Các phương pháp gia cố hầm bằng công nghệ thi công NATM: Đường hầm ”Made in Austria”

Các phương pháp gia cố hầm bằng công nghệ thi công NATM: Đường hầm "Made in Austria"

Một đường hầm là một cấu trúc rất phức tạp, ngay cả khi nó không nhất thiết phải có vẻ ở cái nhìn đầu tiên. Anh chỉ cần khoan một cái lỗ xuyên qua núi và đáy, phải không? Không, điều này là lừa đảo. Đường hầm nói riêng cần chuẩn bị tốt, lập kế hoạch chính xác và thực hiện có thẩm quyền. Hậu quả của lỗi thiết kế hoặc thực hiện sẽ chỉ đơn giản là quá cao. Hôm nay chúng tôi muốn giới thiệu với bạn một sự đổi mới của Áo trong lĩnh vực đường hầm: Công nghệ thi công đào hầm kiểu mới của Áo (NÖT) hay còn gọi là phương pháp gia cố hầm bằng công nghệ thi công NATM .

Khái niệm NATM

Công nghệ thi công đào hầm kiểu mới của Áo (NATM) theo một khái niệm làm cho các ngọn núi xung quanh khoang (đá hoặc đất) trở thành một thành phần hỗ trợ bằng cách kích hoạt một vòng núi. Một số nguyên tắc phải được tuân thủ, chẳng hạn như:

• Có tính đến hành vi núi địa cơ,
• Tránh các điều kiện căng thẳng và biến dạng ít thuận lợi hơn do việc lắp đặt kịp thời các biện pháp hỗ trợ thích hợp,
• Đặc biệt, trong thời gian tốt giới thiệu, đóng cửa duy nhất tĩnh hiệu quả, trong đó cung cấp cho các tàu sân bay núi chức năng tĩnh của một ống kín,
• Tối ưu hóa khả năng chống loại bỏ tùy thuộc vào biến dạng cho phép cũng như
• Giám sát đo lường cũng để kiểm soát tối ưu hóa

Công nghệ thi công đào hầm kiểu mới của Áo (NÖT) là một phương pháp đào hầm, tiêu chí thiết yếu là phần núi xung quanh khoang được sử dụng để mang vào và do đó trở thành một thành phần chính nó. Nó được phát triển vào những năm 1950 như một khái niệm mở rộng tiểu thuyết vào thời điểm đó và kết hợp các cơ sở địa chất và cơ khí đá với các phương pháp xây dựng đặc biệt để bảo vệ và mở rộng một khoang đường hầm. Những lợi thế kỹ thuật này cũng dẫn đến chi phí xây dựng thấp hơn, để phương pháp này nhanh chóng được thiết lập và liên tục phát triển kể từ đó.

Các phương pháp gia cố hầm bằng công nghệ thi công NATM được sử dụng trong các khu vực nói tiếng Anh. Ở các nước nói tiếng Đức, thuật ngữ phương pháp xây dựng bê tông liên quan đến đường hầm đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây. Trong việc sử dụng ngôn ngữ nói chung, các khớp nối của xây dựng bê tông phun theo Công nghệ thi công đào hầm kiểu mới của Áo (NÖT) thường có thể được tìm thấy như là một phân định cho việc sử dụng bê tông phun để bảo vệ bề mặt.

Trái ngược với các lái xe liên tục với các máy khoan đường hầm (có thể là khiên lái xe),NÖT là một phương pháp lái xe theo chu kỳ. Một chu kỳ làm việc bao gồm các bước sau:

1. "phun trào " (với búa, máy xúc, phay hoặc khoan và nổ mìn),
2. "An toàn" (chủ yếu phun bê tông, các biện pháp bổ sung như neo hoặc hầm ô nếu cần thiết),
3. "Schuttern" (quảng bá ổ dịch, thường trong tình trạng khô).

Bảo vệ bằng bê tông phun cũng được áp dụng cho các chế độ lái xe khác (nổ mìn, đường hầm với máy khoan đường hầm hoặc máy truyền động lá chắn). Bảo vệ bằng ống có thể được bỏ qua từ NÖT.

