Tunnel

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 24 september 2022; kontroller kräver 2 redigeringar .

Tunnel , eller tunnel (av engelska  tunnel [1] från gammal  fransk tonel , diminutiv av ton  - fat [2] ) - horisontell eller lutande underjordisk struktur , vars ena dimension (längd) väsentligt överstiger de två andra i storlek (bredd och höjd).

Tunneln kan vara fotgängare och / eller cykel , för förflyttning av bilar , tåg , fartyg , såväl som spårvagnar och annan kollektivtrafik i städerna, vattenrörelser (avledda tunnlar av vattenkraftverk, avlopp ), utläggning av stadsnät , etc. Det finns är också så kallade ekologiska tunnlar. De läggs längs djurstigar under vägar eller järnvägar och tjänar till att säkerställa att djur kan röra sig säkert. Huvuddelen av tunnelbanan läggs också i form av tunnlar. För att undvika korsningar läggs tunnelbanelinjer på olika djup (nivåer).

Definitionen av vad som utgör en tunnel kan variera kraftigt från land till land. Enligt regelverket "Järnvägs- och vägtunnlar" är en tunnel "en utvidgad underjordisk ( undervattens ) teknisk struktur utformad för transportändamål, passerande vatten och utläggning av teknisk kommunikation, som är huvudobjektet för tunnelkorsningen" [3] . En vägtunnel i Storbritannien definieras som "en underjordisk motorväg på 150 meter (490 fot) eller mer i längd" [4] . US National Fire Protection Association ( NFPA ) definierar en tunnel som "en underjordisk struktur med en uppskattad längd på mer än 23 meter (75 fot) och en diameter på mer än 1800 mm (5,9 fot)" [5] .

Tunnlar byggs för att övervinna naturliga hinder (till exempel tunnlar under berg), för att förkorta vägen (en tunnel genom ett berg istället för en väg runt), för att minska restiden (en tunnel istället för en färjeöverfart). Tunnlar under vattenbarriärer byggs ofta istället för broar där broar skulle störa fartygens passage. Tunnlar byggs också för att undvika korsande trafikflöden på samma nivå ( tunnelbana , tunnlar istället för järnvägskorsningar, tunnlar som en del av vägbyten, etc.). I vissa fall kallas passager under brospann även för tunnlar, vilket dock är tekniskt felaktigt.

En speciell typ av tunnel är undervattensrörstunneln.och en "översvämmad flytande" tunnel. De skiljer sig från tunnlarna av " klassisk typ " genom att det inte finns ett behov av att arbeta i jordskorpan. Nedsänkta rörtunnlar skapas genom att lägga delar av den framtida tunneln förgjorda på land direkt på botten av reservoaren, vilka sedan kopplas samman (exempel på tunnlar av denna typ är Fehmarn Bält-tunneln , Drogdentunneln ). ”Översvämmade flytande tunnlar” skapas genom att man placerar tunnelröret direkt i vattenpelaren på ett visst djup, samtidigt som man uppnår noll flytkraft på strukturen så att den inte flyter till ytan och inte går till botten, för att förhindra rörelse i horisontalplanet är röret förankrat i botten av reservoaren och/eller till flytpontoner (det finns för närvarande inga tunnlar av denna typ i drift eller under uppbyggnad, men projekt föreslås t.ex. ett tunnelprojekt genom Tysfjorden [6 ] ).

Historik

Tunneln är en av de äldsta uppfinningarna, tillsammans med bron. Redan på stenåldern lärde man sig att hugga ner passager i berg, grottor och gruvor , stenbrott och katakomber . I Babylon , Egypten , Grekland och Rom utfördes underjordsarbete långt före den nya eran - först för gruvdrift, byggandet av gravar och tempel , och sedan för vattenförsörjning och transport. De första tunnlarna byggdes som regel i stenar utan att fixa den senare. För tunneldrivning användes primitiva verktyg. Babylon omkring 2160 f.Kr. e. den första kända undervattenstunneln byggdes  under Eufrat .

