СТРОИТЕЛЬСТВО ТОННЕЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

СТРОИТЕЛЬСТВО ТОННЕЛЕЙ Тутов С.С.

Тутов Сергей Сергеевич - студент, кафедра геотехнологий и строительства подземных сооружений, Тульский государственный университет, г. Тула

Аннотация: рассматривается вопрос о технологиях и особенностях строительства подземных сооружений, а именно тоннелей.

Ключевые слова: подземное строительство, тоннели, горное дело, сооружения.

УДК 622

Тоннель - уникальное инженерное сооружение, проложенное под землей для пропуска транспорта или пешеходов. Их начали строить многие тысячелетия назад, сперва для добычи полезных ископаемых или в качестве гробниц, затем с помощью тоннелей создавались целые системы водоснабжения городов. К настоящему моменту протяженность всех подземных путей мира превышает 2 млн километров.

Тоннели прокладывают через естественные препятствия, такие как горы и реки, или от необходимости в стесненных городских условиях. Эти инженерные сооружения состоят из подземной части, расположенной под землей, и открытых подъездных участков [1,2,3]. Граница подземного и открытого участка называется порталом или портальной стеной.

Основные элементы тоннеля - это временная крепь (если грунт в этом месте неустойчивый), далее следует бетонная обделка тоннеля - самая важная часть, она обеспечивает гидроизоляцию всего сооружения и берет на себя давления от окружающей породы вокруг. Стоит отметить, что после установки обделки производят ее обжатие в грунт (включение взаимодействия грунта и обделки), этим обеспечивается надежность всей конструкции в целом. Обязательным считается установка систем вентиляции, освещения, предотвращения и тушения пожара и водоотведения.

Чаще всего городские тоннели строят открытым способом, т.е. вырывается котлован, укрепляются его стены, устанавливается плита перекрытия и производится засыпка сооружения. Этот способ строительства из аналогичных самый не затратный, оттого и имеет наибольшую популярность. Но он не всегда возможен, например, если рядом река или горный массив, или же в городских условиях на поверхности расположен памятник исторического наследия, тогда открытый способ постройки невозможен и инженеры выбирают закрытый способ строительства. Одним из таких является вариант проходки с помощью буровзрывных работ. Чаще всего его применяют в горной местности. После взрыва заранее заложенной взрывчатки горную породу удаляют и сооружают тоннель.

Также существует щитовой проход. Осуществляется он с помощью проходческого щита, который представляет собой подвижную вытянутую вдоль тоннеля сборную металлическую конструкцию круглой формы, внутри нее строители спокойно могут проводить горную выработку и сооружать постоянную отделку тоннеля. Щиты бывают немеханизированные - когда рабочие внутри него сами выполняют все остальные работы, кроме временного поддержания стен тоннеля.

Также есть механизированные щиты - это уже целые комплексы различных конструкций. На них сведен к минимуму ручной труд, а командует им оператор из центра управления. Такой щит имеет вращающийся передний механизм, который сам дробит породу перед собой, а затем конвейер выводит эту породу на вагонетки. Чем больше требуемая длина тоннеля, тем вероятнее, что будет использован механизированный щит. С помощью таких щитов построены практически все тоннели метрополитена. Кроме того, это еще и самый быстрый способ постройки

тоннелей глубокого заложения. На данный момент рекорд скорости проходки 1250 погонных метров в месяц, зафиксирован он, кстати, при строительстве Санкт-Петербургского метрополитена. С помощью таких конструкций получаются тоннели от 1 до 17 метров в диаметре. Ну а если требуется построить тоннель малого диаметра, то может быть применено горизонтальное бурение.

Стоит упомянуть еще один редкий способ возведения тоннелей. Применяют его в море, когда уже заранее подготовленные сегменты тоннеля опускают на дно и скрепляют между собой.

Самый протяженный тоннель на данный момент находится в Швейцарии и составляет 57,1 км. Он является железнодорожным. В Москве всего 64 тоннеля и еще тоннели московского метрополитена. А во всей России сейчас порядка 94 тоннелей. И тоннелестроение не стоит на месте, а развивается семимильными шагами. Поэтому стоит ждать новых будоражащих воображение сооружений в ближайшем будущем.

Список литературы

1. Григорьев М.С. Клети шахтных подъемно-транспортных машин. Принцип работы, устройство, конструктивные особенности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2020. Вып. 12. С. 516-519.

2. Ковалёва Т.Е. Общий анализ конструкций и особенностей гидравлических экскаваторов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2020. Вып. 12. С. 166-168.

3. Тутов С.С. Анализ и пути увеличения производительности роторных экскаваторов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2020. Вып. 12. С. 234-236.