Tunelet u ndërtuan fillimisht si pjesë e furnizimit me ujë dhe sistemeve të ujërave të zeza, që datojnë në ditët e Perandorisë Romake. Përdorimi i tyre i parë për transport ishte si pjesë e sistemeve të kanaleve në shekullin e 17 -të. Me zhvillimin e hekurudhave në shekullin e 19 -të dhe automobilave në shekullin e 20 -të, tunelet u bënë më të gjatë dhe më kompleksë. Metodat më të zakonshme për ndërtimin e tuneleve janë metoda e prerjes dhe mbulimit, metoda e zhytjes së tubave ose përdorimi i një makine të mërzitshme të tunelit.
Hapa
Pjesa 1 nga 4: Faktorët që duhen marrë parasysh në ndërtimin e një tuneli
Hapi 1. Konsideroni se ku do të ndërtohet tuneli
Vendndodhja e tunelit të propozuar do të përcaktojë se cilat mjete dhe teknika janë të nevojshme për ta ndërtuar atë dhe për ta përgatitur atë për përdorimin e synuar. Tunelet mund të ndahen në 3 lloje:
- Tunele me tokë të butë. Këto tunele kërkojnë mbështetje në hapje për të mos lejuar shembjen e tunelit. Këto tunele janë zakonisht të cekëta dhe përdoren për metro, shpërndarjen e ujit dhe sistemet e largimit të ujërave të zeza.
- Tunele shkëmbore. Për shkak se ato janë gërmuar nga shkëmbin e fortë, këto tunele kërkojnë pak mbështetje të shtuar ose aspak. Tunelet e trenave dhe makinave janë zakonisht të kësaj larmie.
- Tunele nënujore. Siç tregon edhe emri, këto tunele kalojnë nën lumenj, liqene, kanale, dhe në rastin e ngushticës "Chunnel", siç është Kanali Anglez. Këto janë tunelet më të vështira për t'u ndërtuar, pasi uji duhet të mbahet larg tunelit gjatë dhe pas ndërtimit.
- Ndërtimi i një tuneli nën një qytet ofron probleme të ngjashme me një tunel nënujor, në atë që toka rreth tunelit tenton të ulet nën peshën e ndërtesave mbi të. Njohja e gjeologjisë së zonës ndihmon në parashikimin se sa do të ulet toka dhe sugjeron se cilat metoda mund të minimizojnë rënien.
Hapi 2. Merrni parasysh rrugën e tunelit
Një tunel me një rrugë të gjatë, të vetme dhe të drejtë është relativisht e lehtë të shpohet me një makinë të mërzitshme tuneli. Tunelet që ndryshojnë nga ky dizajn ofrojnë probleme që e bëjnë ndërtimin e tyre më kompleks.
- Tunelët e shkurtër nuk janë të mërzitur me makinat e mërzitshme të tunelit sepse nuk është me kosto efektive për ta bërë këtë.
- Tunelet që kërkojnë diametra të ndryshëm të vrimave në pjesë të ndryshme të rrugëve të tyre gjithashtu e bëjnë përdorimin jopraktik të një makine të mërzitshme tuneli për shkak të vonesave në rregullimin e diametrit të vrimës.
- Tunelet që rrotullojnë qoshe të mprehta ose kanë boshte kryqëzuese gjithashtu e bëjnë një makinë të mërzitshme jopraktike.
Hapi 3. Merrni parasysh qëllimin e tunelit
Për çfarë do të përdoret tuneli përcakton se çfarë pune shtesë përveç bërjes së tunelit në vetvete do të jetë e nevojshme para se të vihet në shërbim.
- Tunelet që transportojnë pasagjerë kërkojnë një formë ventilimi. Për tunelet e rrugës, kjo zakonisht nënkupton boshte ventilimi për të parandaluar ndërtimin e monoksidit të karbonit. Për tunelet hekurudhore, kjo mund të nënkuptojë ventilim me ajër të detyruar për të hequr shkarkimin e motorit me naftë. Të dyja kanë metoda shtesë për t'u marrë me tymin e krijuar nëse shpërthen një zjarr në tunel.
