איך בונים מנהרה?
אם ברצונך לבנות מנהרה, ראשית תצטרך להבין היכן תוקם המנהרה, כמה זמן תהיה המנהרה והאם היא תהיה ישרה יחסית, או שהיא תצטרך להתעקל. לאחר מכן, יהיה עליכם לחפור תעלה לאורך המסלול המתוכנן של המנהרה שלכם, ולבנות את הרצפה, הקירות והגג באמצעות חומרים כמו קשתות פלדה גלי ובטון שפך. בהתאם למטרת המנהרה שלך, יהיה עליך להוסיף גם מתקנים כמו אוורור או תאורה עילית. כדי ללמוד כיצד עובדים מכונות מנהור, המשך לקרוא!
האזור בו תהיה המנהרה נחפר לגמרי, עם גג המנהרה שייווצר ויתכסה לאחר השלמת המנהרה.
מנהרות נבנו במקור כחלק ממערכות אספקת מים וביוב, עוד מימי האימפריה הרומית. השימוש הראשון שלהם בהובלה היה כחלק ממערכות התעלות במאה ה -17. עם התפתחות הרכבות במאה ה -19 ומכוניות בשנות ה -20 המנהרות הפכו לארוכות ומורכבות יותר. השיטות הנפוצות ביותר לבניית מנהרות הן שיטת החיתוך והכיסוי, שיטת הצינור השקוע, או השימוש במכונת משעמם מנהרה.
חלק 1 מתוך 4: גורמים שיש לקחת בחשבון בבניית מנהרה
- 1שקול היכן תוקם המנהרה. מיקומה של המנהרה המוצעת יקבע אילו כלים וטכניקות נחוצים לבנייתה ולהכנתה לשימוש המיועד לה. ניתן לחלק מנהרות לשלושה סוגים:
- מנהרות אדמה רכה. מנהרות אלה דורשות תמיכה בפתחים בכדי למנוע את התמוטטות המנהרה. מנהרות אלו בדרך כלל רדודות ומשמשות למערכות רכבת תחתית, אספקת מים ומערכות פינוי שפכים.
- מנהרות סלע. מכיוון שהן נחפרות מסלע מוצק, המנהרות הללו דורשות מעט תמיכה נוספת או בכלל. מנהרות רכבת ורכב הן בדרך כלל מסוג זה.
- מנהרות תת ימיות. כפי שהשם מרמז, מנהרות אלה עוברות מתחת לנהרות, אגמים, תעלות, ובמקרה של "Chunnel", מיצרים כמו התעלה האנגלית. אלה המנהרות הקשות ביותר לבנייה, מכיוון שיש להרחיק מים מהמנהרה במהלך הבנייה ולאחריה.
- בניית מנהרה מתחת לעיר מציעה בעיות הדומות למנהרה תת-מימית, בכך שהאדמה סביב המנהרה נוטה לשקוע מתחת למשקל הבניינים שמעליה. ידע בגיאולוגיה של האזור עוזר לחזות עד כמה הקרקע תשקע ומציע אילו שיטות יכולות למזער את הצניחה.
- 2שקול את נתיב המנהרה. מנהרה עם ארוך, בודד, נתיב ישר הוא יחסית קל לשעמם עם מקדחת מנהרה. מנהרות השונות מעיצוב זה מציעות בעיות ההופכות את בנייתן למורכבות יותר.
- מנהרות קצרות אינן משועממות במכונות משעממות מנהרות מכיוון שלא חסכוני לעשות זאת.
- מנהרות הדורשות קוטר משעמם שונה בחלקים שונים של מסלוליהן הופכות גם את השימוש במכונת משעמם למנהרה ללא מעשית בגלל עיכובים בכוונון קוטר הקידוח.
- מנהרות שמפנות פינות חדות או בעלות פירים מצטלבים גם כן אינן מעשיות בשימוש במכונה משעממת.
- 3שקול את מטרת המנהרה. לשם מה תשמש המנהרה קובע איזו עבודה נוספת פרט לייצור המנהרה עצמה תהיה נחוצה לפני הכנסתה לשירות.
- מנהרות המובילות נוסעים דורשות אוורור כלשהו. עבור מנהרות בכביש זה בדרך כלל פירושו פירים לאוורור כדי למנוע הצטברות של פחמן חד חמצני. עבור מנהרות רכבת, זה יכול להיות אוורור אוויר מאולץ להסרת פליטה של מנוע דיזל. בשתיהן שיטות משלימות להתמודדות עם העשן שנוצר אם תפרוץ שריפה במנהרה.
- מנהרות בשימוש כבד, כמו הביג דיג בבוסטון, עשויות לכלול מרכזי הפעלה מאוישים באופן רציף עם ציוד וידיאו לניטור התנועה בתוך המנהרה וטיפול במצבי חירום.