Các mẫu khoan được lưu trữ trong hộp, dán nhãn, đặt trên và kiểm tra bằng đồng hồ khoan: loại đất, sức mạnh, sơn, mùi, dính - mọi thứ đều quan trọng.

Nếu không có sự chuẩn bị và lập kế hoạch cẩn thận, không có gì hoạt động trong đường hầm. Trước khi chúng tôi bắt đầu xây dựng, địa hình nơi đường hầm được xây dựng phải được khảo sát chính xác. Chỉ bằng cách này, chúng ta mới có thể đảm bảo rằng ống thực sự đi ra nơi nó sẽ xuất hiện ở cuối. Chỉ khi chúng ta biết tất cả các thông tin cần thiết về bản chất của đá và thành phần đất, chúng ta mới có thể lên kế hoạch cho các biện pháp xây dựng phù hợp. Chúng ta cần phải biết chính xác nhất có thể làm thế nào đất được cấu trúc và những gì các quá trình đang xảy ra trong đó.

Với mục đích này, các mẫu đá có độ sâu vài trăm mét được rút ra trong quá trình khoan thăm dò và một số lượng lớn lõi khoan thu được. Cuối cùng, các thử nghiệm nhắm mục tiêu được thực hiện trên các mẫu này để xác định các đặc điểm như mật độ, thành phần hoặc sức mạnh. Tùy thuộc vào độ rắn của đá, người ta quyết định liệu đường hầm có thể được xây dựng hay không và nó cần phải được bảo đảm như thế nào.

An toàn diễn ra: vòng đóng băng thay vì lốp nổi

Nó luôn luôn là quan trọng đối với đường hầm mà phương pháp xây dựng được lựa chọn phù hợp với điều kiện địa chất. Ví dụ, nếu các mẫu đá cho thấy độ ẩm đất cao chiếm ưu thế, phải ưu tiên cho an toàn lao động. Ví dụ, bằng cách đóng băng mặt đất.

Đất xung quanh hoặc các ngọn núi xung quanh được củng cố bằng cách đóng băng nhân tạo và làm cho tương đối không thấm nước. Băng kết quả mang lại sự ổn định cho chất nền và bảo vệ nó khỏi các thợ mỏ. Để đóng băng, đường ống được đặt trong lòng đất, qua đó chất làm lạnh chảy và do đó loại bỏ nhiệt khỏi đất. Sau một thời gian nhất định, một cái gọi là "vòng đóng băng" được hình thành.

Rất đơn giản, các bước sau đây được thực hiện:

• Mặt đất xung quanh vị trí của một đột quỵ chéo mới bị đóng băng
• Sau đó, vật liệu được loại bỏ
• Cuối cùng, khu vực làm việc được bảo đảm bằng bê tông phun

Chỉ bây giờ là vật liệu bị loại bỏ nạp và gỡ bỏ và việc xây dựng đường hầm có thể tiếp tục. Cách tiếp cận từng bước này với một trình tự rõ ràng còn được gọi là một quá trình lái xe theo chu kỳ, cũng bao gồm NÖT.

Các bước thi công NATM là sự bùng phát và đảm bảo với các chi tiết sau:

Sự bùng phát được thực hiện bằng cách:

• trong trường hợp đá lỏng lẻo: máy xúc với thìa sâu, răng nanh hoặc đục thủy lực,
• cho thế mạnh đá trung bình và cho đá bị gãy: một phần hoặc toàn bộ máy cắt với con lăn cắt quay, mà mill vật liệu đá với đục áp dụng. Sau khi chế độ hoạt động của các con lăn cắt được chia thành trục (quay theo hướng của cánh tay hỗ trợ) và xuyên tâm (ngang đến cánh tay hỗ trợ với hai con lăn) máy cắt. Loại thứ hai có thể được sử dụng trong đá cứng hơn hoặc
• Giảm bớt các vụ nổ.