- Tunele të përdorura rëndë, siç është Big Dig në Boston, mund të kenë qendra operacionesh të drejtuara vazhdimisht me pajisje video për të monitoruar trafikun brenda tunelit dhe për t'u marrë me emergjencat.
- Tunelët e gjatë të rrugës, siç është Tuneli Eisenhower në Kolorado, mund të ndriçohen me drita të sipërme për lehtësinë e shoferëve dhe pasagjerëve. Tunele të tjera rrugore, të tilla si ato në Parkun Kombëtar Sion në Juta, mund të kenë prerje skenike për të lejuar që drita natyrale të hyjë në tunel në vende të tjera dhe t'u sigurojë udhëtarëve pamje nga peizazhi përreth.
- Disa tunele, të tilla si Tuneli Queensway midis Liverpool dhe Birkenhead, Angli dhe Tuneli Lion Rock midis Sha Tin dhe New Kowloon në Hong Kong, kombinojnë një kuvertë të trafikut të sipërm të pasagjerëve me një kuvertë shërbimi më të ulët për ujë, tuba ose kabllo. Tunele të tjerë, siç është Tuneli SMART i Malajzisë, mund të përdoren si për kontrollin e trafikut ashtu edhe për përmbytjet.
Pjesa 2 nga 4: Përdorimi i Metodës Prerje dhe Mbulesë
Hapi 1. Gërmoni një llogore
Zona ku do të jetë tuneli është gërmuar plotësisht, me çatinë e tunelit që do të krijohet dhe mbulohet kur të përfundojë tuneli. Ky lloj tuneli është ndërtuar në njërën nga dy mënyrat:
- Nga poshtë-lart: Mbështetja tokësore krijohet së pari, pastaj tuneli ndërtohet rreth tij.
- Nga lart-poshtë: Anët dhe çatia e tunelit janë ndërtuar në nivelin e tokës, dhe hendeku i tunelit është gërmuar nën të.
- Të dyja metodat përdoren kryesisht për tunele më të cekët, megjithëse metoda nga lart poshtë lejon gërmimin e tuneleve më të thella se metoda nga poshtë lart. Tunele më të thella shpesh gërmohen me ndihmën e një mburoje tuneli, një strukturë e ngjashme me kutinë me grila të vogla të hapura për të gërmuar. Pasi të hiqet papastërtia para mburojës, mburoja lëvizet përpara për të vazhduar gërmimin.
Hapi 2. Krijoni muret dhe çatinë e tunelit
Muret dhe çatia e tunelit mund të ndërtohen ndërsa tuneli po gërmohet ose mund të para-ndërtohet dhe vihet në vend ndërsa tuneli po gërmohet. Materialet sot përfshijnë sa vijon:
- Harkat e çelikut të valëzuar.
- Harkat e paracaktuar prej betoni.
- Muret e parafabrikuara të betonit.
- Beton i derdhur ose i spërkatur. Shpesh, kjo përdoret në lidhje me një nga metodat e harkut të formuar.
Hapi 3. Përfundoni tunelin
Si bëhet kjo varet nga fakti nëse është përdorur metoda nga poshtë-lart ose nga lart-poshtë.
- Tunelet e krijuara me metodën nga poshtë-lart duhet të mbushen përsëri për të mbuluar mbi çatinë e tunelit dhe çdo sipërfaqe që do të ekzistojë mbi çatinë e tunelit më pas ndërtohet ose rindërtohet.
- Tunelet e krijuar me metodën nga lart-poshtë gërmohen poshtë ku janë ngritur muret dhe çatia e tunelit, dhe më pas krijohet një pllakë bazë, e cila shërben si dysheme tuneli.
Pjesa 3 nga 4: Përdorimi i tubave të zhytur
Hapi 1. Thërrmoni një llogore kur të kalojë tuneli
Kjo metodë është e ngjashme me metodën e prerjes dhe mbulimit, por përdoret për gërmimin e tuneleve nënujore. Hendeku duhet të përshkojë gjatësinë që tuneli do të kalojë nën ujë.
Hapi 2. Shtroni një seri tubash çeliku përgjatë gjatësisë së llogarit
Çdo tub vuloset në të dyja anët me një pjesë të madhe. Nëse tubi është për një tunel makinash, si në rastin e tunelit Ted Williams në Boston, tubat përfshijnë seksione të para-ndërtuara të rrugës.
