Download - Izgradnja Tunela Opis
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
1/16
Izgradnja tunela
Osnovne informacije o tunelima kao posebnim gra evinskim objektima
Tunelima nazivamo specifi ne objekte koje gradimo ispod povrine terena, u cilju savla ivanja nekih prepreka ili
ostvarivanja prostora za razli ite namjene. Na trasama saobra ajnica ili hidrotehni kih objekata, mogu se javiti prepreke
u vidu brdskih masiva, nestabilnih terena, vodotoka, gradskih podru ja i sli no. Sama rije tunel je engleskog porijekla, i
zna i cijev ili podzemni prolaz. U naoj terminologiji koriste se i slijede i izrazi:
Potkop ili olna, tunel malog popre nog presjeka 4 do 12 m2
Okno ili aht, verzikalna podzemna gra evina
Niskop, tunel sa ve im nagibom
Galerija, tunel blizu povrine terena, koji je sa padinske strane otvoren
Podgrada, privremena zatita iskopa tunela, u cilju osiguranja stabilnosti
Obloga, kona na konstrukcija, za kona no osiguranje stabilnosti
Podzemni objekti, veliki objekti u tlu za razli ite namjene (hidrocentrale, skladita, sklonita i sli no)
Nazivi osnovnih
dijelova tunelske konstrukcije kod saobra ajnih tunela su slijede i: Gornji svod ili kalota, lijevi i desni oporac, poduni
svod koji se radi samo u teim uvjetima i kolovozna konstrukcija.
Hidrotehni ki tuneli su naj e e okruglog presjeka sa jednolikom konstrukcijom, te se tu mogu izdvojiti samo tri osnovna
dijela: Gornji dio ili kalota, bo ni dijelovi ili bokovi i donji dio tzv.zolna.
http://grading.ba/izgradnja-tunela.htmlhttp://grading.ba/izgradnja-tunela.htmlhttp://grading.ba/izgradnja-tunela.htmlhttp://grading.ba/izgradnja-tunela.html -
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
2/16
Osnovni faktori koju su uticali na razvoj tunelogradnje
Pronalazak baruta kao osnovna prekretnica (1612.godine, Slova ka)
Pojava eljeznica, koje su zbog svojih ograni enja u pogledu nivelete I trase zahtjevali izgradnju tunela.
Pojava builica
Pronalazak nitro glicerina 1847.godine
Intenzivna izgradnja metroa (London, 1863.godine izgra en je prvi metro)
Pojava novih gra evinskih materijala i specijalne mehanizacije
Pojava eksplozivnih sredstava I novih na ina miniranja
Primjena novih odkopnih maina (krtica)
Razvoj metoda sidrenja stijenske mase
Primjena prskanog (torket) betona
Uvo enje konsolidacionih I naponskih injektiranja
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
3/16
Sa stanovita gra evinarstva tuneli se mogu podijeliti u tri osnovne kategorije
1. Saobra ajni tuneli
Putni
eljezni ki
Plovni
Metroi
Podzemni prolazi
2. Hidrotehni ki tuneli
Dovodni i odvodni
Vodostani
Tla ni cjevovodi
Opto ni
Vodovodni
Kanalizacioni
Melioracioni
3. Podzemni objekti specijalne namjene
Podzemne hidrocentrale
Skladita i garae
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
4/16
Sklonita
Vojni objekti
Postoje razne vrste podjela i klasifikacije tunela, me utim, ipak je najzna ajnija podjela prema teini gra enja u odnosu
na karakteristike terena, te tako imamo tri osnovne kategorije:
1. Lahki tuneli grade se u vrstim stijenama
2. Srednje teki tuneli grade se u mehkim stijenama
3. Teki tuneli grade se u zemljanim materijalaima ili izuzetno loim i degradiranim stijenama
Izvo enje radova na izgradnji tunela odvija se uvijek u vie faza. Nakon istranih radova pristupa se buenju tunelske
cijevi (miniranjem ili uz pomo hidrauli kih eki a), zatim naj e e pomo u tunelske oplate odvijaju radovi na obradi
tunelske cijevi to predstavlja veoma poseban i kompleksan zadatak i na kraju izgradnja donjeg i gornjeg stroja
saobra ajnice za koju je tunel namjenjen.
