Kaip Statote Povandeninį Tunelį?

{h1}

Povandeniniai tuneliai, tokie kaip „marmaray“, remiasi kai kuriomis ekstremaliomis statybos technikomis. Sužinokite daugiau apie povandeninius tunelius svetainėje „WordsSideKick.com“.

Priešingai, nei manote, kad super piktadariai ar moliniai vyrai, milijonams tonų purvo ir vandens tuneliui užtrunka daugiau nei milžinišką mašiną, tačiau turėti vieną nepakenks.

Vis dėlto per didžiąją tunelių kasimo istoriją mums pavyko pasiekti išradingumą. Žmonės tuneliavo nuo to laiko, kai pirmieji urvų gyventojai nusprendė iškasti atsarginį miegamąjį, o kasimo, palaikymo ir paankstinimo pagrindai buvo gerai ištobulinti tuo metu, kai senovės graikai naudojo tunelius savo dirbamos žemės drėkinimui ir sausinimui [šaltiniai: Lane; Braunas].

Povandeniniai tuneliai taip pat stebėtinai seni. Kadaise nuo 2180 m. Iki 2160 m. Pr. Kr. Babiloniečiai pastatė vieną iš pirmųjų žinomų pavyzdžių, nukreipdami Eufrato upę. 3 000 pėdų (900 metrų) plytomis išklotas ir arkomis paremtas tunelis, kurio aukštis buvo 12 pėdų ir 15 pėdų (4 metrų - 5 metrų), sudarė pėsčiųjų ir vežimų perėją tarp karališkųjų rūmų ir šventyklos.: Juostos; Braunas].

Per amžius tuneliais daugiausia naudojosi kalnakasiai ir viduramžių smulkintojai, kurie kasinėjo po pilies sienas, kad juos sugriautų (taigi terminas „pakenkti“), tačiau atsiradęs kanalų transportas, o vėliau ir geležinkelio keliai, darbuotojams suteikė kažką naujo. nuskandink jų kastuvus. XVIII, XIX ir XX amžiuose buvo įgyvendinami vis sudėtingesni tunelių projektai, kuriuos pavyko padaryti iš esmės patobulinus tyrimų ir vėdinimo metodus. Nepaisant to, pavojus ir išlaidos atidėdavo bandymus povandeniniu tuneliu iki 1800-ųjų vidurio [šaltinis: Lane].

Dėl to kyla problemų: jei povandeniniu tuneliu gręžiamasi tiesiogine prasme ar finansiškai kasti savo kapą? Daugelis miesto planuotojų sutinka, kad tuneliais pasukite tik tada, kai perpildyti tiltai pasiekia uždusimo galimybes. Vis dėlto probleminiai yra ir tiltai. Jie trukdo laivybos eismui, užima vertingą upės krantą ir užkerta kelią vaizdingiems vaizdams. Gynybos požiūriu tiltai palengvina oro desantų taikinius ir gali sukelti pavojų, jei jie sugrius [šaltinis: Hewett].

Tuneliai, atvirkščiai, geriau nei tiltai atlaiko potvynius, sroves ir audras, gali nuvažiuoti didesnį atstumą ir turi beveik neribotą keliamąją galią. Be to, ilgesnio tunelio kaina mažėja, o tiltų atveju yra atvirkščiai. Nors tuneliams reikia didesnių pradinių investicijų, tiltai sudaro skirtingas priežiūros išlaidas [šaltiniai: Everglades Economics; Hewett].

Bet nepradėkime tunelio vizijos. Neabejotina, kad praėjimai po sausuma ir jūra susiduria su ypatingais saugumo pažeidžiamumais ir saugos problemomis. Gaisrai ir avarijos kelia didelę grėsmę tuneliuose, todėl geležinkelio tuneliuose yra pereinamosios perėjos, kuriose traukiniai gali pakeisti vėžes, taip pat aptarnavimo tuneliai, kurie gali būti naudojami kaip avarinio evakuavimo maršrutai [šaltiniai: Chan; JR-Hokkaido; WGBH].

Jie skamba siaubingai, tačiau povandeniniai tuneliai yra tokie įprasti, kad mes retai susimąstome apie didelius pavojus ir ekstremalias statybų technikas, kurių reikalauja šie šiuolaikiniai stebuklai.