Hapi 3. Mbylleni tubin me mbushje të mjaftueshme për t'i bërë ballë presionit të ujit mbi të
Për tunelin Ted Williams, kjo ishte një shtresë shkëmbi me trashësi 5 metra (1.5 m e trashë).
Hapi 4. Lidhni tubat duke hequr pjesët kryesore të ndërhyrjes
Çdo segment rrugor ose hekurudhor i ndërtuar në tuba do të lidhej edhe në këtë kohë.
Pjesa 4 nga 4: Përdorimi i një makine të mërzitshme të tunelit
Hapi 1. Zgjidhni makinën e duhur të tunelit për punën
Makinat e mërzitshme të tunelit, të quajtura TBM për shkurt ose "nishan", shfaqin pllaka rrethore në pjesën e përparme të quajtur mburoja. Prerësit në formë disku në mburojë çajnë gurin dhe papastërtinë, e cila kalon përmes hapjeve në mburojë mbi një rrip transportues brenda TBM që e depozitojnë atë pas makinës.
- Llojet e mburojave TBM ndryshojnë sipas asaj nëse nishani do të gërmojë në tokë të butë, të lagësht apo shkëmb të fortë. Diametrat e mburojës shkojnë nga mburoja e Aker Wirth në 8,03 m (8,03 m) në TBM e saj e përdorur për stacionet e energjisë Linth-Limmern të Zvicrës deri në "Big Bertha" të Hitachi Zosen, me diametrin e saj 57.5 këmbë (17.5 m).
- Nishat e projektuara për të gërmuar tunele nën tryezën e ujit gjithashtu kanë dhoma në pjesën e përparme për të bërë presion në tokën që gërmohet.
- Për punë të mëdha, mund të kërkohen TBM të shumta. Tuneli i Kanalit kërkoi 11.
Hapi 2. Merrni makinën në pozicion
Për një tunel të nivelit sipërfaqësor, ky nuk është problem. Nëse tuneli do të mërzitet thellë nën tokë, një bosht aksesor, zakonisht rrethor, është shpuar dhe veshur me beton. TBM është ulur në të, dhe tuneli është gërmuar nga ajo pikë.
- Për tunele të gjata, boshte me akses të shumëfishtë janë shpuar.
- Kur të përfundojë tuneli, boshtet e hyrjes mund të bëhen boshte ventilimi dhe/ose dalje emergjente. Nëse ata nuk janë aq të punësuar, ata lihen në vend për jetën e tunelit.
Hapi 3. Ngrini mbështetëset e tunelit ndërsa makina kalon
Segmentet e betonit të para-hedhur ngrihen pas TBM për të formuar një unazë në intervale të paracaktuara.
Hapi 4. Spërkoni beton në muret e gërmuara midis unazave mbështetëse
Betoni i spërkatur, ose betoni i mbuluar, vesh dhe stabilizon muret e tunelit. Betoni i shkrepur mund të përfshijë fibra çeliku ose polipropileni për ta forcuar atë, ashtu siç përdoret shufra çeliku për të forcuar betonin e derdhur. Betoni i shpërthyer gjithashtu përmban një nxitues për ta ndihmuar atë të ngjitet në muret e tunelit dhe të thahet shpejt.
Këshilla
- Tunelet e hershëm u mërzitën nëpër shkëmb duke shpuar vrima dhe duke përdorur eksplozivë: së pari pluhur të zi dhe më vonë dinamit. Do të ngriheshin mbështetës të përkohshëm të kornizave prej druri, të zëvendësuara me tulla dhe muratura. Në tunelet e mëvonshme u përdorën unaza prej gize të segmentuara, të lidhura së bashku, në vend të drurit dhe muraturës.
- Tunelet gjithashtu mund të shpohen përmes tokës së butë duke përdorur priza për të shtyrë tuba/tuba ose ekskavatorë në formë kuti të veshur me koka prerëse. Tunelet me tuba priren të jenë të ngushtë, jo më shumë se 10.5 këmbë (3.2 m) në diametër, ndërsa tunelet e mbushura me kuti mund të jenë të gjera deri në 65.6 këmbë (20 m).