Podjela prema veli ini popre nog ptofila
Tunelska cijev do 5 m
Potkopi od 5 12 m
Mali profili od 16 do 30 m
Srednji profili od 30 do 60 m
Veliki profili od 60 80 m
Vrlo veliki profili ve i od 80 m
Podjela prema dubini
Plitki do 10 m ispod povrine terena
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
5/16
Duboki vie od 10 m
Podjela prema na inu gra enja
Podzemni - izvode se pod zemljom-
Otvoreni na in - izvode se u otvorenom usjeku, pa se naknadno zatrpavaju.
OSNOVNA ISTRAIVANJA KOD PODZEMNIH OBJEKATA
Sloeni problemi koji se postavljaju pred projektante i izvo a e podzemnih objekata ne mogu se uspjeno rjeavati bez
pouzdanih podataka o strukturnim i mehani kim osobinama stijenske mase. Iz ovih razloga, vre se terenska i
laboratorijska istraivanja, i to u tri osnovne faze:
1. U fazi izrade idejnih projekata, kada se vre samo preliminarna istraivanja, koja su naj e e zasnovana na
prikupljanju postoje ih podataka, i rekognisciranju terena.
2. Za fazu glavnih projekata vre se odgovaraju a istraivanja na terenu i u laboratoriji sa ciljem da se to
detaljnije definie stijenska masa kao radna sredina.U toku izvo enja radova, kad se radi tzv.faza prilago avanja
glavog prijekta stvarnim uslovima na terenu, odnosno, na osnovu detaljnih geolokih snimanja i kontrolnih ispitivaja i
osmatranja, vri se i kona na verifikacija ili korekcija glavnih projekata.
3. U cilju istraivanja terena za to detaljnije odre ivanje kvalitativnih i kvantitativnih osobina terena, to
predstavlja osnovu za izradu projekta, potrebno su osnovna ispitivanja i istraivanja:
Inenjersko geoloka istraivanja
Hidrogeoloka istraivanja
Geofizi ka ispitivanja
Geotehni ka ispitivanja
METODE GRA ENJA TUNELA
Pod metodom gra enja tunela podrazumjevamo na in iskopa, zatim, na in osiguranja stabilnosti tunelskog otvora
putem privremenih ili stalnih podgrada i obloga, u primarnom ili kona nom stadiju.Metode gra enja tunela stalno su se
mijenjale, u zavisnosti od napretka proizvodnih snaga. Naro ite promjene u tenelogranji nastale su nakon pronalaska
baruta, pneumatski builica, zatim, betona, dinamita, strojeva za iskop, i na kraju sidara i prskanig betona.
Razvoj nauke o mehanici stijena, mehanici tla, geofizike, i mjerne tehnike, tako er je znatno doprinio i razvoju metoda
gra enja.
Na izbor metode gra enja uti u prije svega slijede i faktori: inenjersko geoloki i geotehni ki uvjeti, visina nadsloja,
veli ina popre nog profila, duina tunela, i tehnoloki uvjeti.
Metode gra enja mogu se podijeliti u tri osnovne grupe i to:
Klasi ne metode
Savremene metode
Specijalne metode
Bez obzira na izbor odre ene metode, mogu se ista i slijede e osnovne razlike:
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
6/16
Klasi ne metode stijenska masa se kod iskopa znatno poremeti, i postoje znatni vanprofilski vikovi,
podgra ivanje se obavlja sa drvenom gra om, i profil je slabo prohodan za ve a vozila.
Savremene metode stijenska masa se ne poreme uje, i profili su pravilni, podgrada nije u profilu nego u
stijeni.Kod ovih metoda radi se o savremenoj aplikaciji poznatih, klasi nih metoda u uslovima potpune mehanizacije i primjene
savremenih materijala.
Mogu nosti primjene savremenih metoda stvorene su sljede im uslovima.
1. Vrlo opsenim i detaljnim (i dugotrajnim) isranim radovima koji imaju glavne ciljeve u izbjegavanju geolokih i
hidrogeolokih uslova tla, zatim u smanjenju na najmanju mjeru mogu nosti iznena enja i rizika u radu.
2. Podre ivanjem poloaja trase i nivelete gotovo isklju ivo geolokim uslovima (povoljnim) pa makar i na tetu
duine tunela i drugih inilaca.
3. Vrlo mo nim mogostranim mehanizovanjem radnog procesa gra enja (vrijednost mainske opreme od ukupne
sume gra evinskih trkova iznosi 30 i vie procenata) koji omogu uju rad po lan anom sistemu sa vrlo velikim
u inkom.
