Uusi itävaltalainen tunnelointimenetelmä - New Austrian tunnelling method
Uusi itävaltalainen tunnelointi menetelmä ( NATM ), joka tunnetaan myös nimellä peräkkäinen louhinnan menetelmä ( SEM ) tai ruiskubetonointiin vuori menetelmä ( SCL ), on menetelmä, moderni tunnelin suunnittelu ja rakentaminen käyttämällä kehittyneitä seuranta optimoida eri seinän vahvistaminen tekniikoita tyypin perusteella tunneliin edistyneestä kivestä. Tämä tekniikka herätti ensimmäisen kerran huomiota 1960 -luvulla perustuen Ladislaus von Rabcewiczin , Leopold Müllerin ja Franz Pacherin työhön vuosina 1957–1965 Itävallassa. Nimen NATM tarkoituksena oli erottaa se aiemmista menetelmistä, ja sen taloudellinen etu on käyttää ympäröivässä kivimassassa olevaa luontaista geologista lujuutta tunnelin vakauttamiseen aina kun mahdollista eikä koko tunnelin vahvistamiseen.
NATM/SEM: n uskotaan yleisesti auttaneen mullistamaan modernin tunneliteollisuuden. Monet nykyaikaiset tunnelit ovat käyttäneet tätä louhintatekniikkaa.
Peräkkäisen louhintamenetelmän rakentamat työt ovat taloudellisesti erittäin houkuttelevia ja karstin olosuhteissa kohtuullisia.
Periaatteet
NATM yhdistää kiviaineksen käyttäytymisen periaatteet kuormitettuna ja valvoo maanalaisen rakentamisen suorituskykyä rakentamisen aikana. NATM -järjestelmää on usein kutsuttu "design as you go" -ratkaisuksi tarjoamalla optimoitu tuki havaittujen maaperäolosuhteiden perusteella. Oikeammin sitä voidaan kuvata "suunnittelua seurattaessa" -lähestymistavaksi, joka perustuu havaittuun lähentymiseen ja eroavuuksiin vallitsevien kallio -olosuhteiden vuorauksessa ja kartoittamisessa. Se ei ole joukko erityisiä louhinta- ja tukitekniikoita.
NATM sisältää seitsemän elementtiä:
- Alkuperäisen kivimassan lujuuden hyödyntäminen - Luottaa ympäröivän kivimassan lujuuteen, joka säilytetään tunnelin tuen pääkomponenttina. Ensisijainen tuki on suunnattu siten, että kallio voi tukea itseään.
- Ruiskubetonisuojaus - Irtoaminen ja liiallinen kallion muodonmuutos on minimoitava. Tämä saavutetaan levittämällä ohut kerros ruiskubetonia heti kasvojen siirtymisen jälkeen.
- Mittaus ja seuranta - Kaivannon mahdollisia muodonmuutoksia on seurattava huolellisesti. NATM edellyttää hienostuneiden mittauslaitteiden asentamista. Se on upotettu vuoraukseen, maahan ja porausreikiin . Jos havaitaan liikkeitä, lisätuet asennetaan vain tarvittaessa, mikä johtaa kokonaistaloudellisuuteen hankkeen kokonaiskustannuksiin.
- Joustava tuki - Ensisijainen vuori on ohut ja kuvastaa viimeaikaisia kerrosolosuhteita . Käytetään aktiivista eikä passiivista tukea, ja tunnelia vahvistavat joustava yhdistelmä kivipultteja , teräsverkkoa ja teräsrimoja, ei paksumpi betonivuori.
- Päättäminen inverttisokeri - Erityisesti ratkaiseva pehmeään maahan, nopea sulkeminen inverttisokeri (pohjaosan tunnelin), joka luo kantava rengas on tärkeä, ja etuna on harjoittaa luontainen vahvuus kalliokerroksen ympäröivän tunneli.
- Sopimusjärjestelyt - Koska NATM perustuu valvontamittauksiin, tuki- ja rakennusmenetelmän muutokset ovat mahdollisia, mutta vain jos sopimusjärjestelmä mahdollistaa sen.
- Kivimassaluokitus , joka vaihtelee erittäin kovasta erittäin pehmeään, määrittää tarvittavat vähimmäistoimenpiteet ja välttää tarpeettoman voimakkaiden tukitoimenpiteiden aiheuttaman taloudellisen hukan. Tukijärjestelmämalleja on olemassa kullekin tärkeimmälle rock -luokalle. Nämä toimivat ohjeina tunnelin vahvistamiseen.
Optimaalisen poikkileikkauksen laskemisen perusteella tarvitaan vain ohut räjähdyssuoja. Sitä levitetään välittömästi louhitun tunnelin pinnan taakse luodakseen luonnollisen kantavan renkaan ja minimoimaan kallion muodonmuutos. Geotekniset instrumentit asennetaan kaivannon myöhemmän muodonmuutoksen mittaamiseen . Jännityksen jakautumisen seuranta kiven sisällä on mahdollista.
Tämä seuranta tekee menetelmästä erittäin joustavan, vaikka joukkueet kohtaavat odottamattomia muutoksia geomekaanisessa kiven koostumuksessa, esimerkiksi rakojen tai kuoppaveden vuoksi . Vahvistaminen tapahtuu langallinen betonia, joka voidaan yhdistää teräksestä ripoja tai lug pultit , ei paksumpi shotcrete.