- מנהרות דרך ארוכות, כמו מנהרת אייזנהאואר בקולורדו, עשויות להיות מוארות באורות תקורה לנוחיות הנהגים והנוסעים. מנהרות דרך אחרות, כמו אלה שבגן הלאומי ציון ביוטה, עשויות לכלול חיתוכי נוף כדי לאפשר לאור טבעי להיכנס למנהרה במקומות ולספק לנוסעים הצצה לנוף שמסביב.
- מנהרות מסוימות, כמו מנהרת קווינסוויי בין ליברפול לבירקנהד, אנגליה ומנהרת סלע האריות בין שא טין לניו קאולון בהונג קונג, משלבות סיפון תנועת נוסעים עליון עם סיפון שירות תחתון למים, צינורות או כבלים. מנהרות אחרות, כגון מנהרת ה- SMART של מלזיה, יכולות לשמש לבקרת תנועה או שיטפון.
מנהרה עם דרך ארוכה ויחידה קלה יחסית לקידוח עם מכונת משעמם מנהרה.
חלק 2 מתוך 4: בשיטת גזירה וכיסוי
- 1לחפור תעלה. האזור בו תהיה המנהרה נחפר לגמרי, עם גג המנהרה שייווצר ויתכסה לאחר השלמת המנהרה. סוג מנהרה זה בנוי באחת משתי דרכים:
- מלמטה למעלה: תמיכה קרקעית נוצרת תחילה, ואז המנהרה בנויה סביבה.
- מלמעלה למטה: דפנות המנהרה וגג בנויים בגובה הקרקע, ותעלת המנהרה נחפרת תחתיה.
- שתי השיטות משמשות בעיקר למנהרות רדודות יותר, אם כי השיטה מלמעלה למטה מאפשרת לחפור מנהרות עמוקות יותר מאשר השיטה מלמטה למעלה. Deeper מנהרות קרובים הם נחפרו עם הסיוע של מגן מינהור, מבנה דמוי קופסה עם תריסים קטנים נפתחו לחפור דרך. לאחר הסרת הלכלוך מול המגן, המגן מועבר קדימה כדי להמשיך בחפירה.
- 2צור את קירות המנהרה ואת הגג. ניתן לבנות את קירות המנהרה ואת הגג תוך כדי חפירת המנהרה או להיבנות מראש ולהכניסם למקומה בזמן חפירת המנהרה. החומרים כיום כוללים את הדברים הבאים:
- קשתות פלדה גלי.
- קשתות בטון מראש.
- קירות בטון מוקדמים.
- בטון שפך או מרוסס. לעתים קרובות משתמשים בזה בשילוב עם אחת משיטות הקשת שנוצרו.
- 3השלם את המנהרה. אופן פעולה זה תלוי אם נעשה שימוש בשיטה מלמטה למעלה או מלמעלה למטה.
- מנהרות שנוצרו בשיטה מלמטה למעלה חייבות להיות מלאות בחזרה כדי לכסות את גג המנהרה וכל משטח שאמור להתקיים מעל גג המנהרה נבנה או נבנה מחדש.
- מנהרות שנוצרו בשיטה מלמעלה למטה נחפרות מתחת למקום בו הוקמו קירות המנהרה וגג ואז נוצרת לוח בסיס המשמש כרצפת המנהרה.
ניתן לבנות את קירות המנהרה ואת הגג תוך כדי חפירת המנהרה או להיבנות מראש ולהכניסם למקומה בזמן חפירת המנהרה.
חלק 3 מתוך 4: שימוש בצינורות טבולים
- 1מחפר תעלה מתי המנהרה תעבור. שיטה זו דומה לשיטת חיתוך וכיסוי, אך משמשת לחפירת מנהרות מתחת למים. התעלה צריכה לרוץ לאורך המנהרה שתעבור מתחת למים.
- 2הניחו סדרה של צינורות פלדה לאורך התעלה. כל צינור אטום בשני קצותיו באמצעות מחיצה. אם הצינור מיועד למנהרת מכוניות, כמו במקרה של מנהרת טד וויליאמס בבוסטון, הצינורות כוללים קטעי כביש שנבנו מראש.
- 3עטוף את הצינור עם מילוי חוזר מספיק כדי לעמוד בלחץ המים שמעליו. עבור מנהרת טד וויליאמס זו הייתה שכבת סלע בעובי 5 מטר (עובי 1,5 מ ').
- 4חבר את הצינורות על ידי הסרת המחיצות המתערבות. כל קטעי כביש או מסילה המובנים בתוך הצינורות יחוברו גם בשלב זה.
חלק 4 מתוך 4: שימוש במכונת משעמם מנהרה
- 1בחר את מכונת המנהור המתאימה לעבודה. מכונות משעממות מנהרות, המכונות TBM בקצרה או "שומות", כוללות לוחות קדמיים עגולים המכונים מגן. חותכים בצורת דיסק על המגן נקרעים דרך סלעים ולכלוך, העוברים דרך פתחים במגן אל מסוע בתוך ה- TBM המפקידים אותו מאחורי המכונה.
