Тунель

Матер?ал з В?к?пед?? ? в?льно? енциклопед??.
Перейти до нав?гац?? Перейти до пошуку
Тунель
Щитовий тунелепрох?дницький комплекс

Туне?ль ( англ. tunnel , фр. tonnelle в?д tonneau  ? ≪бочка≫ ) ? горизонтальна або похила г?рнича виробка та п?дземна споруда , яка ма? два виходи на поверхню [1] . Споруджу?ться з транспортними, комун?кац?йними та ?ншими ц?лями [2] .

Загальна характеристика

[ ред. | ред. код ]
Кабельний тунель

За призначенням розр?зняють тунел? транспортн? (зал?зничн?, автошляхов?, для транспорту к?лькох вид?в, метропол?тену), п?шох?дн? , г?дротехн?чн? , комунальн? (для м?ських мереж водопостачання, канал?зац??, тепло- ? газопостачання) ? спец?ального призначення (у склад? п?дземних споруд ГЕС, гараж?в, ?нших об'?кт?в) [3] . ?снують також так зван? еколог?чн? тунел?. Вони прокладаються п?д автомоб?льними дорогами або зал?зницями ? служать для забезпечення в?льно? м?грац?? тварин .

Основна частина метро також прокладена у вигляд? тунел?в. Щоб уникнути перетин?в л?н?? метро прокладають на р?зних глибинах.

Тунел? будують для подолання природних перешкод (тунел? п?д горами або базисн? тунел? ), для скорочення шляху (тунель кр?зь гору зам?сть шляху навколо), для скорочення часу руху (тунель зам?сть поромно? переправи). Тунел? п?д водними перешкодами часто будують зам?сть мост?в там, де мости могли б заважити руху суден. Також тунел? будують для уникнення перетину р?зних транспортних поток?в на одному р?вн? (п?дземн? переходи, тунел? зам?сть зал?зничних пере?зд?в, тунел? як частина автомоб?льних розв'язок тощо).

?стор?я

[ ред. | ред. код ]

Тунел? почали будувати ще в стародавн? часи. У Вавилон? , ?гипт? , Грец?? ? Рим? п?дземн? роботи проводилися задовго до н. е. Спочатку при видобутку корисних копалин , споруд? гробниць ? храм?в , а пот?м для водопостачання ? транспорту . Дорожн?, водопров?дн? ? дренажн? тунел? споруджувалися переважно склеп?нчастого контуру, в ст?йких скельних породах, без закр?плення останн?х. Прох?дницьк? роботи велися прим?тивними знаряддями. П?сля пад?ння Римсько? ?мпер?? в буд?вництв? тунел?в настав пер?од в?дносного застою.

Тунел? споруджувалися переважно у в?йськових ц?лях. В к?нц? середньов?ччя у зв'язку з розширенням м?жнародних торгових зв'язк?в почалося буд?вництво судноплавних тунел?в, що сполучали водн? шляхи сполучення. Передумовою до цього з'явилося застосування чорного пороху для п?дривання скельних пор?д.

Перший зал?зничний тунель (довжина 1,19 км ) був побудований у Велик?й Британ?? на л?н?? Л?верпуль - Манчестер в 1826 ? 1830 роках. Винах?д п?роксил?ну ? динам?ту , а також усп?шне застосування в г?рськ?й справ? бурильних машин забезпечили можлив?сть споруди великих альп?йських тунел?в м?ж Франц??ю , ?тал??ю ? Швейцар??ю . До початку Першо? св?тово? в?йни було побудовано 26 тунел?в. завдовжки понад 5 км кожен, зокрема Симплонський тунель завдовжки близько 20 км, що з'?днав ?тал?ю з Швейцар??ю.

Бескидський тунель . 1886
Укра?нськ? Карпати

Серед споруджених в 1920 -х ? початку 1930 -х рр. вид?ляються Великий Апенн?нський двокол?йний зал?зничний тунель на л?н?? Флоренц?я - Болонья (?тал?я) довжиною 18,5 км, а також Ровський судноплавний тунель на водн?й маг?страл? Марсель - Рона (Франц?я) довжиною понад 7 км.