Với việc bảo vệ sau đó như là một đặc điểm thiết yếu của NÖT, một kết nối không khoang, khóa lực của cầu chì đến núi là để đạt được. Cốt lõi là việc áp dụng bê tông phun, đượcsử dụng để trả giá cho bề mặt núi và để đạt được một công trình composite phù hợp giữa núi và vỏ bê tông của phần mở rộng cuối cùng. Bê tông phun có thể được áp dụng trong hai quá trình khác nhau:

• Trong quá trình phun khô, nước chỉ được thêm vào hỗn hợp khô (xi măng, bổ sung, phụ gia) tại vòi phun.
• Trong quá trình phun ướt, bê tông đã hoàn thành đã được vận chuyển và trộn với không khí và phụ gia trên vòi phun.

Tùy thuộc vào đặc điểm núi, hệ thống an toàn bổ sung được cài đặt ở vùng núi hoặc vỏ. Chúng được lắp đặt trước trước khi phun trào thực tế của các ngọn núi để cải thiện khả năng chịu tải của đá lỏng lẻo hoặc đá bị gãy: tấm cọc, xiên, ô dù ống, máy bay phản lực và lá chắn phun. Những gì họ có điểm chung là họ nên sản xuất hoặc đảm bảo một hiệu ứng hỗn hợp trong đá để hình thành và duy trì vòng hỗ trợ núi xung quanh khoang đường hầm.

Sau khi phun trào, neo được cài đặt, nếu cần thiết, như là một né tránh giữa các ngọn núi và bê tông, mà cũng hỗ trợ sự hình thành của vòng hỗ trợ núi, hoặc vòm mở rộng (dầm thép hoặc lưới với hình dạng hồ sơ khác nhau) được cài đặt, tạo thành cốt lõi của một gia cố bê tông lưu thông và cũng phục vụ để bảo vệ chống lại các mảnh núi rơi xuống.

Xiên que và pfändbleche

Pfändbleche và (thép) xiên là cầu chì cơ khí đơn giản được đâm hoặc khoan hình ngôi sao xung quanh mặt cắt ngang phun trào với độ nghiêng 10-20 độ đến trục đường hầm vào đá. Pfändbleche sâu khoảng 2 đến 4 mét, xiên, thường là các đường ống có đường kính lên đến 22 mm, dài tới 5 mét và có khoảng cách 30 đến 50 cm với nhau. Họ cũng có thể được sử dụng kết hợp với tiêm, bằng cách sử dụng ống đục lỗ, trong đó vật liệu tiêm được ép vào chất nền xung quanh để một cơ thể tiêm khả thi được sản xuất.

Lá chắn ống

Lá chắn ống được làm bằng ống dài hơn lên đến 15 mét dài với đường kính từ 140 đến 200 mm. Chỉ có phần phía trước, dài tới 4 mét, sau đó được phát hiện. Lá chắn ống thường được sử dụng để hạn chế các khu định cư trên bề mặt địa hình.

Màn hình máy bay phản lực

Khiên phản lực vòi phun có tác dụng mang tương tự như lá chắn đường ống, nhưng bao gồm các lỗ khoan ép. Đầu tiên, một lỗ khoan được sản xuất và trong quá trình rút chậm, mặt đất được cắt và ép bằng vòi phun nén trên đầu khoan dưới sự quay vĩnh viễn của thanh khoan. Kết quả là các vùng hình trụ, kiên cố hóa với đường kính từ 50 đến 100 cm.

Màn hình tiêm

Để ổn định, tiêm tuần hoàn cũng có thể được sử dụng bằng cách nén không gian lỗ chân lông, để khả năng chịu tải của chất nền được tăng lên và tính thấm giảm.

Đóng băng

Lá chắn đóng băng có thể được sử dụng trong nước ngầm như một biện pháp bảo vệ kết tủa nếu chỉ cần tăng tạm thời khả năng chịu tải hoặc nếu tính thấm của đất tạm thời giảm. Việc sản xuất các cơ quan đóng băng - thường là với nước muối hoặc nitơ lỏng - đòi hỏi một nỗ lực hậu cần cao và do đó đòi hỏi chi phí đáng kể.