4. Novim postupkom miniranja sa velikim efektom.
5. Primjenom visokovri jednih glavnih i pomo nih materijala i gotovih djelova ( el ika za podgradu, betona,
armirani beton, prskani beton, montani elementi za obzidivanje).
6. Savremenom, nau nom organizacijom radova.
U odnosu na klasi nu metodu, savremenim se postie znatno ve a brzina napredovanja. Brzo podupiranje i brzo
obzidivanje igra veoma vanu ulogu pri gra enju podzemnih objekata.
KLASIFIKACIJE STJENSKIH MASA
U svakoj stjenovitoj masi moe se otkopati odre eni prostor, koji odre eno vrijeme moe stajati bez podupiranja.
Postoje tri klsifikacije:
Lauferova,
Reb evi eva i
RQD klasifikacija
Uzimaju i u obzir dva faktora, tj. duinu bez podgra ivanja i vrijeme koje moe materijal da stoji bez podgrade, Lauffer
je kvalifikaciju stijena predstavio sa logoritamskim dijagramom u zavisnosti ova dva faktora za razli ite vrste brdskog
materijala:
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
7/16
Rub evi eva klasifikacija
Zasniva se na tome da vrijeme koje prote e od trenutka iskopa tunela do izrade konstrukcije za osiguranje iskopa
predstavlja jedan od bitnih faktora koji uti u na pojavu i na in ispoljavanja podzemnih pritisaka.Rub evi je dao uslove
za primjenu sidara, imaju i u vidu faktor vrijeme. Prema njemu faktor vrijeme je period u kome tjeme iskopa stoji bez
podgra ivanja (a da se ne obruava) poslije jednog otpucavanja. Time je on prvi definisao vrijeme, stanja
nepodgra ene stijenske mase kao karakteristiku njenog ponaanja.
Procjenjeno vrijeme stanja je dragocijen podatak za izvo a e radova, jer ukazuje koliko vremena ostaje na
raspolaganju za izradu osiguranja.
Klasifikacija po RQD
Kod ove klasifikacije Dere i njegovi saradnici, predloio da pokazatelj ispucalosti stjenske mase bude RQD (Rock
Quality Designation) koji se sra unava po obrascu
RQD lp/lt 100%
U kome su:
RQD-pokazatelj ispucalosti (kvaliteta) stijenske mase,
lp-ukupna duina komada jezgra (dobijenih buenjem) duih od 10 cm,
lt-duina intervala buenja.
Idealan slu aj gra enja tunela bio bi da se neposredno iza izbijanja vri i obzidivanje, to i jest cilj savremenog
gra enja.
Ako se ovo prakti no ne moe posti i, tada se tenja usmjerava na to da se vrijeme od izbijanja do obzidivanja svede
na najmanju mogu u mjeru.
Velike brzine rada daju slijede e prednosti:
-Izbjegavanje velikog porasta brtskog pritiska, jer se otkopani profil brzo obzi uje, pa prema tome je potrebna laka
podgrada, slabiji obzid i kon no manji su trokovi.
-Smanjenje roka izgradnje a to daje:
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
8/16
manji iznos reijskih trokova gradilita i preduze a
manji iznos interkalarnih kamata
bre stavljanje objekta u eksploataciju, dakle ranije postizanje koristi (dobit) od investicionih sredstava
-Smanjenje na najmanju mjeru vanserijskih trokova, to se odraava na smanjenje trokova gradnje.
-Visoki i ujedna eni kvalitet radova.
- Mali broj uposlenih radnika
Postoje me utim izvjesni momenti zbog kojih te brze i ekonomi ne metode nisu primjenjive u svim uslovima.
Racionalna primjena ovih metoda mogu a je:
U povoljnim geolokim i hidrogeolokim uslovima, dakle tamo gdje nema vrlo velikih brdskih pritisaka i priliva vode, niti
se o ekuju iznena enja. U nepovoljnim hidrogeolokim uslovima primjenjuju se specijalne metode.
Primjena e biti racionalna samo za due tunele (u pravilu preko 1 km), zbog velikih investicija za mehanizaciju i
pripremne radove.Korisna primjena bi e tamo gdje postoji dovoljno specijalizovanih kvalifikovanih i visokokvalifikovanih radnika koji
preteno ine neophodne radne kadrove za primjenu tih metoda.
