Kuidas Ehitada Veealune Tunnel?

{h1}

Veealune tunnel, nagu marmaray, tugineb mõnel äärmuslikel ehitustehnikatel. Lisateavet veealuste tunnelite kohta leiate WordsSideKick.comist.

Vastupidiselt sellele, mida teie superredaktid või molaarjad peaksid usuksid, kulub miljoneid tonne mustuse ja vee kaudu tunnetamiseks rohkem kui hiiglaslik masin, kuid üks neist ei tee haiget.

Siiski on enamus meie tunnelite kaevandamise ajaloos õnnestunud. Inimesed on tunnelevad, kuna esimesed koobaslased otsustasid vabamugusid magada ja kaevama, toetada ja edasi minna põhjalikult arendada, kui iidsed kreeklased kasutasid tunnelid niisutamiseks ja äravooluks oma põllumaad (allikad: Lane; Browne].

Ka veealused tunnelid on üllatavalt vanad. Mõni aeg 2180 kuni 2160. a. Ehitasid babüloonlased üks esimesi tuntud näiteid Eufrati jõe ümbersuunamisest. 3000-meetrine (900 meetri) tellistest ja kaarest kinnitatud tunnel, mis mõõdeti 12 jalga 15 jalga laiuses (4 meetrit ja 5 meetrit), andis kuningliku palee ja templi vahelise jalakäija ja sõjaväe vahemaa [allikad: Rada; Browne].

Sajandite jooksul kasutasid tunnelid peamiselt kaevandajad ja keskaegsed sakslased, kes kaevusid alla lossi seinad nende kokkuvarisemise (seega mõiste "õõnestada"), kuid kanalitranspordi ja hiljem ka raudteede avanemine andis töötajatele midagi uut valada oma kühvlid sisse. 18., 19. Ja 20. Sajandil sai järjest rohkem väljakutseid pakkuvaid tunneliprojekte, mis olid võimalikud märkimisväärsete täiustuste abil mõõteriistade ja ventilatsiooni tehnikates. Isegi nii, ohtu ja kulusid viivitasid katsed veealuse tunneldega kuni 1800. aastate keskpaigani [allikas: Lane].

Mis tõstatab küsimuse: kui veealune tunneerimine võib oma hauda, ​​sõna-sõnalt või rahaliselt kaevates, miks viitsinud? Paljud linnaplaneeringud nõustuvad, pöördudes tunnelisse ainult siis, kui ülekoormatud sillad jõuavad hingamismahtu. Siiski on sillad ka probleemsed. Nad takistavad laevatransporti, asuvad väärtusliku jõeäärse vara ja blokeerivad maalilisi vaateid. Kaitsealastest külgedest saavad sillad hõlpsasti õhurünnakute sihtmärkid ja võivad kokku kukkuda [allikas: Hewett].

Tunnelid, vastupidi, võivad vastu tulla, voolud ja tormid paremini kui sillad, võivad jõuda kaugemate vahemaadeni ja neil on peaaegu piiramatu kaalu kandevõime. Lisaks sellele langeb tunneli kulu kogu pikkusega, kuna see muutub kauemaks, samas kui sildade puhul on vastupidine tõsi. Kuigi tunnelid nõuavad suuremat alginvesteeringut, moodustavad sillad hoolduskulude erinevuse [allikad: Everglades Economics; Hewett].

Ärgem tunneli nägemist. Pole kahtlust, et maa ja mere all asuvad lõigud seisavad silmitsi eriti turvaaukude ja ohutusprobleemidega. Tules on ohtlikud tulekahjud ja õnnetused, mistõttu raudteetunnelid sisaldavad ristlõikega trajektoore, kus rongid suudavad rööbasteid vahetada, ning teenindustunnelid, mis võivad olla avariiväljapääsutena [allikad: Chan; JR-Hokkaido; WGBH].

Nad tunnevad hirmuäratavat, kuid veealused tunnelid on nii tavalised, et me mõtleme harva suurte ohtude - ja äärmuslike ehitustehnikate - kohta, mida need kaasaegsed imed vajavad.

Sild (alla) Troubled Waters

Istanbuli Euroopa ja Aasia küljed ühinesid lõpuks pärast Marmaraeli lõpuleviimist 2013. aastal. Arheoloogiliste leidude mõnitamine viisid massiliselt ehitusprojekti korduvalt edasi.

Istanbuli Euroopa ja Aasia küljed ühinesid lõpuks pärast Marmaraeli lõpuleviimist 2013. aastal. Arheoloogiliste leidude mõnitamine viisid massiliselt ehitusprojekti korduvalt edasi.