Tiltiniai (po) sunkumų turintys vandenys

Europos ir Azijos pusės Stambulą galutinai sujungė po to, kai 2013 m. Buvo baigta kurti „Marmaray“. Archeologinių radinių puokštė ne kartą atidėjo masinį statybos projektą.

Europos ir Azijos pusės Stambulą galutinai sujungė po to, kai 2013 m. Buvo baigta kurti „Marmaray“. Archeologinių radinių puokštė ne kartą atidėjo masinį statybos projektą.

Kai įsigilini į kokį nors nepaprastą statybos projektą, keli klausimai iškart suka galvą iš smėlio: kuris pasiūlymas yra didžiausias, giliausias ar pavojingiausias? Povandeniniuose tuneliuose šie klausimai paneigia paprastus atsakymus. Miestai ir šalys nuolat užsako naujus projektus. Kalbant apie gyvybiškai svarbią statistiką, velnias yra tarp detalių ir gilios, mėlynos jūros.

Pavyzdžiui, Seikano tunelis, jungiantis Japonijos Honso ir Hokaido salas, šiuo metu yra ilgiausio ir giliausio povandeninio geležinkelio tunelio rekordas. Japonija pradėjo planuoti tai po to, kai 1954 m. Taifūnas pavojingame Tsugaru sąsiauryje nuskandino penkis keltus ir žuvo 1 430 žmonių [šaltiniai: WGBH].

1988 m. Baigtas Seikano tunelis driekiasi 33,5 mylios (54 kilometrai) ir pasiekia 787 pėdų (240 metrų) gylį, tačiau jo 14,5 mylių (23,3 kilometro) povandeninė dalis yra nykštukė Lamanšo tunelio arba Chunnelio, tarp Jungtinės Karalystės ir Prancūzijos. Povandeninė „Chunnel“ dalis, einanti po 1994 m., Sudaro 24 iš 31 mylių (38,6 iš 50 kilometrų), tačiau ji siekia tik 246 pėdas (75 metrus) [šaltiniai: ASCE; Chanas; Išminčius].

Turkų atžvilgiu abu tuneliai yra šlapi, palyginti su jų 3,3 milijardo dolerių vertės Marmaray tuneliu, kuris pagaliau buvo atviras visuomenei 2013 metais. Jo 8,25 mylių (13,2 kilometrų) ilgio geležinkelio perėja - įskaitant 4600 pėdų (1400 metrų). ) driekiasi per Bosporo jūros dugną - sujungkite Stambulo Azijos ir Europos puses, padarydami tai pirmuoju geležinkelio tuneliu, jungiančiu du žemynus [šaltiniai: Sweeney; Išminčius].

Kas yra toks puikus povandeninis mylių povandeninis tunelis, palyginti su kelių mylių Seikano ir Lamanšo tuneliais? Tai skirtingas požiūris: kadangi jo pirmtakai atitinkamai pūtė ir gręžė praėjimus pro kietą uolieną, Marmaray tunelis buvo po gabalą surinktas tranšėjoje išilgai Bosporo dugno, todėl jis yra ilgiausias ir giliausias. panardinimo tunelis kada nors pastatyta. Inžinieriai pasirinko šį sprendimą, kuriame panaudotos iš anksto surenkamos sekcijos, sujungtos storomis, lanksčiomis, guma sustiprintomis plieno plokštėmis, kad geriau susidorotų su regionine seismine veikla [šaltiniai: JR-Hokkaido; Sweeney; Išminčius].

Kurį laiką senamiesčio Stambulo mieste rasti kultūriniai ir istoriniai artefaktai sulėtino Marmaray tunelio kasimo eigą, todėl 2,2 mylios (3,6 km) Øresund tunelis, jungiantis Švediją ir Daniją, liko didžiausias kada nors pastatytas panardintų vamzdžių tunelis. Rangovai jį sukonstravo iš 20 elementų, kurių kiekviena sudarė 576 pėdas (176 metrai), kiekvienas surinktas iš aštuonių mažesnių, 72 pėdų (22 metrų) sekcijų [šaltiniai: Landler; „Marmaray“ projektas; PERI GmbH; Sweeney].

