RU2239025C1 - Method of tunnel building under seabed - Google Patents
Method of tunnel building under seabed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239025C1 RU2239025C1 RU2003109414/03A RU2003109414A RU2239025C1 RU 2239025 C1 RU2239025 C1 RU 2239025C1 RU 2003109414/03 A RU2003109414/03 A RU 2003109414/03A RU 2003109414 A RU2003109414 A RU 2003109414A RU 2239025 C1 RU2239025 C1 RU 2239025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vertical
- seabed
- tunnel
- soil
- shaft
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 49
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 22
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 7
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 4
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 210000004712 air sac Anatomy 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 25
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 10
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D1/00—Sinking shafts
- E21D1/08—Sinking shafts while moving the lining downwards
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и горного дела и может быть использовано при сооружении под морским дном тоннелей большой протяженности, соединяющие отдельные материки, острова и иные части суши.The invention relates to the field of construction and mining and can be used in the construction of tunnels under the seabed of long lengths connecting individual continents, islands and other parts of the land.
Известен способ сооружения подводного тоннеля [1], который содержит три участка - горизонтальный и два наклонных. В пределах горизонтального участка тоннеля сооружают шахту-башню. Рабочий участок отделяют от готовой части тоннеля водонепроницаемыми перегородками, а готовый тоннель частично заполняют водой, создавая подземный канал для водного транспорта. По мере удаления рабочего участка от перегородки, рабочий участок закрепляют, перегородку переносят ближе к забою, а породу доставляют водным транспортом к шахте-башне судами или механической тягой. Затем контейнеры поднимают подъемником и краном и породы выгружают в отвал. Контейнер, опускаемый в тоннель, заполняют водой. Он является противовесом подъемнику. В тоннеле контейнеры освобождают от воды, соединяют в составы и доставляют к рабочему участку под загрузку.A known method of constructing an underwater tunnel [1], which contains three sections - horizontal and two inclined. Within the horizontal section of the tunnel, a tower mine is being constructed. The working section is separated from the finished part of the tunnel by waterproof partitions, and the finished tunnel is partially filled with water, creating an underground channel for water transport. As the working section is removed from the partition, the working section is fixed, the partition is moved closer to the bottom, and the rock is delivered by water to the mine tower by ships or by mechanical traction. Then the containers are lifted by a hoist and a crane and the rocks are unloaded into a dump. The container lowered into the tunnel is filled with water. It is a counterweight to the lift. In the tunnel, the containers are freed from water, combined into compositions and delivered to the work site for loading.
Однако данный способ малопроизводителен, технологически малоэффективен и может быть использован только при строительстве тоннелей с малой протяженностью и на небольших глубинах, поскольку возникают значительные трудности, связанные как с установкой и креплением шахты-башни, так и загрузкой контейнеров выработанной породой, работой персонала в условиях частично заполненного водой тоннеля, ограниченное число контейнеров, в которые необходимо загружать выработанную породу, значительная протяженность канатов, в случае использования механической тяги и, как следствие, низкая надежность такого транспорта. Кроме того, во время морского волнения или шторма велика вероятность полного затопления как шахты, так и всей рабочей части тоннеля, поскольку не предусмотрена защита вертикального ствола от попадания внутрь морской воды.However, this method is inefficient, technologically inefficient and can only be used in the construction of tunnels with a small length and at shallow depths, since there are significant difficulties associated with both the installation and fastening of the tower-shafts, and the loading of containers by worked rock, the work of personnel in partially a tunnel filled with water, a limited number of containers into which it is necessary to load the produced rock, a significant length of ropes, if used -mechanical traction and, as a result, the low reliability of such transport. In addition, during sea waves or storms, there is a high probability of complete flooding of both the mine and the entire working part of the tunnel, since the vertical trunk is not protected from ingress of sea water.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ ускоренного строительства подводного транспортного тоннеля [2], в котором прокладка тоннеля ведется как с каждого из двух участков суши, так и из некоторого места, находящегося в море между этими участками суши. При этом в том месте моря, под которым необходимо соорудить тоннель, устанавливают вертикальную бетонную или железобетонную трубу (трубный элемент), который опускают ниже уровня моря до заданной отметки. Указанная бетонная или железобетонная конструкция является вертикальным стволом тоннеля и предназначена для его эксплуатации, обеспечивая вход и выход персонала и пассажиров в экстремальных ситуациях, доставки в тоннель оборудования, необходимого для проходки тоннеля, местом размещения силового, вентиляционного, откачивающего и других средств, необходимых для проходки тоннеля, его обслуживания и жизнеобеспечения персонала.The closest in technical essence and the achieved result is a method for accelerated construction of an underwater transport tunnel [2], in which the tunnel is laid both from each of the two land sections, and from some place located in the sea between these land sections. Moreover, in that place of the sea, under which it is necessary to build a tunnel, a vertical concrete or reinforced concrete pipe (pipe element) is installed, which is lowered below sea level to a predetermined mark. The specified concrete or reinforced concrete structure is a vertical barrel of the tunnel and is designed for its operation, providing entry and exit of personnel and passengers in extreme situations, delivery to the tunnel of equipment necessary for tunneling, the location of power, ventilation, pumping and other means necessary for tunneling tunnel, its maintenance and life support staff.
Конструкция вертикального ствола состоит из двух трубных частей - донной и основной. При сооружении вертикального ствола его донную часть опускают на дно при помощи плавучего крана. Под действием собственного веса она заглубляется в наносный (мягкий) грунт. Далее ее заглубляют в твердый грунт и укрепляют бетонным раствором, а внутреннюю полость освобождают от грунта. На донную часть, с помощью крана, устанавливают вторую (основную) часть вертикального ствола, представляющего собой трубную конструкцию необходимой длины, охваченную по всей ее длине бетонной обечайкой. На верхней части вертикального ствола, возвышающейся над уровнем моря, устраивают площадку, на которой в дальнейшем располагают подъемно-транспортные механизмы, средства энергоснабжения и т.п. Герметизацию стыковочного шва обеспечивают бетонированием стыковочного участка. После откачки воды и прокладки внутри необходимых коммуникаций, осуществляют проходку вертикального ствола под морским дном до проектной отметки, где предполагается сооружение горизонтальной части тоннеля.The design of the vertical trunk consists of two pipe parts - the bottom and the main. When constructing a vertical trunk, its bottom is lowered to the bottom with a floating crane. Under the influence of its own weight, it penetrates into the alluvial (soft) soil. Then it is buried in solid soil and strengthened with concrete mortar, and the internal cavity is freed from the soil. Using the crane, the second (main) part of the vertical trunk is installed on the bottom, which is a pipe structure of the required length, covered along its entire length with a concrete shell. On the upper part of the vertical trunk, towering above sea level, a platform is arranged on which hoisting-and-transport mechanisms, power supply facilities, and the like are further located. The sealing of the joint is provided by concreting the joint. After pumping water and laying inside the necessary communications, a vertical trunk is drilled under the seabed to the design elevation, where the horizontal part of the tunnel is supposed to be built.
