پروژه تونل هیمالیا

محدوده هیمالیا، که با برخورد صفحات تکتونی هند و اوراسیا شکل گرفته، یک کمربند کوه زمین شناسی جوان و فعال است.این پروژه با هدف ساخت یک تونل جاده ای بین ۳۰۰۰ تا ۵۰۰ متر است که یک پیوند سالانه بین دو دره ی جدا شده ی قبلی را فراهم می کند. این تونل طراحی شده بود تا زمان سفر را کاهش دهد و برخی از جوامع اقتصادی را در سال ۲۰۱۴ با کاهش دهد و اتصال به دور از دسترس می کند.

زمین شناسی وamp؛ بررسی های اولیه

تحقیقات زمین شناسی پیش ساخت شامل حفره ها، نقشه برداری سطح و آزمایشات ژئوفیزیکی بود، با این حال، توپوگرافی شدید و Overburden عمیق (تا 1,900 متر) آن را غیرممکن ساخت تا یک تصویر کامل را به دست آورد. توده سنگ عمدتا شامل اسکیم های بین ریخته شده، gneises، کوارتز ها و فیزیت ها، با مناطق سنگین فشار آب (Tbrotical) در یک ویژگی اصلی اضافه شده است.

چالش های کلیدی زمین شناسی که با آن مواجه شده اند

  • رفتار سنگ غیر قابل پیش بینی [FLT 1] - انتقال سریع از کوارتزات سخت به ضعیف، غیر قابل حمل باعث آسیب TBMmmmming و برش سر بریده.
  • زلزله داری بالا - تونل چندین خطای فعال را پشت می گذارد؛ زلزله ای با ابعاد بالا در طول ساخت و ساز (آوریل 2015) اتفاق افتاد که باعث یک خاموش شدن سه ماهه و آسیب شدید به منطقه پورتال شد.
  • زمین برش - در مناطق با انفجار بالا و قدرت سنگ پایین، بخش عبور تونل کاهش یافته تا 40٪، نیاز به مجموعه های سنگین فولاد و پرتاب.
  • ] آب در حال پیشروی - پر کردن آب و جریانهای منطقه شکستگی بیش از 150 لیتر در ثانیه در برخی از بخش ها، منجر به سیل، از دست دادن زمین و شرایط مانند ضدعفونی در پشت سلM.
  • دمای بالا در حساسیت - دمای سنگ به عمق 60 درجه سانتیگراد رسید، نیاز به تهویه و سیستم های خنک کننده برای ایمنی کارکنان.

راه حل های مهندسی پیاده سازی شده

این پروژه ترکیبی از روش های حفاری و-بلاست معمولی (D&B) و ماشین خسته کننده تونل (TBM) را با نظارت گسترده در زمان واقعی برای انطباق با شرایط مورد استفاده قرار داد.

پیش بینی پیشرفته زمین شناسی

  • ] تصویربرداری لرزه ای ] - پیش بینی زلزله چهره (TSP - پیش بینی Seismic تونل) و رادار زمینی (GPR) برای شناسایی مناطق گسل، شکستگی آب و تغییرات در کیفیت سنگ تا 150 متر پیش رو استفاده شد.
  • ] نظارت بر ژئوتکنیک زمان واقعی [FLT 1 ] - مترهای اطلاعاتی، extensometers و سلولهای فشار در پوشش داده های مداوم را فراهم می کند، و تنظیم سریع کلاس های پشتیبانی را امکان پذیر می کند.
  • ورود ژئوفیزیکی در حالی که حفاری [FLT 1] - حفاری سوراخ پیش از صورت TBM با ورود صوتی و مقاومت به نقشه برداری فشار آب و یکپارچگی سنگ ترکیب شد.