Tarp panardintų tunelių, tokių kaip Marmaray ir Øresund, ir nuobodžių tunelių, tokių kaip Chunnel, mes ką tik apdengėme krantinę. Tačiau įsigilinkime į juos giliau ir išnagrinėkime kitą tuneliavimo metodą, naudojamą nuo XIX amžiaus pradžios.

Jūs vadinate tai tuneliu?

Tunelis yra praėjimas, iškastas visiškai po žeme. Daugelis požeminių vamzdžių, kuriuos mes laikome tuneliais - metro, kanalizacijos ir vandens linijomis - yra techniškai kanalų nes jie apima laikiną pašalinamų medžiagų pašalinimą. Tuneliai yra pavojingi, varginantys ir brangūs, todėl dirbdami su biriais nešvarumais ir santykinai sekliais projektais inžinieriai dažnai pasirenka tai pigiau ir efektyviau. supjaustykite ir uždenkite požiūris [šaltiniai: juostos; Hewitt].

Neįprasto dydžio laivų kirmėlės

Skydai gali būti ypač naudingi kasant po vandeniu.

Skydai gali būti ypač naudingi kasant po vandeniu.

Seniausias požiūris į tunelinį povandenį, nenukreipiant aukščiau esančių vandenų, yra žinomas kaip tunelinis skydas, o inžinieriai tai naudoja ir šiandien.

Skydai išsprendžia bendrą, bet varginančią problemą, būtent, kaip kasti ilgą tunelį per minkštą žemę, ypač po vandeniu, nesudarant priekinio krašto [šaltiniai: Priskyrimo atradimas; Enciklopedija „Britannica“; Braunas; Hewitt].

Norėdami suprasti, kaip veikia skydas, įsivaizduokite kavos skardą be dangčio su paaštrintu dugnu, iš kurios sklinda kelios didelės skylės. Dabar, sugriebdami atvirą galą, pirmiausia įkiškite skardą, dugną, į minkštą žemę ir stebėkite, kaip purvas suspaudžiamas per angas. Tikro skydo skalėje keli žmonės (pravardžiuojami „muckers“ ir „sandhogs“) stovėtų skyriuose „skardinės“ viduje ir, pašalinus skydą, pašalintų molio ar smėlio. Hidrauliniai kėlikliai skydą pamažu judėtų į priekį, o ekipažai už jo įrengdavo metalinius atraminius žiedus, po to juos apdengdavo betonu ar mūru [šaltiniai: Priskyrimo atradimas; Enciklopedija „Britannica“; Braunas].

Tam, kad būtų sustabdytas vandens nutekėjimas iš tunelio sienų, tunelio priekis arba skydas kartais yra slėgis suslėgtu oru. Darbuotojai, kurie tokiomis sąlygomis gali atlaikyti tik trumpą laiką, turi praeiti pro vieną ar daugiau oro užraktų ir imtis atsargumo priemonių nuo ligų, susijusių su slėgiu [šaltiniai: Hewitt; Uosto direkcija].

Skydai vis dar naudojami, ypač montuojant komunalinius kanalus arba vandens ir kanalizacijos vamzdžius. Nors jie reikalauja daug darbo, jie kainuoja tik dalelę tiek, kiek jų mamutų pusbroliai tunelių gręžimo mašinos (TBM) [šaltiniai: priskyrimo atradimas; Enciklopedija „Britannica“; WGBH].

TBM yra daugelio aukštų sunaikinimo variklis, galintis kramtyti per kietą uolieną. Jo priekyje sukasi a pjovimo galva, milžiniškas ratas, šukuojamas akmenis ardančiais diskais ir apimantis kaušelių sistemą, kad būtų galima pakelti pumpuojamą uolieną ir numesti ją ant išvežamo konvejerio juostos. Už pjovimo galvutės sūpynės yra erektorius, besisukantis mazgas, kuris stato tunelio pamušalą po TBM. Kai kuriuose dideliuose projektuose, tokiuose kaip „Chunnel“, atskiri TBM bus pradėti nuo priešingų galų ir gręžti link centrinio taško, naudojant sudėtingus tyrimo metodus, kad jie išliktų trasoje [šaltiniai: Užduoties atradimas; Coleman ir kt. WGBH].

