Tuneliai: apibrėžimas, tipai, kasimo būdai ir žymiausi pasaulio pavyzdžiai

Tuneliai: apibrėžimas, tipai, kasimo būdai ir žymiausi pavyzdžiai — nuo Lamanšo iki Gotardo. Sužinokite techniką, medžiagas, kainas ir projektavimo ypatybes.

Tunelis – tai požeminė arba po vandeniu einanti perėja, suprojektuota žmonėms, transportui, infrastruktūrai arba gamtai. Vieni tuneliai naudojami automobiliams, kiti - traukiniams. Kartais tunelis naudojamas laivams judėti. Kai kurie tuneliai statomi ryšių kabeliams, o kai kurie - elektros kabeliams. Kiti tuneliai statomi gyvūnams (pavyzdžiui, kertantys magistrales arba geležinkelius, kad gyvūnai galėtų saugiai kirsti teritorijas).

Tunelių tipai pagal paskirtį

• Transporto tuneliai: kelių, geležinkelių, metro ir pėstiesiems skirti tuneliai.
• Po vandeniu einantys tuneliai (immersiniai arba gręžti): sujungiami krantai per upes, ežerus ar jūras.
• Komunikacijų tuneliai: kabeliams, vamzdynams, dujotiekiams ir kitiems inžineriniams tinklams.
• Specialieji tuneliai: požeminės erdvės karinėms, saugos arba duomenų centrų reikmėms.
• Eko-žiediniai koridoriai: gyvūnų perėjoms ir ekologinei sujungčiai po keliais ar geležinkeliais.

Tunelių kasimo būdai

Tuneliai kasami įvairiuose gruntuose - nuo minkšto smėlio iki kietos uolienos. Kasimo būdas pasirenkamas atsižvelgiant į grunto tipą, gylį, vandens lygį ir tunelio paskirtį. Pagrindiniai metodai:

• Tunnel Boring Machine (TBM) – tunelinės gręžimo mašinos: mechaninis kasimas, tinkamas ilgiems tuneliams ir vienodam gruntuose. TBM įranga užtikrina greitį, saugumą ir segmentinį arba monolitinį atitvaravimą.
• Drill-and-blast (gręžtinis-sprogdinimo): tradicinis metodas kietose uolienose, kai po uolienos sprogdinimo atliekamas iškasų išvežimas ir atramų įrengimas.
• Roadheader ir panašios ekskavatorių mašinos: naudojamos minkštesniuose uolienos sluoksniuose, kai reikia didesnio lankstumo formos keitimui.
• "Cut-and-cover" (iškirsti ir uždengti): tunelis kasamas atvira duobe ar tranšėja, vėliau virš tunelio įrengiamas stogas. Ši sistema tinka tuneliams, kurie yra arti žemės, pavyzdžiui, kelių tuneliams ir infrastruktūrai.
• Karjerinis kasimas (adit): tunelio kelias gręžiamas horizontaliai iš šlaito ar kalno į vidų — tinkama tvirtoje uolienoje esančioms požeminėms galerijoms.
• Immersiniai vamzdžiai: prefabruoti betoniniai arba plieniniai segmentai nuleidžiami į iškastą tranšėją po vandeniu ir sujungiami tarpusavyje — dažnai naudojamas per didesnes vandens kliūtis.

Techniniai ir saugos sprendimai

Tunelio projekto metu svarbu spręsti keletą technologinių ir saugumo klausimų:

• Grunto ir hidrogeologiniai tyrimai: nustatomi gruntiniai sluoksniai, gruntinio vandens lygis ir rizikos (pvz., gruntinio vandens įsiskverbimas, dumblėjimas, uolienų skilimas).
• Atitvara ir armavimas: naudojama šaudoma betonavimas (shotcrete), segmentinės linijos, plieninės armatūros ir injektavimas (grouting) siekiant užkirsti kelią deformacijoms ir vandens įplaukoms.
• Ventiliacija ir dūmų šalinimas: ilguose arba intensyviai eismą turinčiuose tuneliuose būtina efektyvi ventiliavimo sistema ir dūmų kontrolė avarijų atveju.
• Drenažas ir vandens valdymas: nuolatinis drenažas ir siurbliai saugo konstrukciją nuo drėgmės ir infiltruojančio vandens.
• Saugumo sistemos: pabėgimo takai, avariniai išėjimai, priešgaisrinės sistemos, signalizacija, apšvietimas ir vaizdo stebėjimas.
• Stebėsena ir prižiūra: deformacijų, nuosėdų ir struktūrinių elementų monitoringo sistemos užtikrina ilgalaikį tunelio patvarumą.

Ekonominiai ir aplinkos aspektai

Tunelių statyba yra didelis civilinės inžinerijos projektas, kuris gali kainuoti labai dideles pinigų sumas. Ilgo tunelio planavimas ir statyba gali užtrukti daugelį metų. Projekto kaštus lemia grunto sąlygos, ilgio ir skerspjūvio dydis, reikalinga įranga ir saugos reikalavimai. Be to, reikia spręsti aplinkosauginius klausimus:

• kasimas ir iškastų terpių utilizavimas,
• triukšmo bei vibracijos mažinimas statybų metu,
• poveikis gruntiniam vandeniui ir vietinei ekologijai,
• socialiniai veiksniai — poveikis miestų infrastruktūrai, kelių uždarymai ir pan.

Žymiausi pasaulio tuneliai

Lamanšo tunelis tarp Prancūzijos ir Anglijos yra vienas žinomiausių tunelių pasaulyje — jo bendras ilgis siekia apie 50 kilometrų. Tai reikšmingas po vandeniu einantis geležinkelio koridorius, jungiantis šalis ir užtikrinantis tiek keleivių, tiek krovinių judėjimą.

Šveicarijoje kasamas ilgiausias pasaulyje Gotardo bazinis tunelis — faktas: šis tunelis (Gotthard Base Tunnel) dabar yra vienas ilgiausių geležinkelio tunelių pasaulyje, kurio ilgis yra daugiau nei 57 km. Jis pagerino šiaurės–pietų europinę geležinkelio arteriją ir sumažino kelionės laikus tarp Šveicarijos ir aplinkinių šalių.

Kiti reikšmingi pavyzdžiai:

• Seikano tunelis (Japonija): ilgas po vandeniu einantis geležinkelio tunelis, kurio bendras ilgis taip pat didelis (apie 54 km).
• Lærdal tunelis (Norvegija): ilgiausias automobilių tunelis pasaulyje (apie 24,5 km) — svarbus skersinis ryšys Norvegijos kalnuotoje teritorijoje.
• Gotthard ir kiti šiuolaikiniai projektai: modernios inžinerinės sistemos ir TBM technologijos leido įgyvendinti ilgas ir sudėtingas jungtis kalnuotose arba po vandeniu esančiose vietose.

Apibendrinant, tuneliai yra sudėtingi inžineriniai statiniai, kuriems reikalinga kruopšti geotechninė analizė, tinkamai parinktos statybos technologijos ir stipri saugos bei priežiūros sistema. Jie atveria svarbias transporto ir infrastruktūros galimybes, tačiau reikalauja didelių investicijų ir atsakingo aplinkos apsaugos plano.

Klausimai ir atsakymai

K: Kam naudojami tuneliai?

K: Kas yra tunelių kasimo būdas "iškirsk ir uždenk"?

K: Kokio ilgio yra Lamanšo tunelis tarp Prancūzijos ir Anglijos?

K: Koks yra ilgiausio pasaulyje tunelio ilgis?

Paieška pagal raidę