Разом з г?рськими тунелями розвивалося буд?вництво ? п?дводних, що стало можливим завдяки застосуванню прох?дницьких щит?в (у по?днанн? ?з стисненим пов?трям) ? зб?рно? оправи . Щитовим методом споруджено низку великих п?дводних тунел?в, наприклад п?д р. Гудзон ( США ) довжина 2,5 км, п?д Симоносекською протокою ( Япон?я ) довжина понад 6 км ( 1936 ? 1941 ). Буд?вництво п?дводних тунел?в одержало подальший розвиток у зв'язку ?з застосуванням опускних секц?й довжиною до 150 м.

У Рос?? перший зал?зничний двокол?йний Ковенський тунель (довжиною 1,28 км) був побудований в 1862 роц?. Наприк?нц? 19 ст. споруджено багато тунел?в на зал?зницях Уралу , Криму ? Кавказу . Найб?льш великий серед них ? Сурамський тунель завдовжки близько 4 км ( 1886 ? 1890 ). На початку 20 ст. був побудований ряд тунел?в в Сиб?ру ? на Далекому Сход? . Значний розвиток тунелебудування одержав в СРСР у зв'язку з ?нтенсивним зал?зничним буд?вництвом, створенням мереж? ГЕС , спорудженням метропол?тен?в та об'?кт?в м?ського п?дземного господарства.

З XVII ст. почалося буд?вництво судноплавних, в к?нц? Х?Х ст. ? зал?зничних, а на початку ХХ ст. ? автошляхових тунелей.

Наприк?нц? ХХ ст. найб?льшим у св?т? був тунель ≪Сейкан≫ п?д протокою Цутару м?ж островами Хонсю та Хоккайдо загальною довжиною 53,85 км.

В Укра?н? найб?льшим ? г?дротехн?чний тунель  ? Ялтинський водог?н завдовжки 7,216 км. Перспективним у ХХ? ст. ? побудова тунел?в п?д протоками.

1991 р. у Вашингтон? було створено консорц?ум, що займа?ться зд?йсненням проекту тунелю п?д Беринговою протокою. Реал?зац?я цього проекту дозволить по?днати зал?зничн? мереж? чотирьох континент?в ? Америки, ?вропи, Аз?? та Африки.

Основн? конструктивн? елементи тунел?в

[ ред. | ред. код ]

Для спорудження тунел?в необх?дна виробка  ? порожнина, що штучно створю?ться в земн?й кор? в один або дек?лька етап?в, починаючи з? штольн? (зазвичай з перетином склеп?нно?, ел?птично? чи трапец??под?бно? форми). У м?цних скельних породах однор?дно? будови виробка тунелю може бути залишена без закр?плення, в нест?йких породах потр?бне встановлення тимчасового кр?плення виробки, що зам?ню?ться згодом пост?йною конструкц??ю, ? оправою (монол?тною або зб?рною). Оправа ? найважлив?ший елемент тунелю, який утворю? його внутр?шню поверхню, сприйма? г?рничий тиск та забезпечу? захист тунелю, в?д п?дземних вод. Головну частина (або вх?дну д?лянку) тунелю називають порталом ; в?н забезпечу? ст?йк?сть лобового ? б?чних укос?в, так звано? передпортально? ви?мки, ? нада? арх?тектурного оформлення входу в тунель. Для захисту в?д затоплення вх?дних д?лянок п?дводних тунел?в, а також в г?рських умовах застосовують рампу  ? зал?зобетонну конструкц?ю коритопод?бного перетину [4] .

Особливост? проектування траси тунелю

[ ред. | ред. код ]

Глибина закладення тунелю, його довжина, розташування в план? ? проф?л?, форма поперечного перетину залежать в?д призначення тунелю, топограф?чних, геолог?чних та кл?матичних умов. При проектуванн? ? спорудженн? тунелю провадять комплекс геодезичних роб?т по вибору ? закр?пленню ос? тунелю у план? та проф?л?, по обчисленню ?? геометричних елемент?в, перенесенню ц??? ос? всередину виробки, визначенню довжини ос? ? розбиття поперечних перетин?в тунелю. По трас? тунелю проводять ?нженерно-геолог?чн? досл?дження для встановлення геолог?чно? будови г?рничого масиву, що прор?за?ться, характеру нашарувань, ступеня ст?йкост? та ф?зико-механ?чних властивостей пор?д, г?дрогеолог?чного режиму й х?м?чного складу п?дземних вод, наявност? газ?в, температури у виробц?, оч?куваного г?рничого тиску тощо. Ц? дан? отримують на основ? проведення геологорозв?дувальних роб?т та г?дрогеолог?чних досл?джень за допомогою свердловин, геоф?зичними методами ?, в окремих випадках, за результатами розв?дувальних виробок [4] .