تجهیزات تونلینگ وamp؛ روش Adaptations

دو قطر 12.4-m به سختی سلم برای شرایط هیمالیا سفارشی شده بود.ویژگی های کلیدی شامل:

  • درایوهای فرکانس قابل تنظیم [FLT 1] - اجازه می دهد TBM را تنظیم گشتاور و سرعت بلافاصله در مواجهه با شرایط چهره مخلوط.
  • سر برش قوی - مجهز به برش دیسک 19 اینچ بر روی طراحی حلقه muck برای رسیدگی به کوارتزite سخت (UCS تا 250 psi) در حالی که کاهش در خاک رس چسبنده.
  • Rapid-werssionper andamp; سیستم سپر - یک سپر تلسکوپی اجازه داد که TBM در مناطق برشی به طور لحظه ای پس از نصب قوس فولادی عملیاتی باقی بماند.
  • (فَلَّهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُوا مَنَهُمَهُمَهُوا مَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُوا مَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمْهُوا مَهُوَهُوا مَهُمْهُوا مَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمْهُمْهُوا مَهُمَهُوَهُمَهُمَهُوا مَهُمَهُوا مَهُمَهُمَهُمَهُمَهُوا مَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُوَهُوَهُمَهُوَهُمَهُوَهُم

در بخش های D&B (حدود ۴ کیلومتر طول) ، مشخصات تونل با استفاده از یک روش چند شکاف (بر فراز ، نیمکت ، داخله) با حفاری های متوالی فولاد با فاصله 0.5-1.0 متر مربع ، ۲۵۰ میلی متر از شات تقویت شده با فولاد-fibre ، و ۶ متر برایepole /brellas برای حفاری سنگ ضعیف استفاده شد.

پشتیبانی زمینی وamp؛ طراحی Seismic

این پل به عنوان یک سیستم کامپوزیت طراحی شده است: پشتیبانی اولیه (shot + + girders شبکه یا دنده های فولادی + کویل سنگ) پس از آن یک پوشش داخلی بتن ثابت محکم، 0.3 متر به 0.6 متر ضخامت بسته به نوآوری های کلیدی اشباع شده است:

  • سنگ های سنگ را [FLT 1] - در بخش های برش، به سمت و پیچ های برش خورده (Dywidag / Swindon نوع) اجازه می دهد بدون تغییر شکل کنترل شده بدون پیچ.
  • [[۱] [۱۰] لایه های دفع کننده ی قابل شکل [FLT ۱] – لایه ی ۱۰۰mm "مقدس" نصب شد، طراحی شده برای شکستن و تخریب قبل از پوشش ساختاری اصلی.
  • مفاصل جذب انرژی - هر 12 متر در امتداد تونل، مفصل انعطاف پذیر برای جابجایی لرزه تا 150 میلی متر بدون به خطر انداختن آب گرفتگی نصب شد.
  • پتوی خشک (FLT:1) - لایه زهکشی ژئوکومنیت پشت فشار آب کنترل شده داخلی و جلوگیری از بارگیری هیدرواستاتیک پوسته نهایی.

نوآوری ها وamp؛ تکنولوژی ها

فراتر از ابزار استاندارد، این پروژه پیشگام چندین تکنولوژی بود.

پلتفرم یکپارچه سازی داده های real-Time Data Integration Platform

یک سیستم نظارت متمرکز داده های TBMs، ابزارهای ژئوتکنیک، تهویه و سنسورهای ایمنی را جمع آوری کرد. الگوریتم ها ناهنجاری ها را نشان دادند و رفتار زمینی را 24 ساعت پیش بینی کردند و از مدل های یادگیری ماشینی که در داده های پیش بینی شده آموزش داده بودند استفاده کردند.این به مهندسان اجازه داد تا پارامترهای حفاری را تغییر دهند یا پشتیبانی اضافی را قبل از شرایط بدتر کنند.

بالا-Performance Materials

مخلوط های بتنی شامل سیلیکا، فیبرهای پلی پروپیلن و کاهش مخلوط های مخلوط کننده برای دستیابی به دوام بالا در آب های زیرزمینی تهاجمی (مسلط غنی، کلرید) فیبرهای فولاد (40 کیلوگرم / m3) جایگزین تقویت باندهای معمولی در بسیاری از مناطق دفع شده، برش زمان ساخت و ساز و بهبود انعطاف پذیری.

خودکارسازی وamp؛ تهویه

یک سیستم نقاله مداوم با کمربند فولادی حمل می شود muck 15 کیلومتر به پورتال با نرخ تا 1200 t /h. نوار نقاله با یک سیستم تهویه ادغام شده است که گردش هوا را بر اساس سنسورهای گاز زمان واقعی (CO، NOx، متان) در مناطق گرم (تورم دما>50 درجه سانتیگراد)، چیلرها هوا را برای حفظ راحتی کارکنان تنظیم می کنند.