Однако монтаж и укрепление подводной части вертикального ствола тоннеля описанным способом достаточно сложен, трудоемок, требует специальных кранов с очень большой грузоподъемностью, большого числа персонала, водолазов и специального оборудования. Стыковка многотонной верхней части ствола с донной частью весьма сложна и проблематична, особенно если учесть не только вес, опускаемой на дно конструкции, но и волнение морской поверхности, а также волнение приповерхностного слоя воды, что особенно актуально при морских волнениях и шторме. Кроме того, сооружение вертикального ствола, намертво зажатого в нижнем сечении, приводит к тому, что прилагаемая к конечной точке ствола (устью) энергия бурь и штормов будет направлена на разрушение ствола. В случае недостаточного возвышения ствола над поверхностью воды, его будет просто захлестывать, а при увеличении высоты ствола над уровнем воды многократно усиливается энергия шторма для разрушения ствола. А если учесть, что ствол имеет большую нагрузку, т.к. на нем располагаются подъемно-транспортные механизмы, средства энергоснабжения и другое оборудование, то разрушение вертикального ствола, имеющего высоту несколько десятков и более метров, особенно в экстремальных метеоусловиях, весьма вероятно и может привести к катастрофе - полному затоплению тоннеля.However, the installation and strengthening of the underwater part of the vertical trunk of the tunnel in the described manner is quite complicated, time-consuming, requires special cranes with a very large lifting capacity, a large number of personnel, divers and special equipment. The docking of the multi-ton upper part of the trunk with the bottom is very difficult and problematic, especially if we take into account not only the weight dropped to the bottom of the structure, but also the waves of the sea surface, as well as the waves of the surface water layer, which is especially true during sea waves and storms. In addition, the construction of a vertical trunk, tightly clamped in the lower section, leads to the fact that the energy of storms and storms applied to the end point of the trunk (mouth) will be directed to the destruction of the trunk. In case of insufficient elevation of the trunk above the surface of the water, it will simply be overwhelmed, and with an increase in the height of the trunk above the water level, the energy of the storm is multiplied to destroy the trunk. And when you consider that the trunk has a large load, because lifting and transport mechanisms, power supply facilities and other equipment are located on it, then the destruction of a vertical trunk having a height of several tens or more meters, especially in extreme weather conditions, is very likely and can lead to disaster - a complete flooding of the tunnel.
Задачей изобретения является упрощение и удешевление строительства тоннеля большой протяженности под морским дном, а также сокращение сроков строительства и повышение безопасности при его эксплуатации.The objective of the invention is to simplify and cheapen the construction of a long tunnel under the seabed, as well as reducing construction time and improving safety during its operation.
Задача решается за счет того, что способ сооружения тоннеля под морским дном включает установку на морском дне, на заданном расстоянии друг от друга, по крайней мере, двух вертикальных стволов, углубление их в морское дно, укрепление выступающих над морским дном частей вертикальных стволов, проходку под дном моря вертикальной части тоннеля до заданной отметки, проходку горизонтальной части тоннеля в заданных направлениях, удаление выработанного грунта из тоннеля, согласно изобретению вертикальные стволы, устанавливаемые на морском дне, монтируют путем последовательной установки монтажных колец друг на друга с помощью пневмокамеры, величину давления в которой устанавливают, обеспечивая заданную отрицательную плавучесть спускаемых в воду монтажных колец, укрепление вертикального ствола обеспечивают путем сооружения вокруг него каркаса из заглубленных в морское дно и жестко связанных между собой, а также с вертикальным стволом, свай, укладки вокруг вертикального ствола бетонных блоков и насыпного грунта с последующей отсыпкой вокруг него грунта, выбираемого при проходке вертикальной и горизонтальной частей тоннеля, а проходку тоннеля, при твердости грунта по Протодьяконову до 4-х единиц, осуществляют с использованием гидромонитора, при этом породы с более высокой твердостью разрабатывают гидровзрывом, выработанный грунт разделяют на фракции, дробят, смешивают с водой до получения пульпы, которую затем нагнетают под давлением в пульпопровод и удаляют из тоннеля, распределяя ее вокруг вертикального ствола и каркаса с образованием искусственного острова. При этом породы с твердостью более 4-х единиц по Протодьяконову разрабатывают механическим путем. Сваи, заглубляемые в морское дно, выполняют из металлических труб с антикоррозийным покрытием и устанавливают под острым углом относительно вертикального ствола. Сваи, заглубляемые в морское дно, выполняют из профильного металла с антикоррозийным покрытием.The problem is solved due to the fact that the method of constructing a tunnel under the seabed includes installing on the seabed, at a predetermined distance from each other, at least two vertical trunks, deepening them into the seabed, reinforcing the parts of the vertical trunks protruding above the seabed, sinking under the seafloor of the vertical part of the tunnel to a predetermined elevation, sinking of the horizontal part of the tunnel in predetermined directions, removal of excavated soil from the tunnel, according to the invention, vertical trunks mounted on the seabed, mounted by sequentially mounting the mounting rings on top of each other using a pneumatic chamber, the pressure in which is set, providing a given negative buoyancy of the mounting rings lowered into the water, the vertical barrel is strengthened by constructing a frame around it from buried in the seabed and rigidly interconnected, and also with a vertical shaft, piles, laying around the vertical shaft of concrete blocks and bulk soil with subsequent filling around it of soil selected during vertical and horizontal parts of the tunnel, and tunneling, when the soil hardness according to Protodyakonov is up to 4 units, is carried out using a hydraulic monitor, while rocks with a higher hardness are developed by hydraulic explosion, the developed soil is divided into fractions, crushed, mixed with water to obtain pulp, which is then pumped under pressure into the pulp line and removed from the tunnel, distributing it around the vertical trunk and frame with the formation of an artificial island. At the same time, rocks with a hardness of more than 4 units according to Protodyakonov are developed mechanically. Piles buried in the seabed are made of metal pipes with an anti-corrosion coating and installed at an acute angle relative to the vertical trunk. Piles buried in the seabed are made of profile metal with a corrosion-resistant coating.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в упрощении строительства тоннеля, удешевлении стоимости, сокращении сроков и повышении безопасности при его эксплуатации.The technical result provided by the invention is to simplify the construction of the tunnel, reduce the cost, reduce the time and increase safety during its operation.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 изображен общий вид тоннеля;figure 1 shows a General view of the tunnel;
на фиг.2 - состыкованные монтажные кольца вертикального ствола;figure 2 - docked mounting rings of the vertical barrel;
на фиг.3 - разрез фиг.2 по (А-А).figure 3 is a section of figure 2 in (aa).
