton szegmenseit a TBM mögé emelik, hogy előre meghatározott időközönként gyűrűt képezzenek.
4. lépés: Permetezzen betont a kitámasztott falakra a tartógyűrűk között
A permetezett beton vagy lövött beton bevonja és stabilizálja az alagút falait. Az égetőbeton acél vagy polipropilén szálakat tartalmazhat annak megerősítésére, ugyanúgy, ahogy az acélvasakat használják az öntött beton megerősítésére. A shotcrete gyorsítószert is tartalmaz, amely segíti az alagút falainak tapadását és gyors száradását.
Tippek
- A korai alagutakat lyukak fúrásával és robbanóanyagok felhasználásával fúrták sziklán keresztül: először fekete port, később dinamitot. Fakeretek ideiglenes tartóit emelnék fel, helyükre tégla és falazat kerülne. A későbbi alagutak szegmentált öntöttvas gyűrűket használtak, csavarozva, a fa és a falazat helyett.
- Az alagutakat lágy földön is át lehet fúrni emelőkkel csövek/csövek vagy vágófejekkel megdöntött doboz alakú kotrógépek segítségével. A csőcsuklós alagutak általában keskenyek, átmérőjük nem haladhatja meg a 3,2 m-t, míg a dobozos alagutak akár 20 m szélesek is lehetnek.