Kui te kaevate mõnda erakorralisse ehitusprojekti, paneb mõni küsimus kohe oma liivast välja pea: Milline ettepanek on suurim, kõige sügavam või kõige ohtlikum ehitada? Veealuste tunnelitega ei lahenda need küsimused lihtsaid vastuseid. Linnad ja riigid teevad pidevalt uusi projekte. Nagu elulooline statistika, on kurat üksteise ja sügava sinise mere vahel.

Näiteks Seinkani tunnel, mis ühendab Honshu ja Hokkaidod, on Jaapani saartel praegu kõige pikema ja sügavaima veealuse raudteetunneli rekord. Jaapan hakkas planeerima seda pärast 1954. aasta taifuuni mahasõitmist viis ohtliku Tsugari väina parvlaeva, kallates 1430 inimest [allikad: WGBH].

1988. aastal lõpetatud Seikani tunnel ulatub 33,5 miili kaugusele ja ulatub 787 jala (240 meetrit) sügavusele, kuid selle 14,5-miiline (23,3-kilomeetriline) merealune osa on kaarel Lääne-Tuneeli või Chunneli, Ühendkuningriigi ja Prantsusmaa vahel. 1994. aastal lõpetatud Chunneli veealune osa moodustab 24 oma 31 kogupikkust (38,6 kilomeetrit 50 kilomeetrit), kuid sügab vaid 246 jalga (75 meetrit) sügavust [allikad: ASCE; Chan; Tark].

Mis puutub turkadesse, siis mõlemad tunnelid on täiesti märjad võrreldes nende 3,3 miljardi suurusega Marmaray tuuneliga, mis on lõpuks avalikkusele avatud 2013. aastal. Selle raudtee läbisõidu 8,25 miili (13,2 kilomeetrit) ulatuses - sealhulgas 4 600 meetrit (1400 meetrit ) ulatub üle Bosporuse merepõhja - ühendab Istanbuli Aasia ja Euroopa poola, muutes selle esimeseks raudteetunneliks kahe kontinendi ühendamiseks [allikad: Sweeney; Tark].

Mis on nii suur umbes ühe kilomeetri merealune tunnel võrreldes mitme kilomeetri Seikani ja Kanalite tunnelitega? See on lähenemisviiside erinevus: kui tema eelkäijad olid vastavalt lõhkenud ja igavakäigulised läbi kõva kivimaterjali, siis moodustati Marmaray tunnel tükkhaaval Bosporuse põhjaga kraavis, mis muudab selle kõige pikemaks ja sügavamaks keelekümbluse tunnel kunagi ehitatud. Insenerid valisid selle lahenduse, mis kasutab paksude, painduvate kummist tugevdatud terasplaatidega ühendatud osasid, et paremini võidelda piirkondliku seismilise tegevusega [allikad: JR-Hokkaido; Sweeney; Tark].

Istanbuli vanalinnast leitud ajaloolised ja kultuurilised asjad aeglustas mõnda aega Marmaray tunneli kaevandustes, mistõttu jäi Rootsist ja Taanist ühendav 2,2-kilomeetrine Øresund-tunnel endiselt suurimale kunstlikule tuuletunnelile. Töövõtjad ehitasid selle 20 elemendist 577 jalga (176 meetrit) üksteisest, millest igaüks koosnes kaheksast väiksemast 72 jalaga (22 meetrist) lõigust [allikad: Landler; Marmaray projekt; PERI GmbH; Sweeney].

Kaldunud tunnelite vahel, nagu Marmaray ja Øresund, ja puuritud tunnelid nagu Chunnel, oleme rääkinud vaid veepiirist. Kuid laseme sügavuti mõlema poole ja uurime teist 19. sajandi alguses kasutatavat tunneli meetodit.

Te kutsute seda tunneliks?

Tunnel on tehniliselt läbipääsu täielikult kaevandatud maa all. Paljud maa-alused torud, mida me tunneme tunnelid - metrood, kanalisatsioon ja veeliinid, on tehniliselt kanalid sest need hõlmavad ülalmainitud materjalide ajutist eemaldamist. Tunnelid on ohtlikud, tüütu ja kallid ehitada, nii et kui tegemist on lahtise mustuse ja suhteliselt madalate projektidega, valivad insenerid sageli seda odavamat ja tõhusamat lõigake ja katke lähenemine [allikas: rada; Hewitt].

Ebatavalise suurusega laevaheid

Kaevud võivad olla veealuse kaevamise jaoks erakordselt kasulikud.

Kaevud võivad olla veealuse kaevamise jaoks erakordselt kasulikud.

Vanim lähenemisviis veealuse tunnelle, ilma et ülalnimetatud veed suunataks, on tuntud kui tunnelite kilp, ja insenerid kasutavad seda täna.