Строительству тоннеля предшествует проведение необходимых изыскательских работ, на основании которых выбирают и прокладывают трассу. Особое внимание при выборе трассы обращают на породу и состояние грунта, на наличие и размеры впадин на глубинах моря, отмелей и состояние грунта в основании отмелей. Для установки вертикальных стволов выбирают отмели.The construction of the tunnel is preceded by the necessary survey work, on the basis of which the route is selected and laid. When choosing a route, special attention is paid to the rock and soil condition, to the presence and size of depressions at sea depths, shallows and soil conditions at the base of the shallows. To install vertical trunks, shallows are selected.
Прокладка тоннеля может проводиться одновременно, как с обеих сторон суши (на небольшие расстояния), так и в обе стороны от установленных на дно моря и заглубленных в него, одного или нескольких, вертикальных стволов тоннеля.Tunneling can be carried out simultaneously, both on both sides of the land (for short distances), and on both sides of one or more vertical tunnels installed at the bottom of the sea and buried in it.
Строительство тоннеля под морским дном включает в себя следующие этапы: сооружение на морском дне 1 (фиг.1.) вертикального ствола 2 и, вокруг него, каркаса 3 искусственного острова; укрепление вертикального ствола путем укладки, в промежутке между вертикальным стволом и каркасом искусственного острова, бетонных блоков 4 и насыпного грунта 5; откачку воды из вертикального ствола; проходку вертикальной части тоннеля 6 под морским дном до заданной отметки; сооружение около шахтного двора 7; проходку горизонтальной части тоннеля 8; удаление выработанного грунта из вертикальной и горизонтальной частей тоннеля и его отсыпку 9 вокруг вертикального ствола и каркаса острова до уровня морской поверхности 10, дальнейшую отсыпку выбираемого из тоннеля грунта вокруг каркаса, до образования искусственного острова 11, с заданной проектом площадью.The construction of the tunnel under the seabed includes the following steps: the construction of the seafloor 1 (Fig. 1) of a vertical trunk 2 and, around it, a frame 3 of an artificial island; strengthening the vertical trunk by laying, in the interval between the vertical trunk and the skeleton of an artificial island, concrete blocks 4 and bulk soil 5; pumping water from a vertical trunk; driving the vertical part of the tunnel 6 under the seabed to a predetermined level; construction near the mine yard 7; penetration of the horizontal part of the tunnel 8; removal of excavated soil from the vertical and horizontal parts of the tunnel and its filling 9 around the vertical trunk and frame of the island to the level of the sea surface 10, further dumping of soil selected from the tunnel around the frame, until the artificial island 11 is formed, with the specified project area.
Проходку тоннеля ведут в обе стороны от вертикального ствола одновременно и на протяженные расстояния. Длина проходимых участков регламентируется как наличием на трассе отмелей, на которых могут быть установлены следующие вертикальные стволы, так и оптимальными условиями разработки и удаления из тоннеля выработанного грунта.Tunneling is carried out on both sides of the vertical trunk simultaneously and over extended distances. The length of passable sections is regulated both by the presence of shallows on the route, on which the following vertical shafts can be installed, and by the optimal conditions for the development and removal of excavated soil from the tunnel.
Выработку породы в тоннеле осуществляют комбинированным методом: при твердости грунта до 4-х единиц по Протодьяконову, проходку ведут методом гидроотбойки при помощи мониторов высокого давления, а породы с более высокой твердостью разрабатывают гидровзрывом. Следует отметить, что метод гидроотбойки применялся ранее для разработки грунта с природной трещевидностью, а именно при добыче угля в угольных шахтах. Для производства же работ по прокладке тоннелей использовались другие методы, такие как пневматические, механические, плазменные, взрывные и др. Все они предполагают прокладку путей, временную крепь забоя, навалку отбитой породы, вывоз, размещение ее в отвал, проветривание забоя. Все это замедляет работы, удорожает их, требует дополнительных усилий для размещения отбитой породы. В заявленном способе, отбитую гидромонитором и гидровзрывом породу превращают в пульпу. С помощью гидронасосов, ее нагнетают под давлением в пульпопровод и удаляют из тоннеля, через вертикальный ствол, распределяя пульпу вокруг вертикального ствола и каркаса острова. В результате вертикальный ствол тоннеля укрепляют без дополнительных затрат. Отсыпку грунта продолжают до достижения уровня морской поверхности и далее. По мере увеличения длины тоннеля, вокруг вертикального ствола формируют искусственный остров. Площадь острова определяется как техническим проектом, так и объемом вынутого из тоннеля грунта. Каркас острова, сооруженный вокруг вертикального ствола, создает основу, предохраняющую вымывание твердой составляющей пульпы, и обеспечивает предельный угол откоса, что уменьшает потребность в грунте и создает скелетную основу острова. Остров не только укрепляет вертикальный ствол тоннеля, но и является его естественной “рубашкой” и тем самым неотьемлимой частью тоннеля. Он предохраняет тоннель, в период штормов, от затопления водой, повышая тем самым безопасность как строительства тоннеля, так и его эксплуатации.Rock production in the tunnel is carried out by the combined method: when the hardness of the soil is up to 4 units according to Protodyakonov, the sinking is carried out by hydraulic breakdown using high pressure monitors, and rocks with a higher hardness are developed by hydraulic explosion. It should be noted that the method of hydraulic breakdown was previously used for the development of soil with natural fracturing, namely, in coal mining in coal mines. For the tunneling works, other methods were used, such as pneumatic, mechanical, plasma, explosive, etc. All of them involve laying tracks, temporarily supporting the face, dumping the broken rock, removing it, placing it in the dump, and ventilating the face. All this slows down the work, makes them more expensive, requires additional efforts to place the broken rock. In the inventive method, the rock beaten off by a hydromonitor and hydroexplosion is converted into pulp. With the help of hydraulic pumps, it is pumped under pressure into the slurry pipeline and removed from the tunnel through a vertical trunk, distributing the pulp around the vertical trunk and frame of the island. As a result, the vertical trunk of the tunnel is strengthened at no additional cost. Ground filling is continued until sea level is reached and further. As the length of the tunnel increases, an artificial island is formed around the vertical trunk. The area of the island is determined by both the technical design and the volume of soil removed from the tunnel. The island’s frame, built around a vertical trunk, creates a base that prevents leaching of the solid component of the pulp and provides a maximum slope angle, which reduces the need for soil and creates the skeleton base of the island. The island not only strengthens the vertical trunk of the tunnel, but also is its natural “shirt” and thus an integral part of the tunnel. It protects the tunnel during storms from flooding, thereby increasing the safety of both the construction of the tunnel and its operation.