Veliki radni u inak i brzina gra enja kod savremenih metoda postie se slijede im:
1. Kontinualnim sistemom, sa kratkim i vrlo intenzivnimm frontom rada. Izbija se puni profili ili to ve i njegov dio
i odmah vri obzidivanje, pri ovom se oslobo avaju velike povrine za miniranje (manje ukljetenje) zatim se
poboljavaju uslovi kretanja, rada i trnsporta (primjena utovariva a, bagera, dizalica, transportnih sredstava velikog
kapaciteta).2. Primjenjuje se pogodna podgrada (montana eli na) po mogu nosti bez podupira a, esto izgubljena eli na
podgrada i oplata koja se pneumatski pobija ili se utiskuju jakim hidrauli kim presama.
SAVREMENE METODE GRA ENJA TUNELA
IZBIJANJE PUNOG PROFILA BEZ PODGR IVANJA
Ovaj na in rada se primjenjuje u vrstim do manje ispucalim stijenama, dakle kod grupe tzv. lakih tunela. esto se,
me utim i kod ovakvih tunela postavlja zahtjev da budu betonirani. Ovo e se javiti onda kada treba zadovoljiti estetske
zahtjeve, zatim uslove hidroizolacije, ili osvjetljenja kod sobra ajnih tunela ili kod hidrotehni kih tunela kada treba
smanjiti otpor trenja.
Izvo enje radova u ovakvim slu ajevima sastoji se od slijede ih faza rada:
buenje buotina
punjenja i otpucavanja
utovara i transporta
betoniranja obloge
Rad se obavlja po lan anom sistemu, a radne operacije se ponavljaju.
Buenje se vri pomo u specijalnih portalnih builica:
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
9/16
Buenje se vri prema odre enoj emi buenja sa onolikim brojem buotina i takvim rasporedom koji e omogu iti da
se sa minimalnom koli inom eksploziva dobije to ve a koli ina izbijenog materijala.
Utovar i transport se obavlja brzo, a tako er provjetravanje i odvodnjavanje.
Betoniranje (ukoliko se to zahtijeva) vri se pomo u teleskopske oplate, koja je odre ene duine. Prvo se izbetoniraju
temelji i bankine za oslanjanje oplate, zatim se oplata koja je prethodno sklopljenja provu e ispod namjetene oplate u
susjednom prstenu.
Oplata se namijeta i skida pomo u
hidrauli kih presa. Ugra ivanje betona vri se pomo u betonskih pumpi. Ram pomo u kojeg se prenosi oplata kre e se
po inama i na njemu su ugra ene prese i ostali ure aji za brzo skidanje i namijetanje oplate.
Ukoliko se ne zahtijeva da povrina bude ravna, onda se osiguranje od ispadanja sitnih komada kamenja, moe vriti
pomo u prskanog betona ili matlera.
IZBIJANJE TUNELA BEZ PODGRA IVANJA SA PRIMJENOM POTKOPA
U vrstoj stijeni tunel se moe izbijati pomo u dva potkopa. Jedan potkop tzv. pionir potkop, radi se sa strane paralelno
sa tunelom na razmaku oko 20 metara. Pionir potkop se radi ispred tunelskog potkopa i slui za upoznavanje terena, za
transport, provjetravanje, odvodnjavanje, provo enje instalacija i dr.
Tunelski potkop ili potkop za napredovanje je u centru popre nog profila tunela povrine 5-10 m.
Iz potkopa se bue nizovi radijalnih buotina sa naro itog postolja koje je u vr eno razuporama. U jednom nizu se bui
20-30 buotina.
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
10/16
Paljenja mina se vri elektri nim putem; jedan niz se pali odjednom a ostali nizovi, u kratkom vremenskom razmaku
pale se milisekundnim upalja ima.
Dobra strana ovog na ina je u tome to se betoniranje moe vriti bez smetnji i da neposredno prati pro ireni dio
tunela.
Ovim inom je postignuto napredovanje od 27,4 m/dan gotovog tunela New Kaskad (SAD) presjeka 7,9 x 5,5 m.
IZBIJANJE PUNOG PROFILA SA PODGRA IVANJEM
Zadatak podgra ivanja u tunelu je da zadri izbijeni dio profila tako dugo bez tetnih deformacija, dok se ne izradipredvi ena stalna konstrukoija koja e obezbjediti kona nu ravnoteu.