Các phép đo đi kèm

Công nghệ thi công đào hầm kiểu mới của Áo (NÖT) được liên kết với xác minh đo lường liên tục để kiểm tra các giả định nằm bên dưới lái xe và, mặt khác, để kiểm tra các ứng suất và biến dạng sau khi lắp đặt các tác nhân hỗ trợ đầu tiên (thường là vỏ bê tông phun) và ở trạng thái mở rộng. Các mặt cắt ngang đo đầy đủ với các phép đo ứng suất và biến dạng được sắp xếp trong khoảng thời gian từ 200 m đến 400 m, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, và ở các khu vực đô thị dưới cấu trúc cũng nhỏ hơn đáng kể, đôi khi chỉ có 50 m. Ở giữa là một mạng lưới chấm, qua đó các biến dạng của vỏ được quan sát liên tục.

Phương pháp NATM - một bước nhảy vọt lượng tử cho an toàn

Có nhiều cách khác nhau để lái xe một đường hầm. Nạo vét hoặc nổ mìn là hai phương pháp nổi tiếng nhất. Về nguyên tắc, nó được thổi lên nơi vật liệu rất vững chắc - chẳng hạn như đá lớn, chẳng hạn như trên A 26. Khoan được thực hiện, tuy nhiên, nơi địa hình và cấu trúc của đất cho phép nó.

Một phương pháp xây dựng đã chứng minh đặc biệt thành công trong những năm gần đây là phương pháp thi công đào hầm kiểu mới của Áo. Và như bạn đã có thể đọc từ tên, Áo là tên và tiên phong ở đây.

Nhưng Công nghệ thi công đào hầm kiểu mới của Áo (NÖT) về cơ bản không còn quá mới. Nó đã được phát triển vào những năm 1950 như một khái niệm mở rộng tiểu thuyết về các đường hầm các loại. Một trong những tính năng chính là bảo vệ ngay lập tức của khu vực phun trào ngay lập tức - đây là khu vực mà trong đó lái xe diễn ra. Đây cũng là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất về an toàn cho đội ngũ. Cầu chì ngay lập tức này đạt được tại công nghệ thi công đào hầm kiểu mới của Áo (NÖT) chủ yếu thông qua việc áp dụng bê tông phun. Kết hợp với cung, thảm gia cố và hệ thống neo, một không gian làm việc an toàn có thể được tạo ra ngay lập tức sau khi tháo dỡ hoặc nổ mìn. Kết quả là, những ngọn núi xung quanh được thực hiện để được thực hiện cùng và do đó mình đến một phần của cấu trúc đường hầm.

Trước công nghệ thi công đào hầm kiểu mới của Áo (NÖT), các đoạn đường hầm được giải phóng phải được bảo đảm từng bước, ví dụ với các cấu trúc gỗ tương tự như trong các mỏ, để có thể tiếp tục làm việc. Nó không chỉ mất nhiều thời gian hơn, nó cũng nguy hiểm hơn nhiều. Đối với công việc đào hầm cuối cùng, các hệ thống an toàn bằng gỗ này phải được loại bỏ một lần nữa, để các bức tường đường hầm có thể được làm bằng đá tự nhiên hoặc xây gạch. Do đó, không có không gian làm việc được bảo mật vĩnh viễn. Bởi nhiều lần làm việc trên các bức tường đường hầm, những ngọn núi sắp tới thường được nới lỏng và desolidified. Các con số tai nạn đưa ra một ý tưởng về thảm kịch: nhiều hơn một nạn nhân trên mỗi km đường hầm là tiếc là không phải là hiếm vào thời điểm đó. Công nghệ thi công đào hầm kiểu mới của Áo (NÖT) đã giải quyết vấn đề an toàn lớn này cho công nhân lần đầu tiên.

Xem thêm các phương án khoan ngầm khác