Вертикальный ствол монтируют из устанавливаемых друг на друга железобетонных, бетонных или металлических толстостенных конструкций, выполненных в виде колец 12 (фиг.2). Внутренний диаметр d (фиг.3) монтажного кольца выбирается таким, чтобы он был достаточен для доставки в тоннель оборудования и механизмов, как для строительства тоннеля, так и для дальнейшей его эксплуатации. Высота монтажного кольца h регламентируется грузоподъемностью крана.The vertical trunk is mounted from reinforced concrete, concrete or metal thick-walled structures mounted on top of each other, made in the form of rings 12 (Fig. 2). The inner diameter d (Fig. 3) of the mounting ring is selected so that it is sufficient for delivery of equipment and mechanisms to the tunnel, both for the construction of the tunnel and for its further operation. The height of the mounting ring h is regulated by the lifting capacity of the crane.
В каждом монтажном кольце выполнено, по крайней мере, по одному кольцевому пазу 13 в его верхней части и, симметрично, по одному кольцевому шипу 14 в нижней части, что позволяет при установке монтажных колец друг на друга обеспечить их надежную стыковку и закрепление. Кроме того, с наружной стороны монтажного кольца предусмотрены крепежные элементы 15, выполненные, например, в виде крючков или проушин, которые предназначены для фиксации надувной пневмокамеры, размещаемой вокруг монтажного кольца. На монтажное кольцо, перед его спуском на воду, надевают пневматическую камеру, в которой устанавливают давление, обеспечивающее отрицательную плавучесть монтажного кольца (10-20 кг). Это позволяет осуществить его плавное погружение, поддерживать правильное положение в воде и облегчает установку монтажного кольца на место (стыковку). При необходимости, по мере увеличения глубины при погружении, давление в пневмокамере регулируют с помощью вентиля, расположенного на ее внешней стороне.In each mounting ring, at least one
Монтаж вертикального ствола на морском дне осуществляют следующим путем. К месту его установки на барже или плавучей платформе доставляют необходимое оборудование, материалы, снаряжение и монтажные кольца. В заданной точке на морском дне, в наносном, осадочном грунте 19, с помощью водолазов подготавливают площадку в виде цилиндрического углубления для установки первого монтажного кольца. На монтажное кольцо надевают пневматическую камеру, например надувной резиновый или полиэтиленовый баллон, внутри которой устанавливают давление, обеспечивающее отрицательную плавучесть монтажного кольца при его погружении.Installation of a vertical trunk on the seabed is carried out in the following way. The necessary equipment, materials, equipment and mounting rings are delivered to the place of its installation on a barge or a floating platform. At a given point on the seabed, in alluvial, sedimentary soil 19, using the divers, a site is prepared in the form of a cylindrical recess for installing the first mounting ring. A pneumatic chamber is put on the mounting ring, for example, an inflatable rubber or polyethylene balloon, inside of which a pressure is set that ensures negative buoyancy of the mounting ring when immersed.
Под собственной тяжестью монтажное кольцо опускается в водную среду и с помощью водолазов доставляется на дно и устанавливается на заданное место. Аналогично опускают и монтируют второе и все последующие монтажные кольца. Под воздействием возрастающей тяжести, при увеличении числа монтажных колец, они продавливают наносной грунт и углубляются до коренной породы. При установке монтажных колец друг на друга обеспечивают герметизацию стыковочных швов, например, при помощи уплотняющих, надувных, двухслойных, саморасправляющихся и облегающих место стыка водонепроницаемых прокладок 16. Для придания им рабочего состояния сжатый воздух из них выпускают, и под давлением воды прокладка точно и тесно прижимается к стыковочным швам между монтажными кольцами. Герметизацию стыковочных швов можно обеспечить и другими известными путями, например смазкой стыкуемых монтажных колец клеящей субстанцией, свинцовой чеканкой стыков, бетонным герметикам и т.д.Under its own weight, the mounting ring is lowered into the aquatic environment and, with the help of divers, delivered to the bottom and installed at a predetermined location. Similarly lower and mount the second and all subsequent mounting rings. Under the influence of increasing severity, with an increase in the number of mounting rings, they push through alluvial soil and deepen to bedrock. When mounting rings are mounted on top of each other, the joint seals are sealed, for example, by means of sealing, inflatable, two-layer, self-expanding and tightening joints of
Наращивание вертикального ствола сопровождают его укреплением. Первоначальные нижние монтажные кольца укрепляют отсыпкой привозными с суши бетонными блоками 4 (фиг.1), грунтом, строительными отходами и т.п. с тем, чтобы эта часть вертикального ствола прочно зафиксировалась. Чтобы укрепить весь вертикальный ствол до уровня морской поверхности, в дальнейшем используют грунт, выбираемый при проходке вертикальной (поддонной) и горизонтальной частей тоннеля.The extension of the vertical trunk is accompanied by its strengthening. The initial lower mounting rings are reinforced with concrete blocks 4 brought from land (Fig. 1), soil, construction waste, etc. so that this part of the vertical trunk is firmly fixed. To strengthen the entire vertical trunk to the level of the sea surface, in the future, use the soil selected during the penetration of the vertical (pallet) and horizontal parts of the tunnel.