Shields lahendab ühise, kuid vexing probleemi, nimelt, kuidas kaeva pikk tunnel läbi pehme maa, eriti veealune, ilma et tema esiserv katkestaks [Allows: Assignment Discovery; Entsüklopeedia Britannica; Browne; Hewitt].

Selleks, et saada ülevaade kilbi toimimisest, kujutlege õhukesest kohvist, millel on teravam põhi ja mis on sportimisel mitu suurt auku. Nüüd, avage otsa kinni, lükake tina alt esmalt mõnda pehmet maad ja vaadake, kuidas avad läbivad mustuse. Tõelise kilbi skaalal asetsevad kambris sees olevad sektsioonid mitmel inimesel (hüüdnimega "muckers" ja "sandhogs") ning eemaldatakse võlvitud savi või liiv. Hüdraulilised tungrauad liigutavad kilbi edasi järk-järgult, samal ajal kui meeskonnaliikmed paigaldavad metallist kandvad rõngad, siis vooderdatakse neid betooni või müüritisega (allikad: Assignment Discovery; Entsüklopeedia Britannica; Browne].

Tunneli seintelt vee sissevoolu hoidmiseks hoitakse tunneli või kilbi esiosa suruõhuga kokku. Töötajad, kes võivad sellistes tingimustes lühikest aega taluda, peavad läbima ühe või mitu õhufiltrit ja võtma ettevaatusabinõusid survega seotud haiguste vastu [allikad: Hewitt; Sadamaamet].

Kassetid on ikka veel kasutusel, eriti kasulike kanalite või vee- ja kanalisatsioonitorude paigaldamisel. Kuigi töömahukad, maksavad nad vaid murdosa sama palju kui nende mammut nõod, tunneliga puurmasinad (TBMid) [allikad: ülesande avastamine; Entsüklopeedia Britannica; WGBH].

TBM on mitmekorruseline kõrgeim mootor, mis suudab närida läbi tahkete kivimite. Esiküljel keerleb a lõikamispea, hiigelsuunaline ratas, mis harjastab kivimurdvaid kettareid ja sisaldab kaevanduste süsteemi, mis tõstab pummelrakust välja ja laseb see väljundkonveierilindile. Lõikamishaava kõrval on kiilud a erector, pöörlev sõlm, mis ehitab TBM-i tunnelis tunneli vooderdusi. Mõnes suurprojektis, nagu näiteks Chunnel, alustatakse eraldi TBM-sid vastupidistes otstes ja puuritakse keskpunkti poole, kasutades keerukaid vaatlusmeetodeid, et hoida neid kursis [sources: Assignment Discovery; Coleman jt; WGBH].

Tahkest kivimisest läbi puurimine loob suuresti iseseisva tunneli ja TBM-id liiguvad kiiresti ja järeleandmatult (mõned Chunneli masinad võivad kanda 250 jala või 76 m päevas). Allapoole murenemid TBMid sagedamini kui kasutatud Jaguar ja tegelevad halvasti kulunud, kärbitud või väga liigendatud kividega - nii et need ei ole nii kiiresti, kui need on pragunenud, [allikad: WGBH; WGBH].

Õnneks ei ole TBMid ja kilbid linnas ainus mäng.

Bruneli läbimurre

Tunneldavat kilbit leiutas insener Marc Isambard Brunel, kes oli inspireeritud mereliste kahepoolmeliste karploomade vaatamise läbi oma puidust läbi köiteplaatide ja välja saaginud saepuru. Kasutades oma seadet, edastas ta 1825.-1843. Aastal Londoni Thamesi jõel tunneli edukalt, läbides kaks läbimurdelist üleujutust ja seitsme aasta väljalülitamist, kui projekti rahavoog kuivas. Brunel ja tema poeg veetis tunnelis peaaegu iga ärkamisohtu, sageli sunnitud töötama paadist. Tüvest viidi tema surm mõni aasta hiljem [allikad: Assignment Discovery; Entsüklopeedia Britannica; Browne; Hewitt].

Sinna lubamine

Terase- ja müüritise toetuse loomine samaaegselt pehme maa või tahke kiviga kaevamise teel pole pikniku, vaid üritab hoida meri, samal ajal kui vee all on midagi, mida isegi Moses oleks püüdnud. Õnneks, tänu Ameerika insenerile W.J. Wilgu ja tema leiutisele uppunud või sukeldatud toru tunnel (ITT), ei pea me [allikas: Lane].