У план? тунель може розташовуватись (повн?стю або частково) як по прям?й, так ? може мати кривол?н?йну форму. Буд?вельно-експлуатац?йн? переваги мають прямол?н?йн? тунел?, так як при трасуванн? тунелю по крив?й ?стотно зроста? обсяг виробки, ускладнюються роботи по спорудженню тунельних конструкц?й та пог?ршуються умови вентиляц?? й видимост? у тунел?. У низц? випадк?в (наприклад, при розвитку зал?знично? л?н?? у г?рських масивах) будують петлев? та сп?ральн? тунел? [4] .

Подовжн?й проф?ль тунелю може бути одно- ? двосхилим (з ухилом в обидв? сторони в?д середини тунелю). З умов забезпечення водов?дведення розташування тунел?в горизонтально не допуска?ться. При велик?й довжин? тунелю чи його кривол?н?йн?й тра?ктор?? сл?д закладати менш? ухили [4] .

Способи буд?вництва тунел?в

[ ред. | ред. код ]
Робочий орган тунелепрох?дницько? машини , що використовувалась на буд?вництв? Готтардського тунелю (Швейцар?я), найдовшого у св?т? зал?зничного тунелю
Щит прох?дницький

Закрит? способи

[ ред. | ред. код ]

Закрит? способи буд?вництво тунел?в застосовуються як для буд?вництва тунел?в глибокого (>20 м), так ? м?лкого залягання.

Глибина закладання, довжина, форма та розм?ри поперечного перер?зу тунелю залежать в?д топограф?чних, геолог?чних ? кл?матичних умов, призначення споруди.

Ст?йк? ?рунти середньо? м?цност? та м?цн?

[ ред. | ред. код ]
  • Г?рничий спос?б проведення виробки з використанням буроп?дривних роб?т  ? проводиться оббурювання вибою шпурами , у як? закладають заряди вибухово? речовини , п?сля цього вибухом руйнують г?рську породу. Зруйнована порода транспорту?ться на поверхню, влаштову?ться спочатку тимчасове кр?плення, а пот?м проводиться остаточне пост?йне оправляння .
  • Комбайновий спос?б проведення виробки  ? схожий до попереднього, але розробка ?рунту проводиться не вибухами, а за допомогою спец?альних тунелепрох?дницьких машин з робочими органами р?зних тип?в.

Сильно тр?щинуват? ? м'як? породи

[ ред. | ред. код ]
  • Новоавстр?йський метод тунелебудування [en] (проходка з використанням податливого склеп?ння)  ? тимчасове кр?плення (зазвичай набризк-бетон , щ?льно нанесений на породу ? армований) працю? сп?льно з прилеглим ?рунтовим масивом, укр?пленим анкерами, при цьому основн? навантаження сприйма? масив. Така конструкц?я кр?плення дозволя? зб?льшити ст?йк?сть склеп?ння виробки, без захаращення перер?зу тунелю тимчасовим кр?пленням. Пост?йне остаточне кр?плення ( оправа ) може зводитись на значн?й в?дстан? в?д вибою в?дразу по усьому перетину з використанням високопродуктивних механ?зм?в.
  • Щитовий метод проведення виробки  ? за допомогою прох?дницького щита проводиться виробка ?рунту на повний перер?з, а тод? спорудження облицювання тунелю.