Одновременно с монтажом вертикального ствола вокруг него сооружают каркас 3 искусственного острова. Каркас является основой искусственного острова и одновременно повышает надежность укрепления вертикального ствола, предотвращая размыв вокруг него твердых фракций отсыпаемого и намываемого грунта. Каркас острова может иметь различные формы, например усеченного конуса, усеченной пирамиды или цилиндра и др., и сооружается из железобетонных или металлических, с антикоррозийным покрытием, свай, которые заглубляют в морское дно и жестко связывают между собой, например, по окружности или по спирали, металлическими трубами с антикоррозийным покрытием. Площадь основания каркаса острова и его поверхностной части, а также угол наклона свай и другие величины рассчитывают в зависимости, от заданной проектом, площади искусственного острова.Simultaneously with the installation of a vertical trunk around it, a framework 3 of an artificial island is being built. The frame is the basis of an artificial island and at the same time increases the reliability of strengthening the vertical trunk, preventing the erosion of solid fractions of the filled and washed-out soil around it. The frame of the island can have various forms, for example, a truncated cone, a truncated pyramid or cylinder, etc., and is constructed of reinforced concrete or metal, with a corrosion-resistant coating, piles that are buried in the seabed and rigidly connected to each other, for example, around a circle or in a spiral , metal pipes with anti-corrosion coating. The base area of the island frame and its surface part, as well as the angle of inclination of piles and other values, are calculated depending on the area of the artificial island specified by the project.
По достижении вертикальным стволом заданного уровня возвышения над морской поверхностью, из него откачивают воду и осуществляют проходку вертикальной части тоннеля 6 до заданной глубины. Для этого, на судне или барже, устанавливают необходимое оборудование, а именно: энергетическое оборудование, насосы высокого давления (200-250 атм), гидромониторы для размывки грунта и превращения его в пульпу, гидронасосы для подачи пульпы на поверхность и др. Внутри вертикального ствола прокладывают пульпопровод. Проходку ведут с использованием гидромонитора, а грунт, в виде пульпы, удаляют с помощью гидронасосов по пульпопроводу через вертикальный ствол 2 и распределяют его снаружи вокруг вертикального ствола и каркаса 3 искусственного острова, обеспечивая тем самым их укрепление и, кроме того, постепенное намывание искусственного острова.When the vertical trunk reaches a predetermined elevation above the sea surface, water is pumped out of it and the vertical part of the tunnel 6 is drilled to a predetermined depth. For this, the necessary equipment is installed on the ship or barge, namely: power equipment, high pressure pumps (200-250 atm), hydraulic monitors for washing out the soil and turning it into pulp, hydraulic pumps for feeding pulp to the surface, etc. Inside the vertical trunk lay a slurry pipeline. The penetration is carried out using a hydraulic monitor, and the soil, in the form of pulp, is removed using hydraulic pumps through a pulp line through a vertical barrel 2 and it is distributed externally around the vertical shaft and frame 3 of the artificial island, thereby ensuring their strengthening and, in addition, the gradual washing of the artificial island .
По достижении заданной глубины, вокруг основания вертикальной части тоннеля, устраивают около шахтный двор, куда перебазируют все необходимые для проходки горизонтальной части механизмы и материалы: гидромониторы, насосы высокого давления и пульпонасосы, трубы пульпопроводов и водопроводов, механизмы и материалы, необходимые для производства работ, при проходке в условиях твердых пород (дробилки, емкости для подготовки пульпы и подачи ее в пульпопроводы и т.п.). По завершении подготовительных работ приступают к проходке горизонтальной части тоннеля.Upon reaching the specified depth, around the base of the vertical part of the tunnel, a mine yard is arranged, where all the mechanisms and materials necessary for sinking the horizontal part are relocated: hydraulic monitors, high pressure pumps and pulp pumps, pulp and water pipes, mechanisms and materials necessary for the performance of work, when sinking in hard rock conditions (crushers, tanks for preparing pulp and feeding it into slurry pipelines, etc.). Upon completion of the preparatory work, they begin sinking the horizontal part of the tunnel.
Горизонтальный тоннель может быть двухъярусным, сооруженным на разных глубинах. В этом случае дополнительно углубляют, описанным выше способом, его вертикальную часть до заданной отметки, вокруг которой устраивают еще один околошахтный двор и ведут проходку одновременно двух тоннелей, в двух заданных направлениях. Тоннель второго яруса может использоваться, в дальнейшем, не только для транспорта, но и как хранилище, например, для захоронения ядерных отходов.The horizontal tunnel can be two-tier, built at different depths. In this case, it is further deepened, in the manner described above, its vertical part to a predetermined mark, around which another near-mine yard is arranged and two tunnels are driven at the same time in two specified directions. The tunnel of the second tier can be used, in the future, not only for transport, but also as a storage, for example, for the disposal of nuclear waste.
Выбираемый из тоннеля грунт используют для создания искусственного острова большей площади. Данная технология позволяет дополнительно сократить сроки строительства.Soil selected from the tunnel is used to create an artificial island of a larger area. This technology can further reduce construction time.
Проходку тоннеля ведут в обе стороны от вертикального ствола. Проходческая работа, при твердости грунта до 4-х единиц по Протодьяконову, представляет собой работу гидромониторов, внедряющихся струей воды, под давлением 120-400 атмосфер, в трещины в грунте, в мягкие прослойки и прокладки забоя. При отделении крупных кусков породы (глыб), габариты которых невозможно транспортировать в качестве пульпы на поверхность, их дробят механическим путем, например, дробилкой. Полученный конгломерат из породы смешивают с водой и по пульпопроводам, под давлением, создаваемым высоконапорными насосами, выработанный грунт, в виде пульпы, через вертикальный ствол, выдается на поверхность, где пульпа самостоятельно разделяется на две составляющие. Вода, при этом, стекает в море, а твердые фракции поступают в тело создаваемого искусственного острова, образуя, тем самым, защитную зону вокруг вертикального ствола, защищающую его от штормов.The tunnel is driven in both directions from the vertical trunk. Driving work, with soil hardness of up to 4 units according to Protodyakonov, is the work of hydromonitors, introduced by a stream of water, under a pressure of 120-400 atmospheres, into cracks in the soil, into soft interlayers and gaskets. When separating large pieces of rock (blocks), the dimensions of which cannot be transported as pulp to the surface, they are crushed mechanically, for example, by a crusher. The resulting conglomerate from the rock is mixed with water and through slurry pipelines, under the pressure created by high-pressure pumps, the produced soil, in the form of pulp, through a vertical shaft, is discharged to the surface where the pulp is independently divided into two components. At the same time, water flows into the sea, and solid fractions enter the body of the created artificial island, thereby forming a protective zone around the vertical trunk, which protects it from storms.