Izbijanje u punom profilu predstavlja ekonomi an na in izrade tunela, a da bi se ovo ostvarilo, potrebno je pored
odgovaraju ih mjere u pogledu podgra ivanja iskoristiti i saznanje o ponaanju brdske mase nakon izbijanja. Poznato je
da brdski pritisak na odre enoj duini dostie svoju punu vrijednost nakon isteka odre enog vremena.
Podgrada stavljena u ovom vremenskom razmaku ima e dimenzije pri kojima se mogu o ekivati optimalne veli ine
pritiska, tj. one sa kojima se ra una stati ka stabilnost konstrukcije.
Pored stati ke uloge, koja se redovno javlja u slabim stijenskim masama, podgrada u vrstim stijenama se daje kao
zatita od ispadanja manjih komada stijene.
Prema tome zavisno od vrste materijala i zadataka podgrada u punom profilu moe uglavnom biti:
a. Od podupira a, koji se sastoje od pojedinih elemenata;
b. Od ankera, koj ima se povezuje nestabilni dio sa stabilnom masom;
c. Od obzi ivanja izbijenog profila prskanim betonom.
a) Podgra ivanje sa lu nim podupira ima
Podupiranje se vri u obliku rebara, koja se postavljaju gu e ili rje e, to zavisi od veli ine pritiska.
Podupira i su ve inom od profilisanog oblika ili od starih ina. Oblikovani su prema konturi izbijenog profila a sastavljeni
su od elemenata, rail 1akeg ugra ivanja.
Podupira i postavljeni u vidu rebara zauzimaju malo prostora, to prua mogu nost za prolaz pokretne skele, a osim
toga se omogu uje nesmetano buenje, otpucavanje, utovar i transport materijala.
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
11/16
Elementi od kojih se sastoji podupira nastavljaju se obi nim vezama, naj e e sa sue eljavanjem, pri emu se
nastavak osigurava sa zavrtnima. Podupira i e odgovoriti svojoj namjeni samo ako dobro nalijeu, na stijenu koju
podupiru. Dobro nalijeganje se obezbje uje pomo u klinova koje treba ravnomjerno i gu e postavljati.
Podupira i mogu biti i od armiranog betona, tako da oni ostaju naj e e ugra eni kao sastavni dio stalne konstrukcije.
Nedostatak im je to to su dosta teki.
b) Podgra ivanje pomo u ankera (sidara)
Primjenom ankera omogu uje se izbijanje punog profila otvora. Ankeri se mogu primjeniti kao podgrada i kao sastavni
dio obzida. U ovom drugom slu aju oni maraju biti za ti eni od korozije.
Rad sa ankerima odvija se po odre enom radnom ciklusu. Na odre enoj duini l, koja se nalazi neposredno iza ela
napredovanja, bue se buotine u koje se stavljaju ankeri, a prema potrebi i i ana mrea.
Najkorisnija primjena ankera je u slojevitim stijenama.
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
12/16
Sidrenjem se vri poboljanje (meliorisanje) stijene, sprije avaju deformacije, popravljaju strukture i mehani ke
karakteristike i mijenja se naponsko stanje. Izduene metalne ipke, ugra ene u odre enom rasporedu, proimaju i
povezuju dijelove stijena, a cementno-betonska masa, koja se unosi u buotinu radi zatite sidra, popunjava i
kompaktira okolni prostor.
c) Primjena prskanog (torkret betona)
Prskani beton je mjeavina cementa, agregata i vode, koja se pomo u vazdunog pritiska nabacuje na zid i tamo
nastaje vezivanje. Na isti na in se radi i sa prskanim malterom, a razlika je samo u krupno i zrna, koja kod maltera
iznosi najvie do 7 mm dok kod betona oko 30 mm.
Kod suhog postupka se smjea cementa i agregata potiskuje kroz dovod do mlaznice koja se nalazi na kraju dovoda
smjee, a ovdje se kroz otvore na mlaznici utiskuje voda, tako da se ovdje dobijena smjea cementa, agregata i vode
izbacuje pod pritiskom na zid, gdje nastaje vezivanje (S1. X1) . Zrna pri izbacivanju dostiu brzinu i do 100 rn/s.