Gręžimas per kietą uolieną sukuria iš esmės savaiminį tunelį, o TBM greitai ir negailestingai važiuoja į priekį (kai kurios Chunnel mašinos per dieną galėtų pernešti 250 pėdų arba 76 metrus). Apatinėje pusėje TBM suskaidomi dažniau nei naudotas „Jaguar“ ir blogai susidoroja su susidėvėjusiais, nubrėžtais ar labai sujungtais akmenimis - taigi jie nėra tokie greiti, kaip suskilę, kad būtų [šaltiniai: WGBH; WGBH].

Laimei, TBM ir skydai nėra vienintelis žaidimas mieste.

Brunelio proveržis

Tunelinį skydą išrado inžinierius Marcas Isambardas Brunelis, kurį įkvėpė stebėdamas, ar laivo sliekas (jūrinis dvigeldis gyvūnas) varo savo apvalkalo plokštes per medieną ir po jos išstumia pjuvenas. Naudodamas savo prietaisą, jis 1825–1843 m. Sėkmingai iškasė tunelį po Londono Temzės upe, ištverdamas du proveržius potvynius ir septynerių metų sustabdymą, kai projekto pinigų srautai išdžiūvo. Brunelis ir jo sūnus beveik kiekvieną prabudimo valandą praleido tunelyje, dažnai būdami priversti dirbti iš valties. Pranešama, kad šis kamienas po kelių metų mirė [šaltiniai: „Užduoties atradimas“; Enciklopedija „Britannica“; Braunas; Hewitt].

Leisdamas pasinerti

Konstruoti plieno ir mūro atramą tuo pačiu metu kasant per minkštą žemę ar kietą uolieną nėra piknikas, tačiau bandyti sulaikyti jūrą po vandeniu yra kažkas, ko net nebūtų bandęs padaryti Mozė. Laimei, amerikiečių inžinieriaus W. J. Wilguso ir jo išradimo dėka paskendęs- arba panardintas vamzdis tunelis (ITT), mes neturime [šaltinis: Lane].

ITT nėra nuobodu per uolienas ar dirvožemį; jie yra surenkami vietoje iš futbolo aikštės dydžio, surenkamų detalių. Wilgus pradėjo savo technikos pradžią, kai pastatė Detroito upės geležinkelio tunelį (1906-10), jungiantį Detroitą, Mičiganas, su Vindzoru, Ont., Ir nuo to laiko jie buvo naudojami transporto priemonių tuneliuose. Iš tikrųjų vien XX amžiuje buvo pastatyta daugiau nei 100 tokių tunelių [šaltiniai: Lane; Ekstremali inžinerija; „Marmaray“ projektas].

Kad tunelio segmentas būtų pagamintas, darbuotojai surinko 30 000 tonų plieno ir betono - pakankamo 10 aukštų daugiabučio namo - į didžiulę formą, tada leiskite betonui kietėti beveik mėnesį. Formose yra tunelio grindys, sienos ir lubos, o galai iš pradžių uždengiami, kad jie būtų nelaidūs vandeniui, kai jie išvežami į jūrą. Panardinamieji pontonai, dideli laivai, primenantys kryželį tarp ožinio krano ir pontoninio laivo, traukia [šaltiniai: Lane; Ekstremali inžinerija; „Marmaray“ projektas].

Virš iš anksto iškastos jūros tranšėjos kiekviena tunelio dalis yra užtvindyta tiek, kad ji galėtų nusėsti. Kranas lėtai nuleidžia sekciją į vietą, o narai tiksliai nukreipia ją į GPS koordinates. Kai kiekviena nauja sekcija prisijungia prie savo pirmtako, masyvus guminis gabalas jo gale susispaudžia ir išsitraukia, kad užmegztų sandariklį. Įgulos pašalina pertvarų tarpiklius ir išpumpuoja likusį vandenį. Pastačius visą tunelį, jis užkasamas po užpylimu ir, galbūt, uždengtas akmens šarvais [šaltiniai: Lane; Ekstremali inžinerija; „Marmaray“ projektas].