В случае если, при проходке тоннеля, встречается порода с твердостью грунта свыше 4-х единиц по Протодьяконову, ее разрушают гидровзрывом, превращают в пульпу и, как это описано выше, по пульпопроводу удаляют из тоннеля. Таким образом, строительство тоннеля предлагаемым способом обеспечивает непрерывность процесса, не нарушает структуры окружающих тоннель пород, исключает необходимость в установке временной крепи, временных путей для вывозки грунта, в временном электроснабжении, уменьшает потребность в вентиляции, исключает трещевидность в окружающем тоннель пространстве, сокращает время производства работ.If, during the tunneling, a rock is encountered with a hardness of soil of more than 4 units according to Protodyakonov, it is destroyed by hydraulic explosion, turned into pulp and, as described above, is removed from the tunnel by pulp line. Thus, the construction of the tunnel by the proposed method ensures the continuity of the process, does not violate the structure of the rocks surrounding the tunnel, eliminates the need for temporary support, temporary paths for soil removal, temporary power supply, reduces the need for ventilation, eliminates cracking in the space surrounding the tunnel, reduces production time works.
Пример реализации способаAn example implementation of the method
К месту установки в море вертикального ствола, на плавучем средстве, доставляют монтажные кольца, а также подъемный кран, материалы и оборудование, необходимое для проведения подводных работ.Mounting rings, as well as a crane, materials and equipment necessary for underwater work are delivered to the installation site in the sea of a vertical trunk, on a floating vessel.
Перед началом монтажа вертикального ствола водолазы, на морском дне, подготавливают площадку, в виде цилиндрического углубления, для установки в нее первого монтажного кольца.Before starting the installation of the vertical trunk, divers, on the seabed, prepare the site, in the form of a cylindrical recess, for installing the first mounting ring in it.
Монтажное кольцо 12 (фиг.2) имеет вид цилиндра с выполненным в нем кольцевым пазом 13 в верхней части и симметрично расположенным кольцевым шипом 14 в его нижней части. Кольцевые шип и паз предназначены для плотной стыковки монтажных колец, при установке их друг на друга. В верхней части монтажного кольца, симметрично, расположены, по крайней мере, четыре крепежных элемента 15, выполненных, например, в виде крючков или проушин, для крепления, вокруг монтажного кольца, пневматической камеры.The mounting ring 12 (figure 2) has the form of a cylinder with an
Перед спуском монтажного кольца на воду, на него надевают пневматическую камеру, закрепляют ее с помощью крепежных элементов, внутри пневматической камеры устанавливают давление, обеспечивающее отрицательную плавучесть монтажного кольца, например 20 кг, и, с помощью подъемного крана, размещенного на плавучем средстве, спускают на воду. Под тяжестью собственного веса монтажное кольцо, сохраняя вертикальное положение, плавно и медленно опускается на морское дно и, при помощи водолазов, устанавливается в подготовленную на морском дне, кольцевую нишу. При спуске монтажного кольца, по мере увеличения глубины и увеличения плотности воды, давление в пневматической камере, при необходимости, регулируют, обеспечивая тем самым, сохранение постоянной отрицательной плавучести монтажного кольца, до его установки на заданное место. Аналогично доставляют второе и последующие монтажные кольца.Before lowering the mounting ring to water, put on a pneumatic chamber, fix it with fasteners, set the pressure inside the pneumatic chamber to ensure negative buoyancy of the mounting ring, for example 20 kg, and lower it onto the floating means using a crane water. Under the weight of its own weight, the mounting ring, while maintaining an upright position, slowly and slowly sinks to the seabed and, with the help of divers, is installed in the annular niche prepared on the seabed. When lowering the mounting ring, as the depth increases and the density of water increases, the pressure in the pneumatic chamber, if necessary, is regulated, thereby ensuring that the negative buoyancy of the mounting ring is kept constant until it is installed in a given place. The second and subsequent mounting rings are similarly delivered.
Технология сооружения вертикального ствола представляет собой последовательную установку монтажных колец друг на друга кольцевым шипом в кольцевой паз, герметизацию стыковочных швов и одновременное укрепление придонной части вертикального ствола бетонными блоками и грунтом, доставляемыми с суши. Дальнейшее укрепление вертикального ствола, обеспечивают грунтом, удаляемым из вертикального и горизонтального участков тоннеля, при их проходке, а также за счет создания вокруг вертикального ствола искусственного острова.The technology for constructing a vertical trunk is a sequential installation of mounting rings on top of each other with an annular spike in the annular groove, sealing the joint seams and simultaneously strengthening the bottom part of the vertical trunk with concrete blocks and soil delivered from land. Further strengthening of the vertical trunk is provided with soil removed from the vertical and horizontal sections of the tunnel during their penetration, as well as by creating an artificial island around the vertical trunk.
Герметизацию стыковочного шва, в процессе установки монтажных колец друг на друга, обеспечивают, например, с помощью надувной, двухслойной, саморасправляющейся водонепроницаемой прокладки 16 (фиг.2), которую располагают над кольцевым пазом нижнего монтажного кольца. В процессе стыковки с верхним монтажным кольцом, когда шип верхнего кольца входит в паз нижнего, из прокладки выпускают воздух и она, под давлением воды, тесно и плотно прижимается к стыковочным швам, надежно обеспечивая их герметичность.The sealing of the joint, during the installation of the mounting rings on top of each other, is provided, for example, by means of an inflatable, two-layer, self-expanding waterproof gasket 16 (Fig. 2), which is located above the annular groove of the lower mounting ring. In the process of docking with the upper mounting ring, when the spike of the upper ring enters the groove of the lower one, air is released from the gasket and, under water pressure, it is closely and tightly pressed to the joint joints, reliably ensuring their tightness.
