בניית מנהרות: שיטות ויעדים

2024 מְחַבֵּר: Henry Conors | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-12 07:19

מנהרה היא מעבר מלאכותי אופקי או משופע מתחת לאדמה. אובייקטים כאלה נוצרים למטרות שונות. יש הולכי רגל, אופניים, רכב, רכבת, מנהרות של תקשורת תת קרקעית, מטרו, חשמליות וכו'.

אמצעי התחבורה הכי "מנהרה" הוא הרכבת התחתית. רוב הקווים שלו מונחים דרך מעברים, שיכולים להיות ממוקמים בעומקים שונים מתחת לאדמה. מנהרות כבישים ומסילות נבנות מתחת להרים וגבעות כדי לקצר את אורכו הכולל של התוואי. לפעמים יותר הגיוני לבנות מנהרה מאשר לבנות גשר.

היסטוריה

אנשים יצרו את החפצים האלה מאז ימי קדם. המבנים המלאכותיים הראשונים מסוג זה הופיעו כבר בתקופת האבן. מערות, קטקומבות, מחצבות, פירי מכרות נחתכו דרך הסלעים. המדינות שבהן זה נעשה מוקדם יותר מכל מקום אחר היו מצרים ויוון, כמו גםהערים רומא ובבל. שם נחפרו מנהרות לצורך כרייה, במהלך בניית מקדשים, קברים והנחת תעלות מים. במהלך העבודה נעשה שימוש בכלים הפשוטים ביותר, והסלעים שבהם נחצב המעבר לא נקבעו.

המנהרה התת-ימית הראשונה נבנתה מתחת לנהר הפרת בסביבות 2160 לפני הספירה.

לפעמים נבנו מנהרות בימי הביניים, בעיקר למטרות צבאיות. בשלב המאוחר של ימי הביניים נוצרו באופן פעיל מעברים ניתנים לניווט. מנהרת הרכבת הראשונה הופיעה בשנים 1826-1830. והמכונית הראשונה נבנתה ב-1927 מתחת לנהר ההדסון.

בברית המועצות, מתקני רכבת תת-קרקעיים נבנו לעתים קרובות במיוחד. הם הונחו דרך אוראל, הקווקז, קרים. בניית מנהרות מכוניות הפכה לרלוונטית עם הגידול במספר המכוניות לאחר קריסת ברית המועצות.

מה זה?

מנהרה היא חלל מלאכותי בעל צורה מוארכת, מונח בסלע. אם הסלע חזק, אז המעבר אינו קבוע, ואם הוא רופף, אז מותקנים מבני קיבוע מלאכותיים. הם נקראים בטנה ולוקחים על עצמם חלק ניכר מעומסי ההרים, וגם משתתפים באיטום. מה שנקרא פורטלים בנויים בכניסות וביציאות. ייתכן שיש להם מראה אדריכלי.

שיטות בניית מנהרה

ישנם שני סוגים - סגור ופתוח. השיטה הראשונה משמשת להנחת מעברים בעומקים גדולים (יותר מ-20 מטר), וכן למנהרות רדודות. פתוח משמשים בעת הנחתמהלכים רדודים. היתרון של שיטה זו הוא העלות הנמוכה יותר, והחיסרון הוא הצורך בהסטת נתיבי תקשורת ותחבורה הנמצאים באזורה מאתר הבנייה.

שיטות מנהור סגורות

בחירת השיטה שבה תיבנה המנהרה תלויה בסוג הסלע שיש לחתוך ובמטרת החפץ. שיטות סגורות משמשות לעתים קרובות בבניית מנהרת הרכבת התחתית ומנהרות הרכבת. קרקעות יכולות להיות חזקות, רכות, שבורות, מושקות.

• במהלך שיטת הכרייה של הנחת, נעשה שימוש בקידוח ובפיצוץ. המרכיב העיקרי של החדירה הוא הנחת חומר נפץ וביצוע פיצוץ מכוון. שברי הסלע ההרוס מוסרים מהפנים אל פני השטח. החלל המתקבל מתחזק תחילה, ולאחר מכן מתבצעת הרירית. השתמש בשיטה זו כאשר הסלעים יציבים וחזקים.
• אטם מסוג קומבינה מבוסס גם על הרס הסלע. עם זאת, ציוד מנהור מיוחד משמש לכך. אלו הם מה שנקרא קומבינות לחפירת מנהרות. בדיוק כמו הקודמת, שיטה זו משמשת במקרה של חוזק סלע גבוה ובינוני.
• שיטת המנהור האוסטרית החדשה משמשת לסלע רך ושבור. הוא מבוסס על יצירת הידוקים זמניים על ידי התזת בטון על פני הסלע וכן חיזוק בעוגנים. זה מגביר את היציבות של הקשת באזור החור התחתון. לגבי הבטנה הקבועה, ניתן לבצע אותה במרחק מהמקוםשחיטה, שעבורה משתמשים במנגנוני ביצועים גבוהים.
• שיטת הנחת המגן מבוססת על שימוש במגן מנהור, המשמש להנחת מנהרה על פני כל הקטע ולאחר מכן מתבצעת הציפוי. שיטה זו מיושמת גם על סלעים רופפים ושבורים.
• בנוכחות דרגת השקיה גבוהה, חוסר יציבות של קרקעות ונוכחות של סביבות אגרסיביות, נעשה שימוש בשיטות מיוחדות של חדירה. לשם כך, ניתן להשתמש בתיקון עם פתרון מיוחד, הקפאה, ניקוז, עבודה עם אוויר דחוס. ניתן להשתמש גם בשיטות מגן, בתוספת משקל פנים פעיל.

שיטות מנהור פתוחות

מומלץ להשתמש בשיטת מנהור פתוחה בעת חפירת מעברים רדודים. נעשה שימוש בטכנולוגיות הבאות:

• שיטת הבור היא ליצור בור לכל הרוחב והעומק של האובייקט שבבנייה. הקירות יכולים להיות מחוזקים באופן מלאכותי, או להתאים להתרחשות הטבעית של סלעים. לאחר ציפוי המנהרה, הבור מתמלא. שיטה זו שימשה בבניית הרכבת התחתית בברלין.
• שיטת המגן לבניית מנהרות היא שימוש במגן מלבני לרירית.
• שיטת התעלה משמשת לעתים קרובות בעת הנחת מנהרות להולכי רגל. זה מורכב מחפירת בור חלק אחר חלק.

מסקנה

לכן, בניית מנהרת הובלה יכולה להתבצע בדרכים שונות, בהתאם למסירהמשימות ותכונות של קרקעות. הנפוצות ביותר הן מנהרות רכבת ורכבת תחתית.