Нест?йк?, обводнен? ?рунти та агресивн? середовища

[ ред. | ред. код ]
  • Спец?альн? способи проведення виробки  ? проходка ?з застосуванням стисненого пов?тря, зниження р?вня п?дземних вод, штучного заморожування ?рунту або х?м?чного закр?плювання його спец?альними розчинами тощо.
  • Щитовий метод проведення виробки з використанням активного привантаження вибою  ? за допомогою спец?альних механ?зованих прох?дницьких щит?в, що мають герметичну привиб?йну зону. Активне привантаження може створюватись або ?рунтом, що перем?шу?ться у привиб?йн?й зон?, або бентон?товою суспенз??ю чи стисненим пов?трям, що спец?ально нагн?таються.

Всередин? тунел? кр?плять тимчасовими або пост?йними конструкц?ями. В?д проникнення поверхневих ? п?дземних вод тунел? захищають в?дпов?дним плануванням земно? поверхн? над ним, дренажем, г?дро?золяц??ю, ущ?льненням навколишн?х пор?д тощо, для в?дведення води в тунелях розм?щують лотки ? труби.

В?дкрит? способи

[ ред. | ред. код ]
Буд?вництво Паризького метропол?тену в?дкритим способом (початок XX стол?ття)

Застосовуються, як правило, для зведення тунел?в м?лкого залягання. У пор?внянн? з закритими способами, в?дкрит? способи в?др?зняються в?дносною дешевизною буд?вництва, але при використанн? вимагають обов'язкового перекладання дор?г та комун?кац?й, що знаходяться над тунелем. До в?дкритих способ?в в?дносять:

Сегменти зануреного тунелю, п?дготовлен? для доставлення вплав до м?сця занурення ? монтажу на дн?
  • котлованний спос?б  ? викопу?ться котлован на повну ширину тунелю до р?вня його п?дошви. Ст?ни котловану або залишають п?д кутом природного укосу ?рунту, або укр?плюють у вертикальному положенн?. Оправу споруджують у котлован?, який пот?м засипають ?рунтом. Такий спос?б застосовувався при буд?вництв? метро у Берл?н? ? тому ?нод? назива?ться ≪берл?нським≫.
  • траншейний спос?б . Котлован розкопу?ться частинами, ст?ни споруджують методом ≪ст?ни у ?рунт?≫. Таким способом часто будують п?шох?дн? тунел?.
  • щитовий спос?б . Для спорудження використову?ться прямокутний щит, аналог?чний до того, що використову?ться при закритому способ?. За його допомогою споруджують оправу тунелю.

До окремо? категор?? в?дносять так зван? занурен? тунел? . ?х будують в мор? опускаючи на р?вне дно готов? сегменти у вигляд? пустот?лих цил?ндр?в. П?сля закр?плення на дн?, сполучення та герметизац?? стик?в з отримано? труби в?дпомповують воду. Занурення труби часто використову?ться у по?днанн? з ?ншими формами спорудження тунел?в п?сля ?х зак?нчення, наприклад при переход? з-п?д поверхн? води через портал на поверхню суходолу.

Найдовш? тунел?

[ ред. | ред. код ]
Буд?вництво Готтардського базисного тунелю
Лердальський автомоб?льний тунель ( Норвег?я )
  • Готтардський базисний тунель ( н?м. Gotthard-Basistunnel ) ? зал?зничний тунель в Швейцар?? , в?дкрито 1 червня 2016 [5] . Довжина ? 57 км (всього б?льше 157 км, включаючи службов? ? п?шох?дн? ходи), що робить його найдовшим зал?зничним тунелем у св?т?.
  • Японський тунель ≪Сейкан≫ , який з'?дну? японськ? острови Хонсю ? Хоккайдо (довжина 53,9 км). Був в?дкритий для руху 13 березня 1988 року.
  • ?вротунель , прокладений п?д Ла-Маншем м?ж Фолкстоуном (графство Кент, Велика Британ?я) ? Кале (Франц?я), довжина ? 49,94 км. Попри те, що цей тунель поступа?ться за загальною довжиною тунелю Сейкан, його п?дводна д?лянка (близько 39 км) на 14,7 км довша п?дв?дно? д?лянки зал?зничного тунелю Сейкан. Тунель п?д Ла-Маншем оф?ц?йно в?дкритий у 1994  р.
  • Найдовшим сухопутним тунелем у св?т? ? зал?зничний тунель Хаккода в Япон??, його довжина становить 26,5 км. В?н став частиною шляху м?ж Ток?о ? п?вн?чним японським м?стом Аомор?.
  • Лердальський тунель  ? найдовший у св?т? автомоб?льний тунель протяжн?стю 24,5 км, що сполуча? мун?ципал?тети Лердал ? Аурланд в адм?н?стративн?й одиниц? (фюльке) Согн-ог-Ф'юране у зах?дн?й частин? Норвег?? .
  • Найдовшим зал?зничним тунелем в Укра?н? ? Лутугинський тунель м?ж зупинними пунктами Зб?рна та Вруб?вка Лугансько? област? , довжиною 2062,88 м, побудований 1915 року; другим за довжиною та одним [6] [7] з найдавн?ших за часом спорудження ? Бескидський м?ж станц?ями Бескид та Скотарське в Карпатах , довжиною 1750 м, збудований ще 1886  року.