Mitatut kiviainesominaisuudet viittaavat sopiviin työkaluihin tunnelien vahvistamiseen, jolloin tukivaatimukset voidaan perinteisesti arvioida RMR- tai Q -järjestelmän avulla. 21. vuosisadan vaihteesta lähtien NATM: ää on käytetty pehmeän maan kaivauksiin ja tunneleiden tekemiseen huokoisiin sedimentteihin . NATM mahdollistaa välittömät muutokset rakennustiedoissa, mutta vaatii joustavan sopimusjärjestelmän tällaisten muutosten tueksi.
Vaihtoehtoiset nimet
NATM kehitettiin alun perin käytettäväksi Alpeilla, missä tunneleita louhitaan yleisesti syvyydessä ja korkeissa in situ -olosuhteissa. NATM: n periaatteet ovat olennaisia nykyajan tunneloinnissa, ja NATM sisältää pohjimmiltaan nimenomaisen kohtaamisen erityisiin maaperän olosuhteisiin. Useimmat kaupunkitunnelit on rakennettu matalaan syvyyteen, eikä niiden tarvitse hallita in situ -jännityksen vapautumista, kuten Alppien alkuperäisen NATM: n tapauksessa. Kaupunkien hankkeissa asetetaan etusijalle asuttamisen minimointi, joten ne käyttävät yleensä erilaisia tukimenetelmiä kuin alkuperäinen NATM. Tämä on johtanut sekaannukseen terminologiassa, koska tunnelointiinsinöörit käyttävät "NATM": ää eri asioihin. Uusia termejä on syntynyt ja vaihtoehtoisia nimiä tietyille NATM: n osa -alueille on otettu käyttöön sen käytön yleistyessä. Tämä johtuu osittain siitä, että tätä tunnelointimenetelmää käytetään yhä enemmän Yhdysvalloissa, erityisesti pehmeissä, matalissa tunneleissa.
Muita nimityksiä on nähtävissä tälle nykyaikaiselle tunnelityylille, esimerkiksi matalissa tunneleissa käytetään usein peräkkäistä louhintamenetelmää (SEM) tai ruiskutettua betonivuorausta (SCL). Japanissa käytetään termejä Center Dividing Wall NATM tai Cross Diaphragm Method (molemmat lyhennetty CDM: ksi) ja Upper Half Vertical Subdivision method (UHVS).
Itävallassa Society of Engineers ja arkkitehdit määrittelee NATM kuin "menetelmä, jossa ympäröivän kallion tai maaperän kokoonpanojen tunnelin on integroitu yleinen rengas tukirakenteen. Siten tuetaan kokoonpanojen itsessään olla osa tätä tukirakenteeseen."
Jotkut insinöörit käyttävät NATM-järjestelmää aina, kun he ehdottavat ruiskubetonia avotunnelin alustavaan maantukeen . Termi NATM voi olla harhaanjohtava pehmeän maan tunnelien suhteen. Minkä myös Emit Brown, NATM viittaa sekä on muotoilun filosofiaa ja rakennusalan menetelmällä .
Avainominaisuudet
NATM -suunnittelufilosofian tärkeimmät ominaisuudet ovat:
- Maan lujuus tunnelin ympärillä on tarkoituksellisesti liikkeellä mahdollisimman suuressa määrin.
- Maan lujuuden mobilisointi saavutetaan sallimalla maan hallittu muodonmuutos.
- Alustava ensisijainen tuki asennetaan siten, että sen kuormitusmuodostusominaisuudet vastaavat maan olosuhteita, ja asennus on ajoitettu suhteessa maan muodonmuutoksiin.
- Instrumentit on asennettu seuraamaan muodonmuutoksia alkuperäisessä tukijärjestelmässä sekä muodostamaan perustan alkuperäisen tukisuunnittelun ja louhinnan järjestyksen muuttamiselle .
Kun NATM nähdään rakentamismenetelmänä, tärkeimmät ominaisuudet ovat:
- Tunneli louhitaan ja tuetaan peräkkäin, ja kaivosekvenssejä voidaan vaihdella vastaamaan tehokkaasti esiintyviä erityisiä kallio -olosuhteita.
- Ensimmäisen maatuen tarjoaa ruiskubetoni yhdistettynä kuitu- tai hitsauslankavahvikkeeseen, teräskaaret (yleensä ristikkopalkit) ja joskus maaraudoitukset (esim. Maaperän naulat, likaantuminen ).
- Pysyvä tuki on tyypillisesti valettu betonivuori, joka on sijoitettu vedeneristyskalvon päälle.
- Käänteisosa, eli tunnelin alaosa, suljetaan nopeasti rakenteellisen renkaan luomiseksi, joka hyödyntää tunneliosan yläosaan luonnollisesti muodostunutta kiveä tai maaperää.
Turvallisuus
Heathrow'n lentokentän tunnelin romahdus vuonna 1994 johti kysymyksiin NATM: n turvallisuudesta. Kuitenkin myöhempi oikeudenkäynti syytti romahdusta huonosta ammattitaidosta ja puutteista rakentamisen hallinnassa NATM: n sijaan.
Katso myös
Viitteet
Lue lisää
- Johann Golser, Uusi Itävallan tunnelointimenetelmä (NATM), teoreettinen tausta ja käytännön kokemukset. Toinen Shotcrete- konferenssi, Easton, Pennsylvania (USA), 4.-8. Lokakuuta 1976.