- סוגי מגן TBM משתנים בהתאם לשומה אם היא צריכה לחפור בקרקע רכה ורטובה או בסלע קשה. קוטר המגן נע בין מגן של 26,3 מטר (8,03 מ ') של אקר ווירט על ה- TBM שלו המשמש לתחנות הכוח בשוויץ ליממרן ועד ל"ברטה הגדולה "של היטאצי זוזן, שקוטרו 57,5 מטר (17,5 מ').
- שומות שנועדו לחפור מנהרות מתחת לשולחן המים כוללות גם תאים בחזית כדי ללחוץ על הקרקע שנחפרה דרכה.
- עבור עבודות גדולות, ניתן להזמין מספר TBM. מנהרת הערוץ נדרשת 11.
- 2הכניס את המכונה למקומה. למנהרה מפלסית זו אין בעיה. אם יש לשעמם את המנהרה עמוק מתחת לאדמה, קידוח פיר גישה, בדרך כלל מעגלי, ומרופד בבטון. ה- TBM מונמך לתוכו, והמנהרה נחפרת מאותה נקודה.
- במנהרות ארוכות נקדחים פירי גישה מרובים.
- לאחר סיום המנהרה, פירי הגישה עשויים להפוך לפירי אוורור ו / או ליציאות חירום. אם הם לא מועסקים כל כך, הם נשארים במקום למשך חיי המנהרה.
- 3תומך מנהרות זקוף כאשר המכונה עוברת. קטעי בטון יצוק מראש מוקמים מאחורי TBM ליצירת טבעת במרווחי זמן קבועים מראש.
- 4ריססו בטון על הקירות שנחפרו בין טבעות התמיכה. הבטון המרוסס, או הבטון המצופה, מצפה ומייצב את קירות המנהרה. הבטון הציבורי עשוי לכלול סיבי פלדה או פוליפרופילן לחיזוקו, באותה מידה שמשמשים למוטות פלדה לחיזוק בטון יצוק. בטון הצילום מכיל גם מאיץ שיעזור לו להיצמד לקירות המנהרה ולהתייבש במהירות.
השיטות הנפוצות ביותר לבניית מנהרות הן שיטת החיתוך והכיסוי, שיטת הצינור השקוע, או השימוש במכונת משעמם מנהרה.
- מנהרות מוקדמות הועתקו דרך הסלע על ידי קידוח חורים ושימוש בחומרי נפץ: תחילה אבקה שחורה ואחר כך דינמיט. תומך תומך זמני של מסגרות עץ ויוחלף בלבנים ובבנייה. מנהרות מאוחרות יותר השתמשו בטבעות ברזל יצוק מפולחות, שהוברגו יחד, במקום העץ והבנייה.
- ניתן לקדוח מנהרות דרך אדמה רכה באמצעות שקעים כדי לדחוף צינורות / צינורות או מחפרים בצורת קופסא המוטים עם ראשי חיתוך. מנהרות שזורות צינורות נוטות להיות צרות, בקוטר של לא יותר מ- 10,5 מטר (3,2 מ '), ואילו מנהרות עם שקעים יכולות להיות רחבות עד 65,6 מטר (20 מ').
קרא גם: איך מנקים סיפון טרקס?
שאלות ותשובות
- האם אפשר לבנות קטנה מהבית שלי לבית השכן? הילדים שלי רוצים אחד, אבל אני בתקציב.זה היה אפשרי, אבל קשה מאוד אם אתה מתכנן לעשות את זה מתחת לאדמה. מה שהייתי ממליץ על זה לבנות מנהרה בין החצרות האחוריות שלך על ידי חיתוך חור בגדר, או אולי לחפור אחת קטנה מתחת לגדר.
- איך אני מנווט מתחת לאדמה?לייזר וגלאי אור משמשים לייצור קווים ישרים. אז אתה יכול להשתמש ב מד זווית כדי להפוך זווית לסיבוב.
- כמה זמן לוקח לבנות מנהרה?זה תלוי כמה קשה אתה עובד, הכלים שיש לך, אורך המנהרה והשטח שאתה בונה דרכו.
- כמה זמן לוקח לבנות מנהרה של 500 מטר?המנהרה (בין אנגליה לצרפת) נבנתה בקצב של 12 ס"מ (13 ס"מ) לשעה. על סמך זה, אפשר היה לחפור בערך 3 מטרים בתקופה של 24 שעות. ניתן להעלות על הדעת מנהרה של 500 מטר תוך 4167 שעות. עובד 24 שעות ביממה, ייקח לך 174 יום להשלים את המנהרה שלך. מדובר בקצת פחות מחצי שנה, או 5,8 חודשים. עובד 10 שעות ביום, זה ייקח לך 417 יום או 14 חודשים. ולעבוד רק 8 שעות ביום זה ייקח בערך 520 יום או 17 חודשים. אם מדובר בפרויקט של סוף שבוע, ייקח לכם שנים על גבי שנים לעשות זאת.
שאלות ללא מענה
- מהם השלבים להכין את זה לילדים?