ITT-d ei ole igav läbi kivi või pinnase; nad on monteeritud kohapeal jalgpalliväljaku suurusega, kokkupandavad tükid. Wilgus alustas selle tehnika juurutamist, kui ta ehitas Detroiti jõe raudtee tunneli (1906-10), mis ühendas Detroit Mich. Windsoriga, Ont. Nüüd on nad olnud sõidukite tunnelite tehnilisest tehnikast. Tõepoolest ehitati enam kui 100 sellist tunnelit ainult 20. sajandil [allikad: maantee; Extreme Engineering; Marmaray projekt].

Iga tunnelisegmendi valmistamiseks koondavad töötajad kokku 30 000 tonni terasest ja betoonist - piisab 10-korruseliseks korterelamuks - massiivses vormis, seejärel võimaldavad betooni ravida peaaegu kuu aega. Valuvormid sisaldavad tunneli põrandat, seinu ja lagi ning need on algselt otstes kinni pandud, et hoida neid veekindlalt, kui neid transporditakse merre. Surnud pontoonid, suured laevad, mis sarnanevad portaalkraana ja pontoonpüüri ristmiku vahel, teevad veokid [allikaid: sõidurada; Extreme Engineering; Marmaray projekt].

Kui üle eelnevalt kaevatud merevee, on iga tunneli osa piisavalt üle ujutatud, et see saaks praguneda. Kraan aeglaselt langetab sektsiooni positsiooni, kui sukeldujad suunavad seda täpselt oma GPS-koordinaatidega. Kuna iga uus sektsioon ühendub oma eelkäijaga, surub selle otsas asuv suur kummist tükk ja lükkab välja tihendi. Seejärel eemaldage vaheseinad ja eemaldage ülejäänud vesi. Kui kogu tunnel on üles ehitatud, maetakse see täitematerjali alla ja võib-olla kaetud kivirahaga [allikas: rada; Extreme Engineering; Marmaray projekt].

Surnud toru konstruktsioon võib süvendada sügavamalt kui teised lähenemisviisid, sest see tehnika ei nõua suruõhu hoidmist vette. Seega võivad meeskonnad neil kauem töötada kauem ja sallivamatel tingimustel. Lisaks sellele võib ITT võtta mis tahes vormis, erinevalt igast tunnelisest, mis järgib selle kilbi või TBM kuju. Kuid kuna ITTd moodustavad ainult tunnelisüsteemi merepõhja või jõeosa, vajavad nad ka teisi tunnelimismeetodeid, et nad saaksid oma maapealseid sissepääsusid ja väljuda [allikad: rada; Marmaray projekt; WGBH]. Veetranspordi tunnelites, nagu elus, kulub igat liiki.

Transatlantiline tunnel: Yippee või Yikes?

Kui me püüdleksime pika unistusega transatlantilisel tunnel, oleks tõenäoliselt lähenemisviis, mida saab kasutada pinget reguleeritavate kaablite abil ideaalse sügavusega 150 jala (45,7 meetrit). Loomulikult eeldaks selline ettevõtja hinnanguliselt 54 000 jalgpalliväljaku suurust, kasutades üheaastase ülemaailmse terasest toodangu ekvivalenti ja 225 betoonitööstust, mis töötavad võimsusel 24 tundi ööpäevas 20 aastat. See on enne, kui jõuate triljoneidesse dollaritesse, tuhandeid töötajaid ning arvukaid roboti ja allveelaevu, mida see peaks ehitama ohtlike avamere tingimuste juures, rääkimata mereliikluse ja seismiliste sündmuste tekitatud ohutusega seotud probleemidest (allikad: Extreme Engineering; Extreme Engineering; Harrison].

Autori märkus: Kuidas ehitada veealune tunnel?

Kirjutades seda artiklit, võinuks vaid puudutada veealuste tunnelite ehitamise aluseid, mis on ebaõiglus, mis on võrreldav pommi kahjutuks muutmisega DVRi programmeerimisega. Tegelikult on veealuse tunneli ehitamiseks vajalikud ohud ja täpsus lihtsalt hämmastav. Nende tänapäevaste imetluste kaevamine ja ehitamine ei nõua mitte ainult pidevat valvsust, kerge kohanemisvõimet ja minutite kohandamist muutuvate tingimustega, rääkimata sellest, kuidas töötajad ja sukeldujad peavad kasutama.

See on midagi väärt mõelda sellele, kui järgmine kord te tunnete end läbi veealuse tunneli reisimist. Võibolla see häirib teid miljonite tonnide maa või vee survestamise eest või, kui olete Jaapani Seikani tunnelis, siis veest, mis triikib läbi seinte, mille pumbad tühjendavad 20 tonni minutis.


Video Täiendada: EESTI SMC | #1 | Algus.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com