Under tidig medeltid byggdes tunnlar sällan och främst för militära ändamål. Under senmedeltiden började man aktivt bygga farbara tunnlar som förbinder vattendrag [7] . 1826-1830 byggdes världens första järnvägstunnel i Storbritannien på sektionen Liverpool-Manchester.

Uppfinningen av pyroxylin och dynamit , liksom den framgångsrika användningen av borrmaskiner i gruvdrift, gjorde det möjligt att bygga stora alpina tunnlar mellan Frankrike, Italien och Schweiz, inklusive den berömda Simplon-tunneln , cirka 20 km lång. Bland dem som byggdes på 1920-talet - början av 1930-talet. den stora Apenninernas dubbelspåriga järnvägstunnel på linjen Florens-Bologna (Italien) är 18,5 km lång, liksom den navigerbara Rovsky-tunneln på vattenvägen Marseille-Rhône (Frankrike) över 7 km lång.

Världens första fordonstunnel med sidospår byggdes 1927 i USA under Hudsonfloden : Holland Tunnel . Han förband Kennel Street på Manhattan , New York , med 12:e och 13:e gatan i Jersey City . Den gamla tunneln under Elbe hade inga tillfartsvägar, men den kan betraktas som den äldsta biltunneln i världen (öppnades 1911), eftersom den också var designad för att flytta bilar (med hjälp av hissar).

Den första järnvägstunneln i Ryssland byggdes 1862 i staden Kovno (längd 1,28 km). Efter honom byggdes många tunnlar på järnvägarna i Ural, Kaukasus och Krim. Tunneling har fått betydande utveckling i Sovjetunionen i samband med intensivt järnvägsbygge, skapandet av ett nätverk av vattenkraftverk, byggandet av tunnelbanor och urbana underjordiska anläggningar.

Den första biltunneln i Sovjetunionen byggdes i Moskva på Kutuzovsky Prospekt 1959 [9] . Den första fotgängartunneln i Moskva byggdes under Gorky Street (nuvarande Tverskaya) vid dess korsning med Boulevardringen (Pushkinskaya Square) 1938.

Huvudelementen i tunneln

För byggandet av tunneln behövs en bearbetning - ett konstgjort tomrum i jordskorpan. I stabila bergarter lämnas utvecklingen vanligtvis utan fixering, i instabila byggs ett tillfälligt foder , vars huvudelement är roshpans , och sedan foder . Fodret är det viktigaste elementet i tunneln, uppfattar trycket från de omgivande stenarna och ger vattentätning av tunneln. De delar av tunneln som ligger nära dess utgångar kallas portaler. Portaler ger ett arkitektoniskt utseende åt ingångarna till tunneln mot bakgrund av det omgivande landskapet.

För vattentätning av tunnlar med den nya österrikiska metoden (NATM)-tekniken används ett geomembran med ett signalskikt.

Konstruktionsmetoder

Stängd

Slutna tunnelkonstruktionsmetoder används både för byggande av djupa (>20 m) och grunda tunnlar.

Beroende på berget där tunneln är belägen, väljs en eller annan konstruktionsteknik:

Stabila jordar med medelstark och stark
  • Gruvdriftsmetod för att driva med användning av borrning och sprängning  - botten borras med borrhål , i vilka sprängladdningar placeras , och sedan uppstår en explosion som förstör berget. Det förstörda berget transporteras till ytan, först anordnas ett tillfälligt foder och sedan ett permanent foder.
  • Kombitunnelmetoden  liknar den föregående, men utvecklingen av jorden utförs inte genom explosioner, utan med hjälp av speciella tunnelborrmaskiner med olika typer av arbetskroppar.
Starkt spruckna och mjuka stenar
  • Den nya österrikiska metoden att sjunka (körning med hjälp av ett böjligt valv)  - temporärt foder (vanligtvis sprutad betong , tätt applicerad på berget och armerad) fungerar i samband med det intilliggande jordmassivet, förstärkt med ankare, medan matrisen tar huvudbelastningen. Denna design av stödet gör det möjligt att öka stabiliteten hos utgrävningstaket utan att blockera tunnelsektionen med tillfälligt stöd. Ett permanent foder kan monteras på ett avsevärt avstånd från ytan över hela sektionen på en gång med hjälp av högpresterande mekanismer.
  • Shield tunneling metod  - med hjälp av en tunnel shield utvecklas jord till en hel sektion, och sedan byggs tunnelbeklädnaden.
I instabila, översvämmade jordar och aggressiva miljöer
  • Speciella metoder för penetration  - med hjälp av tryckluft, frysning, avvattning eller fixering av jordar med speciella lösningar.
  • Sköldmetod för att sjunka med användning av aktiv ansiktsvikt  - med hjälp av speciella mekaniserade tunnelsköldar med en förseglad bottenhålszon. Aktiv vikt kan skapas antingen genom att jord blandas i bottenhålszonen, eller genom speciellt injicerad bentonitsuspension eller tryckluft.

Öppna

De används som regel för konstruktion av grunda tunnlar. Jämfört med slutna metoder kännetecknas öppna metoder av relativt billig konstruktion, men när de används kräver de obligatorisk omlokalisering av vägar och kommunikationer ovanför tunneln. De öppna metoderna är

  • Gropmetod - Gropen rivs till hela tunnelns bredd till sulanivån. Gropens väggar lämnas antingen i markens vilovinkel eller förstärks i vertikalt läge. Fodret byggs i en grop, som sedan täcks med jord. Denna metod användes vid byggandet av tunnelbanan i Berlin och kallas därför ibland för "Berlin".
  • Trench- metod - Gropen rivs isär, väggarna sätts upp med "väggar i marken"-metoden. Gångtunnlar byggs ofta på detta sätt.
  • Sköldmetod - En rektangulär sköld används för erektion, liknande den som används i den slutna metoden. Med dess hjälp reses tunnelns foder.

Den så kallade. dränkbara tunnlar - de byggs i havet genom att sänka färdiga segment i form av enorma ihåliga cylindrar på en platt botten. Efter fixering i botten, anslutning, tätning av lederna pumpas vatten ut ur det resulterande röret - tunneln är klar. Vid konstruktion av tunnlar under svåra tekniska förhållanden används olika specialmetoder (dränering, jordfrysning, caissonmetod med tryckluft, etc.).

De längsta tunnlarna

  • Gotthards bastunnel (Gotthard) är den längsta tunneln i världen [10] (om man inte räknar tunneln med tunnelbana i vissa städer) och den största tunneln i Europas historia . Dess längd är 57 km (inklusive service- och fotgängarpassager - 157 km), 9,8 miljarder schweiziska franc (10,3 miljarder dollar) spenderades på det, och mer än 2,5 tusen arbetare utförde arbetet. Öppnade 2016.
  • Eurotunnel , anlagd under Engelska kanalen mellan Folkestone ( Kent , Storbritannien ) och Calais ( Frankrike ). Även om denna tunnel är mindre än Seikan-tunneln i total längd, är dess undervattenssektion (cirka 39 km) 14,7 km längre än undervattenssektionen av Seikan Railway Tunnel. Kanaltunneln öppnade officiellt 1994.
  • Den schweiziska tunneln Lötschberg (på linjen Bern  - Milano ) är den näst längsta landtunneln - efter Gotthard-bastunneln (se ovan). Dess längd är 34 km. Den förbinder området Bern och Interlaken med området Brig och Zermatt .
  • Tunnel Rove - den längsta sjöfartstunneln i historien. Dess längd var 7120 meter. Denna tunnel var en del av en sjöfartskanal, som förbinder Medelhavet i Marseille - regionen och floden Rhone i Arles - regionen . Rove-tunneln öppnades för trafik 1927. 1963 kollapsade en del av tunneln, vilket fick till följd att tunneln stängdes.
  • Riquevals tunnel - den längsta av de farbara tunnlarna som för närvarande är i drift. Dess längd är 5670 meter. Öppnade för trafik 1810. När den öppnades var det den längsta tunneln i världen. För tillfället fortsätter Riqueval-tunneln att användas för sitt avsedda syfte, och är en integrerad del av Saint-Quentin- navigeringskanalen . .