نتایج پروژه وamp؛ عملکرد

این تونل در اوایل سال 2022، پس از یک دوره ساخت و ساز کامل هشت سال - تقریبا دو سال پس از برنامه به دلیل زلزله 2015 و مناطق گسل غیرمنتظره تکمیل شد، با این حال، هزینه نهایی حدود 1.8 میلیارد دلار در 10 درصد از برآورد اولیه بود. عملکرد ایمنی استثنایی بود: تنها دو مرگ و میر (یکی به دلیل سقوط سنگ، یکی به دلیل تصادف حمل و نقل) - یک صنعت انسان 0.2 میلیون و نه به دور از مرگ و میر، و نه برای دور.

مزایای عملیاتی در حال حاضر در حال تحقق است.این تونل زمان سفر بین دو دره را از هشت ساعت به کمتر از دو ساعت کاهش می دهد، با صرفه جویی سوخت سالانه 25 میلیون لیتر در سال، مسیر باز 365 روز در سال است، حتی در طول زمین لرزه های موسمی که قبلا جاده سطح را برای هفته ها بسته است.

درس های آموخته شده وamp؛ مفاهیم آینده

موفقیت این پروژه درس های ارزشمندی برای تمام تونل زنی با خطر بالا دارد.

  • سرمایه گذاری در تحقیقات دقیق سایت در سراسر تراز کلی - محدودیت های دسترسی به سطح در کوه ها این چالش را ایجاد می کند، اما ترکیبی از سوراخ های عمیق، نظارت میکرویسمی و ورود هسته ای گرا ضروری است.
  • سیستم های پشتیبانی انعطاف پذیر طراحی که می توانند به سرعت ارتقا یابند - توانایی نصب پشتیبانی و سوئیچ از TBM به D&B در عرض چند روز یک مزیت عمده است.
  • انعطاف پذیری لرزه ای را از ابتدا - اجتناب از حالت های شکست شکننده و استفاده از اجزای پوشش لوله ای ( الیاف فولاد، مفاصل غیر قابل تنظیم) می تواند تونل عملیاتی پس از زلزله بزرگ نگه دارد.
  • Adopt a "یادگیری در حالی که خصوصی سازی فرهنگ - پلت فرم نظارت زمان واقعی اجازه داد تا تیم هر منطقه خطا را مستند کند و دانش را در بخش های حفاری بعدی تغذیه کند، کاهش ناشناخته ها.
  • برنامه ریزی برای تهاجم به آب به عنوان یک خطر اولیه - فرار از جلو از صورت (Ahead-Face Groutouting، AOFG) با سیمان میکرو و کشاکتیک شیمیایی کاهش در جریان تا 90٪ در بدترین مناطق.

این پروژه از آن زمان به یک مورد مرجع برای دیگر زیرساخت های بلند پروازانه هیمالیا تبدیل شده است، از جمله لینک راه آهن ۳۰۰ کیلومتر و چندین تونل هیدروقدرت.

نتیجه گیری

پروژه تونل هیمالیا به عنوان یک دستاورد برجسته در مهندسی تونل ژئوتکنیک است.با ترکیب تحقیقات پیشرفته سایت، سیستم های پشتیبانی قوی و سازگار، طراحی نوآورانه TBM و یک رویکرد تصمیم گیری مبتنی بر داده، تیم با موفقیت برخی از چالش برانگیزترین شرایط زمین شناسی در زمین را هدایت می کند. این تونل در حال حاضر به عنوان یک خط حیاتی حیاتی برای جوامع از راه دور و یک مدل برای زیرساخت های آینده در نظارت فعال در دهه های واقعی، به ویژه آموزش انعطاف پذیری در زمینه های مهندسی زلزله، به طور واقعی، به طور خاص، به طور دقیق، به طور خاص آموزش می پردازد.

برای مطالعه بیشتر در مورد مدیریت ریسک ژئوتکنیک در تونل سازی هیمالیا، مقاله آنلاین و مطالعه دقیق ] ] را ببینید Engining Speciality (ESF] گزارش همچنین ابزار دقیق پوشش می دهد.