Prskani beton se nanosi pomo u specijalnih maina:
Obzirom na brzinu sa kojom zrna udaraju na zid kod ovog na ina potrebno je ra unati na rastur koji izuosi oko 35%.
Koli ina vode se regulie pomo u zatvar a koji se nalazi kod mlaznice. Voda se moe dovesti iz vodovoda koji je pod
odre enim pritiskom a moe i iz rezervoara koji se priklju i na kompresor
Kod mokrog postupka se smjea cement, agregata i vode pod pritiskom nabacuje na zid. Kod ovog na ina, ako se vre
prekidi u radu moe do i do o vr avanja smjee i za epljenja dovoda. Ovaj na in je pogodan za manje koli ine
radova. Za ovakav rad su prakti ne male prskalice, koje su jednostavne konstrukcije.
DJELIMI NO IZBIJANJE PROFILA
Izbijanje profila moe se vriti djelimi no, uz primjenu savremenih na ina izrade. Ovakav na in moe se primjeniti u
vrstim stijenama, kada je profil velik a kra a duina, pa nije ekonomi no niti je podesno da se primjeni skela. Tada se
moe primjeniti stepenasti na in izbijanja.
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
13/16
Ako je potrebno podgra ivanje se moe izvesti sa podupira ima pri emu se oni prvo postavljaju u kaloti a zatim se
nastavljaju na dijelu oporaca.
Ako je materijal takav da moe stajati na podgradi due vrijeme, onda se rad moe organizovati na duem frontu.
Polaze i od toga da
izbijeni otvor odre enih dimenzija, koje zavise od vrste brdskog materijala, moe stajati izvjesno vrijeme bez
podgra ivanja, moe se profil izbijati u ograni no izduenom frontu rada. Vrijeme u kome u ovom slu aju materijal moe stajati bez podgra ivanja koristi se za izradu privremene konstrukcije, s tim da e ona biti sastavni dio kona nog obzida.
Izbijanje se vri u odsjecima duine0,60 do 1,30 m i odmah se vri obzi ivanje sa prskanim betonom, stavljaju se ankeri i po potrebi armatura. Debljina
prskanog betona je 20 cm. Kada se izbije puni profil betonira se podnoni svod, stavlja izolacija i kona no unutarnji
svod debljine 25cm.
METODA CENTRALNE GREDE
Primjenjuje se u materijalu kod koga se ne razvija brzo brdski pritisak (npr.glina) i to ve inom za manje profile 4 do 5 m
visine.
Prema slici X5 iz potkopa (faza 1) vri se proirenje kalote koja se opla uje lahkim metalnim segmentima (irine oko
0,70 m). Ovi metalni segmenti se spajaju me u sobom zavrtnjima i podupiru se neposredno razupornim podupira ima
(amerikanerima) koji se oslanjaju prvo na privremeni prag a zatim na centralnu gredu. Centralna greda zatim slui kaooslonac za razupira e pri iskopu donjeg dijela profila.
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
14/16
Ovom metodom moe se posti i napredovanje 1,5 3,0 m gotovog tunela na jednom napadnom mestu.
U savremene metode gra enja tunela spada i NOVA AUSTRIJSKA TUNELSKA METODA (NATM). Zbog svoje velike
primjene u svijetu ova metoda zasluuje posebnu panju.
NOVA AUSTRIJSKA TUNELSKA METODA
>>NATM
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
15/16
Iskop tunela u stabilnim, odnosno, veoma vrstim i vrstim stijenskim masama obavlja se za sada naj e e uz pomo
eksploziva, a u poslijednje vrijeme sve vie se primjenjuje i mainski iskop u punom profilu, pomo u rotacionih maina,
krtica (TBM Tunnel boring machine).
Kod iskopa eksplozivom potrebno je izvriti niz uzastopnih, odvojenih, operacija kao to su buenje, miniranje,
provjetravanje, skidanje nestabilnih blokova, utovar i transport. Ove operacije ne mogu se izvoditi paralelno, pogotovoako su tei uvjeti. Pored toga miniranje ima i druge nepogodnosti, a to su prije svega opasnost kod miniranja, velika
rastresenja stijenske mase i mogu i veliki prekopi i potreba za kasnijim proirenjem (dokopi).
Zbog ovih injenica, odavno se radilo na konstrukciji pogodnih strojeva za iskope, jo od 1882 godine, kad je Beaumont
konstruisao i patentirao odkupno mainu za gra enje istrane tolne pre nika 2,14 metara.