Для создания искусственного острова 11, который одновременно служит защитой вертикального ствола от его разрушения при сильных морских волнениях, а также от проникновения внутрь тоннеля через вертикальный ствол морской воды, особенно при шторме, вокруг вертикального ствола 2 сооружают каркас 3 искусственного острова, например, из железобетонных или металлических, с антикоррозионным покрытием, свай. Сваи заглубляют в морское дно под острым, прямым или тупым углом относительно основания вертикального ствола. Величина угла наклона свай определяется как площадью создаваемого острова, так и техническими возможностями заглубления свай с уклоном. Выбор расстояния, между сваями и вертикальным стволом, зависит от высоты сооружаемого вертикального ствола и площади намываемого острова. Заглубленные в морское дно сваи, опоясывают, по окружностям или по спирали, металлическими трубами 18 и, при помощи сварки или хомутов, сваи и трубы жестко связывают между собой. Сооружение каркаса острова, укрепление придонной части вертикального ствола и его наращивание, при необходимости, могут вестись параллельно.To create an artificial island 11, which simultaneously serves as a protection of the vertical trunk from its destruction during strong sea waves, as well as from penetrating into the tunnel through the vertical trunk of sea water, especially during a storm, around the vertical trunk 2 construct a frame 3 of an artificial island, for example, of reinforced concrete or metal, with anti-corrosion coating, piles. Piles are buried in the seabed at an acute, straight or obtuse angle relative to the base of the vertical trunk. The value of the angle of inclination of the piles is determined both by the area of the island being created, and by the technical capabilities of deepening the piles with a slope. The choice of distance between the piles and the vertical trunk depends on the height of the constructed vertical trunk and the area of the washed island. Piles buried in the seabed are encircled, in circles or in a spiral, with metal pipes 18 and, using welding or clamps, the piles and pipes are rigidly connected to each other. The construction of the island frame, the strengthening of the bottom of the vertical trunk and its extension, if necessary, can be carried out in parallel.
По мере наращивания вертикального ствола, он под действием собственного веса продавливает наносной, осадочный грунт 19 и постепенно заглубляется до твердых, коренных пород 20. После заглубления, обеспечивают укрепление придонной части вертикального ствола 2 путем укладки вокруг нее бетонных блоков 4, крупных строительных отходов и грунта, доставляемых с суши, либо ее бетонированием. Доставка этих материалов на морское дно, а также их укладка, может осуществляться тем же путем, как и доставка монтажных колец, т.е. с помощью надувных пневмокамер.As the vertical trunk builds up, it pushes the sediment, sedimentary soil 19 under its own weight and gradually deepens to hard, bedrock 20. After deepening, the bottom part of the vertical trunk 2 is strengthened by laying concrete blocks 4, large construction waste and soil around it delivered from land or by concreting. The delivery of these materials to the seabed, as well as their laying, can be carried out in the same way as the delivery of mounting rings, i.e. using inflatable air chambers.
По достижении вертикальным стволом зоны морского волнения, последние 5-7 монтажных колец одевают в жесткий, металлический корсет 21, который скрепляют с каркасом острова, например, по окружности тросами 22 с тем, чтобы защитить вертикальный ствол от воздействия на него колебаний слоев воды, пока весь вертикальный ствол не будет укреплен насыпным грунтом. Монтаж вертикального ствола заканчивают после вывода его выше уровня морской поверхности, после чего производят откачку воды из вертикального ствола, внутри его прокладывают пульпопровод и приступают к проходческим работам.When the vertical trunk reaches the sea wave zone, the last 5-7 mounting rings are put on in a rigid, metal corset 21, which is fastened to the frame of the island, for example, along the circumference with ropes 22 in order to protect the vertical trunk from exposure to vibrations of the water layers until the entire vertical trunk will not be reinforced with bulk soil. Installation of the vertical trunk is completed after it is brought out above the sea surface level, after which water is pumped out of the vertical trunk, a slurry pipeline is laid inside it and the tunneling works are started.
Удаление грунта из вертикального ствола 2, проходку коренных пород 20 в вертикальной части тоннеля, а также проходку горизонтальной части тоннеля, осуществляют с использованием гидромонитора, при этом удаление грунта в отвал обеспечивают по пульпопроводу с помощью гидронасосов высокого давления, устанавливаемых на борту плавсредства.The removal of soil from the vertical shaft 2, the sinking of bedrock 20 in the vertical part of the tunnel, as well as the sinking of the horizontal part of the tunnel, is carried out using a hydraulic monitor, while the soil is removed to the dump through a slurry pipeline using high-pressure hydraulic pumps installed on board the craft.
Образовавшийся в вертикальном стволе, в процессе его наращивания и заглубления, мягкий наносной грунт, с помощью гидромонитора, размывают струей воды под давлением 120-150 атмосфер. Превращенный в пульпу грунт, по пульпопроводу, при помощи насосов высокого давления, удаляют наружу и распределяют вокруг вертикального ствола. Аналогичным путем осуществляют разрушение и выемку грунта при проходке коренных пород в вертикальной части тоннеля. Но, поскольку коренные породы обладают большей твердостью, давление струи воды, формируемой в гидромониторе, увеличивают до 200-400 атмосфер. Если же твердость грунта превышает четыре единицы по Протодьяконову, то породу разрушают гидровзрывным путем. В том случае, если при разрушении породы образуются глыбы, превышающие диаметр труб пульпопровода, их измельчают, например, при помощи дробилки, затем грунт смешивают с водой до получения пульпы и по пульпопроводу удаляют наружу.Formed in a vertical trunk, in the process of its building up and deepening, soft alluvial soil, using a hydraulic monitor, is washed with a stream of water under a pressure of 120-150 atmospheres. The soil turned into pulp, through the pulp conduit, using high pressure pumps, is removed to the outside and distributed around the vertical trunk. In a similar way, the destruction and excavation are carried out during the excavation of bedrock in the vertical part of the tunnel. But, since bedrocks are more hard, the pressure of the jet of water formed in the hydraulic monitor is increased to 200-400 atmospheres. If the hardness of the soil exceeds four units according to Protodyakonov, then the rock is destroyed by hydraulic blasting. In the event that, when the rock is destroyed, lumps exceeding the diameter of the slurry pipe are formed, they are crushed, for example, using a crusher, then the soil is mixed with water until pulp is obtained and removed through the slurry pipe.