Panardinto vamzdžio konstrukcija gali nuvilti giliau nei kiti požiūriai, nes technika nereikalauja suslėgto oro, kad vanduo išlaikytų įlanką. Todėl įgulos gali jose dirbti ilgiau ir toleruojamomis sąlygomis. Be to, ITT gali būti bet kokios formos, skirtingai nei nuobodus tunelis, kuris atitinka jo skydo ar TBM formą. Kadangi ITT sudaro tik tunelių sistemos jūros dugno arba upės vagos dalį, jiems reikia kitų tunelių metodų, kad būtų galima įplaukti į sausumoje esančius įėjimus ir išėjimus [šaltiniai: Lane; „Marmaray“ projektas; WGBH]. Povandeniniame tunelyje, kaip ir gyvenime, jo reikia visokių.

Transatlantinis tunelis: Yippee ar Yikes?

Tikėtina, kad bandysime ilgai svajojantį Atlanto tunelį - plūduriuojantį panardinimo vamzdį, pririštą idealaus 150 pėdų (45,7 metro) gylyje reguliuojamais įtempimo kabeliais. Žinoma, tokiai įmonei prireiks maždaug 54 000 futbolo aikštės dydžio skyrių, naudojant ekvivalentą vienerių metų pasaulinei plieno produkcijai ir 225 betono gamykloms, veikiančioms 24 valandas per parą 20 metų. Tai dar prieš jums pasiekiant trilijonus dolerių, tūkstančius darbuotojų ir daugybę robotų bei povandeninių laivų, kurių prireiktų pastatyti pavojingomis atviros jūros sąlygomis, jau nekalbant apie saugumo problemas, kurias kelia jūrų eismas ir seisminiai įvykiai [šaltiniai: Extreme Engineering; Ekstremali inžinerija; Harisonas].

Autoriaus pastaba: Kaip jūs statote povandeninį tunelį?

Rašydamas šį straipsnį galėčiau paliesti tik povandeninių tunelių tiesimo pagrindus, o tai yra neteisybė, prilygstanti bombos deginimo prilyginimui DVR programavimui. Tiesą sakant, statant povandeninį tunelį kylantys pavojai ir tikslumas yra tiesiog stulbinantis. Norint išugdyti ir sukonstruoti šiuos šiuolaikinius stebuklus, būtinas nuolatinis budrumas, ryžtingas prisitaikymas ir minimalus pritaikymas prie besikeičiančių sąlygų, nekalbant apie rūpestį, kurį privalo patirti darbuotojai ir narai.

Tai kažkas, apie ką verta galvoti, kitą kartą atradus kelionę povandeniniu tuneliu. Galbūt tai atitrauks jus nuo milijonų tonų žemės ar vandens prislėgimo ar, jei esate Japonijos Seikano tunelyje, vandens, sklindančio per sienas, kurias siurbliai išleidžia 20 tonų per minutę greičiu.


Vaizdo Papildas: "U-580" pirmoji ekspedicija.




Tyrimas


„Pasidaryk Pats“ Košmaras: Kodėl Tapetai Yra Netinkami?
„Pasidaryk Pats“ Košmaras: Kodėl Tapetai Yra Netinkami?

Atradimas Ir Grožis: Du Pagrindiniai Tyrimų Džiaugsmai
Atradimas Ir Grožis: Du Pagrindiniai Tyrimų Džiaugsmai

Mokslas Naujienos


Kirmėlės Iš Pragaro? Rastas Giliausias Daugialąstelinis Gyvenimas
Kirmėlės Iš Pragaro? Rastas Giliausias Daugialąstelinis Gyvenimas

Paaiškinta Viena Smėlio Audros Paslaptis
Paaiškinta Viena Smėlio Audros Paslaptis

Tariamai Plagiatuotas Klimato Tyrimas Nebus Diskusijų Tema
Tariamai Plagiatuotas Klimato Tyrimas Nebus Diskusijų Tema

Atsiprašome, Toby - Žiemos Audros Neturi Vardų (Išskyrus „Cable News“)
Atsiprašome, Toby - Žiemos Audros Neturi Vardų (Išskyrus „Cable News“)

Gamtosaugininkas Pradės 5000 Mylių Laukinių Vakarų Trasą
Gamtosaugininkas Pradės 5000 Mylių Laukinių Vakarų Trasą


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com