Moderna era tunelskih rotacionih maina, koje se jo uvijek razvijaju, po inje 1955.godine kad je konstruisana prva
maina od strane firme ROBBINS u SAD i od tog vremena ova firma je vode a i najpoznatija u svijetu.
Pomo u ovakvih maina izgra en je do sada najdui eljezni ki tunel SEIKAN u Japanu, koji spaja dva ostrva, dug
53,85 km.
Istim mainama izgra en je i dobro poznati tunel koji spaja Englesku i Francusku, tunel LA MANCHE, duine 50 km.
Ovaj sistem ima dva servisna tunela pre nika 5,38 metara i dva glavna sa pre nikom 8,8 metara. Glavni tuneli ra eni su
sa 6 maina krtica sa strane Engleske, i sa 5 od strane Francuske.
S obzirom da je dubina kanala ispod La Manche oko 100 metara, maine su konstruisane da mogu podnijeti
hidrostatske pritiske do 10 bara. Maine su izradile firme Robbins i Kawasaki, i predstavljaju posljednje dostignu e u
ovoj tehnici, sa napredovanjem radova od 500 metara za jedan mjesec.
Glavni dio ovih maina je rotaciona bua a glava, koja je jednaka pre niku tunela. Na glavi se nalazi ve i broj
kotrljaju ih reza a, iji su oblici zavisni od stijenske mase.
Hidrauli nim sistemom za potiskivanje, bua a glava je stalno snano pritisnuta uz elo iskopa, zatezni ure aji fiksiraju
mainu,a pogonski agregat vri rotaciju glave. Otkopani materijal se automatski prikuplja u odvodi putem transportnih
traka.
Za otpraivanje postoji sistem sa vodenim raspriva ima, a postoji i sistem za dovod svijeeg zraka. Vo enje je automatizovano pomo i lasera.
-
8/12/2019 Izgradnja Tunela Opis
16/16
Obzirom da je profil krunog oblika postoje povoljni uslovi za izradu obloga od prefabrikovanih montanih elemenata,
koji su ranije ra eni od livenog gvo a, a sada od armiranog betona.
Tip reznih alata na rotacionoj bua oj glavi zavisi od karakteristika stijenske mase, odnosno, tvrdo e i monoaksijalne
vrsto e, i prema tim pokazateljima gruba podijela je slijede a:
Meke stijene - manje od 30 Mpa - reta i u obliku zuba
vrste stijene - manje od 130 Mpa - diskovi
Veoma vrste stijene - 130 do 180 Mpa - valjci sa bradavicama
Za stijene vr e od 180 Mpa obi no prednost imaju metode miniranja. Nja e e se primjenjuju reza i u obliku diskova.
Sve ve a primjena otkopnih maina zasniva se na slijede im prednostima u odnosu na klasi an na in iskopa:
Kontinuirani rad na iskopu i transportu, bez prekida i radnih ciklusa
Nema opasnosti koje poti u od miniranja
Nema vanprofilskih vikova, ni manjaka, odnosno, postie se pravilna kontura iskopa
Degradacija i ote enja stijenske mase su minimalni, te su i podzemni pritisci manji, a kontaktni modul ve i
Veliki radni u inci
Osnovni nedostatci su slijede i:
Velika investiciona ulaganja
Veliki pripremni radovi
Veliki trokovi servisiranja
Veoma nepovoljno na radne efekte uti u este promjene karakteristika stijnske mase, a naro ito nepovoljno
uti e pojava kaverni.
Naro iti problemi se javljaju kada se materijali esto mijenjaju, jer se tada moraju mijenjati i rezni alati. Iz ovih razloga
tunel ispod La Mancha ima izlomljenu trasu, a ne pravac, jer je stalno pra en jedan isti masiv od krednih kre njaka.
U naim uslovima, u kre nja kim masivima, posebni problemi su kaverne, koje je neophodno pro i klasi nim
metodama, to predstavlja velike zastoje u radu. U tim slu ajevima treba detaljno ispitati opravdansot upotrebe krtice.
Pitanje opravdanosti primjene krtice postavlja se i u slu ajevima kada je stijnska masa niih karakteristika, jer iskopi
tada nisu stabilni, a kod primjene krtica osnovni preduslov je da nakon iskopa podzemni kanal ostaje stabilan.