Найглибш? тунел?

[ ред. | ред. код ]

Найглибш? в?дносно р?вня моря

[ ред. | ред. код ]

Найглибш? в?дносно земно? поверхн?

[ ред. | ред. код ]
  • Готтардський базисний тунель ( Швейцар?я ) кр?м того, що в?н ? найдовшим, в?н ще ? найглибшим у св?т? зал?зничним тунелем в?дносно земно? поверхн?. Тунель прокладено на глибин? 2350 м п?д товщею г?рських пор?д Сен-Готтардського масиву.
  • Симплонський тунель  ? зал?зничний тунель в Альпах на дистанц??, що зв'язу? швейцарське м?сто Бриг з ?тал?йським м?стом Домодоссола , через Альпи. ? другим за глибиною розташування у товщ? пор?д ? 2150 метр?в.

Див. також

[ ред. | ред. код ]

Прим?тки

[ ред. | ред. код ]
  1. За винятком п?дземних споруд метропол?тену , як? традиц?йно також називають тунелями ? як? можуть мати один вих?д на поверхню, або з'?днувати м?ж собою окрем? станц?? (перег?нн? тунел?).
  2. Тунель // Словник укра?нсько? мови  : в 11 т. ? Ки?в : Наукова думка , 1970?1980.
  3. Тунель // Укра?нська радянська енциклопед?я  : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан  ; редкол.: О. К. Антонов та ?н. ? 2-ге вид. ? К . : Головна редакц?я УРЕ , 1974?1985.
  4. а б в г Тоннель  // Большая советская энциклопедия  : в 30 т. / главн. ред. А. М. Прохоров . ? 3-е изд. ? М . : ≪Советская энциклопедия≫ , 1969?1978. (рос.)
  5. http://edition.cnn.com/2016/06/01/europe/switzerland-longest-tunnel-gotthard/index.html?eref=edition
  6. Бучацький тунель : рух в?дкрили 1884 року
  7. Бучач ? Бучаччина . ?сторично-мемуарний зб?рник / ред. колег?я Михайло Островерха та ?нш?. ? Ню Йорк  ? Лондон  ? Париж  ? Сидней  ? Торонто  : НТШ , Укра?нський арх?в, 1972 . ? Т. XXVII. ? С. 63.

Л?тература

[ ред. | ред. код ]
  • Буд?вництво транспортних тунел?в ? метропол?тен?в: п?друч. для студент?в, як? навчаються за спец. ≪Мости ? транспортн? тунел?≫ / А. В. Б?льченко; Харк?в. нац. автомоб.-дорож. ун-т. ? Харк?в, 2012. ? 183 c. ? Б?бл?огр.: с. 180.
  • Геодезичн? роботи в тунелебудуванн? : Навч. пос?б. для студ. спец. ≪Геодез?я≫ ? ≪Маркшейдер?я≫ / Ю. П. Дейнека; ?н-т зм?сту ? метод?в навчання. ? Л., 1999. ? 220 c. ? Б?бл?огр.: 19 назв.
  • Г?рничий енциклопедичний словник  : у 3 т / за ред. В. С. Б?лецького . ? Д.  : Сх?дний видавничий д?м , 2001?2004.

Посилання

[ ред. | ред. код ]