De djupaste tunnlarna

  • Eiksundstunneln i Norge , som öppnades i februari 2008, når ett djup på 287 m under havsytan. Den maximala lutningen på vägbanan når 9,6%, den minsta tjockleken på berget ovanför tunneln är 50 m.

Rysslands tunnlar

Automotive

Den längsta vägtunneln i Ryssland är Gimrinsky-vägtunneln med en längd på 4303 m, belägen i Dagestan [11] .

Järnvägen

Från och med juli 2006 var 162 tunnlar med en total längd av 119 kilometer i drift på det ryska järnvägsnätet [12] . Det största antalet tunnlar är koncentrerat till Circum-Baikal Railway .

Den längsta järnvägstunneln i Ryssland är Severo-Muisky-tunneln , som är en del av Baikal-Amur Mainline och öppnade den 5 december 2003. Tunneln har en längd på 15 343 m och passerar under Severo-Muisky-ryggen (maximalt djup 1,5 km). Bygget tog 26 år.

Ryska federationens längsta undervattenstunnel är tunneln under Amur i Khabarovsk med en längd på 7198 meter.

Den längsta tunnelbanetunneln ligger i Moskva mellan stationerna Strogino och Krylatskoye .

Anteckningar

  1. ↑ Vasmer, Max . tunnel // Etymologisk ordbok över det ryska språket : I 4 t = Russisches etymologisches Wörterbuch / Per. med honom. O. N. Trubacheva. - 4:e upplagan, stereotyp .. - M . : Astrel, 2004. - T. 4: T - FMD. — 860 sid. — ISBN 5170185502 .
  2. ↑ tunnel . Oxford Dictionary of English . Oxford University Press . Hämtad 15 juli 2017. Arkiverad från originalet 11 januari 2019.
  3. ↑ SP 122.13330.2012 Järnvägs- och vägtunnlar. Uppdaterad version av SNiP 32-04-97 (med ändring nr 1) Arkivkopia av 16 april 2019 på Wayback Machine // docs.cntd.ru
  4. ↑ DESIGNMANUAL FÖR VÄGAR OCH BROAR: VOLYM 2: AVSNITT 2: DEL 9: BD 78/99: DESIGN AV VÄGTUNNLAR  (tyska) . — Transportdepartementet, 1999. Arkiverad 17 januari 2014 på Wayback Machine
  5. ↑ NFPA-standard för att skydda konstruktion, ändring och  rivning . — Nationella brandskyddsföreningen.
  6. ↑ 2019-02-16 Världens första "flytande tunnel" föreslås i Norge . NBC .
  7. ↑ Sändningstunnel - artikel från Great Soviet Encyclopedia . 
  8. ↑ FÖR 80 ÅR SEDAN DÖKDE DEN FÖRSTA BILTUNNELN . www.trud.ru. Hämtad 30 juli 2017. Arkiverad från originalet 16 september 2014.
  9. ↑ TUNNEL (otillgänglig länk) . Tillträdesdatum: 30 mars 2008. Arkiverad från originalet 5 februari 2008. 
  10. ↑ Den längsta tunneln i världen dök upp i de schweiziska alperna , NEWSru.com . Arkiverad från originalet den 30 juli 2017. Hämtad 30 juli 2017.
  11. ↑ "Den längsta bergstunneln i CIS återställs i Dagestan" Arkivkopia av 13 mars 2020 på Wayback Machine , beta.tvc.ru   (Åtkomstdatum: 20 april 2009)
  12. ↑ Planerad kollaps i tunneln. "Beep", 26 juli 2006 . Tillträdesdatum: 16 januari 2007. Arkiverad från originalet den 28 september 2007.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk
 Infrastruktur
Nyckelobjekt
Efter typ
se även
Infrastruktur • Wikimedia Commons