При достижении вертикальной частью тоннеля 6 проектной глубины, вокруг него устраивают околошахтный двор 7, куда перебазируют необходимые для проходки горизонтальной части тоннеля механизмы, оборудование и материалы, а именно гидромонитор, насосы высокого давления и пульпонасосы, трубы пульпопроводов и водопроводов, дробилки, емкости для приготовления пульпы и подачи ее в пульпопровод и другие устройства.When the vertical part of the tunnel 6 reaches the design depth, a near-mine yard 7 is arranged around it, where the mechanisms, equipment and materials necessary for driving the horizontal part of the tunnel are relocated, namely a hydraulic monitor, high pressure pumps and pulp pumps, slurry and water supply pipes, crushers, containers for cooking pulp and feed it into the pulp line and other devices.
Проходку горизонтальной части тоннеля ведут в обе стороны до их стыковки с встречными частями тоннеля, которые прокладывают от других вертикальных стволов, установленных по трассе. Под горизонтальной частью тоннеля, в районе расположения вертикального ствола, устраивают зумпф 23, предназначенный для сбора воды из тоннеля, в процессе его строительства и эксплуатации.The passage of the horizontal part of the tunnel is carried out in both directions until they dock with the counter parts of the tunnel, which are laid from other vertical shafts installed along the highway. Under the horizontal part of the tunnel, in the area of the vertical shaft, a sump 23 is arranged to collect water from the tunnel during its construction and operation.
Использование, при проходке тоннеля, методов гидроотбойки совместно с гидровзрывом, с последующим дроблением крупных фракций грунта, смешиванием с водой, превращением отбитой породы в пульпу и доставкой ее гидротранспортом на поверхность, позволяет вести работы по прокладке тоннеля и созданию вокруг вертикального ствола искусственного острова завершенными частями. При этом водная струя, создаваемая гидромониторами, производит разрушения только в требуемой для проходки зоне, а транспортировка грунта может осуществляться на протяженные расстояния.Using, during tunneling, methods of hydraulic breaking together with hydraulic blasting, followed by crushing of large fractions of the soil, mixing with water, turning the broken rock into pulp and delivering it by hydraulic transport to the surface, allows tunneling and creating completed parts around the vertical trunk of an artificial island . At the same time, the water jet created by the hydraulic monitors produces damage only in the zone required for sinking, and the soil can be transported over long distances.
При выемке грунта из тоннеля протяженностью, например, 7 км в обе стороны, при высоте вертикального ствола (глубине моря) 80 метров, с учетом угла откоса-0,7, диаметр намываемого острова составит более 200 м, а его площадь более 4000 м2. Такой остров обеспечит надежную защиту вертикального ствола от разрушения, предотвратит затопление тоннеля во время штормов. Кроме того, остров может использоваться как объект народнохозяйственного значения как в период строительства, так и после завершения всех строительных работ.When excavating a tunnel with a length of, for example, 7 km in both directions, with a vertical trunk height (sea depth) of 80 meters, taking into account a slope angle of 0.7, the diameter of the washed island will be more than 200 m and its area is more than 4000 m 2 . Such an island will provide reliable protection of the vertical trunk from destruction, and prevent flooding of the tunnel during storms. In addition, the island can be used as an object of national economic importance both during the construction period and after the completion of all construction work.
Таким образом, предложенный способ позволяет обеспечить строительство тоннеля под морским дном на любые расстояния, сократить сроки строительства и уменьшить строительные расходы.Thus, the proposed method allows for the construction of a tunnel under the seabed at any distance, reduce construction time and reduce construction costs.
Источники информацииSources of information
1. Авторское свидетельство №889859, Е 21 D 10/00, опубл. 18.12.1981.1. Copyright certificate No. 889859, E 21 D 10/00, publ. 12/18/1981.
2. Патент Великобритании №2358417, Е 21 D 9/00, опубл. 18.01.2000, (прототип).2. British patent No. 2358417, E 21 D 9/00, publ. 01/18/2000, (prototype).
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003109414/03A RU2239025C1 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Method of tunnel building under seabed |
| DE200410017648 DE102004017648B4 (en) | 2003-04-04 | 2004-04-02 | Process for the construction of tunnels under the seabed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003109414/03A RU2239025C1 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Method of tunnel building under seabed |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2239025C1 true RU2239025C1 (en) | 2004-10-27 |
| RU2003109414A RU2003109414A (en) | 2004-12-10 |
Family
ID=33537819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003109414/03A RU2239025C1 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Method of tunnel building under seabed |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102004017648B4 (en) |
| RU (1) | RU2239025C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2501912C2 (en) * | 2010-04-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Method to erect underwater tunnels |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0867565A1 (en) * | 1996-09-27 | 1998-09-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method of production of large tank, system using such large tank and submerged tunneling method using the tank |
| US5899635A (en) * | 1997-05-09 | 1999-05-04 | Kuja; Michael W. | Transportation underwater tunnel system |
| GB2358417A (en) * | 2000-01-18 | 2001-07-25 | Allan Cassells Sharp | A method for construction and operation of subaqueous tunnels |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1460529A (en) * | 1974-05-22 | 1977-01-06 | Golder Hoeck Associates Ltd | Underwater structure |
-
2003
- 2003-04-04 RU RU2003109414/03A patent/RU2239025C1/en not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-04-02 DE DE200410017648 patent/DE102004017648B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0867565A1 (en) * | 1996-09-27 | 1998-09-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method of production of large tank, system using such large tank and submerged tunneling method using the tank |
| US5899635A (en) * | 1997-05-09 | 1999-05-04 | Kuja; Michael W. | Transportation underwater tunnel system |
| GB2358417A (en) * | 2000-01-18 | 2001-07-25 | Allan Cassells Sharp | A method for construction and operation of subaqueous tunnels |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2501912C2 (en) * | 2010-04-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Method to erect underwater tunnels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102004017648A1 (en) | 2005-04-07 |
| DE102004017648B4 (en) | 2008-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109780325B (en) | Installation method of underwater pipeline of water taking tunnel of water plant | |
| CN102720140B (en) | Large-span prestress concrete continuous beam deepwater pier construction process | |
| CN103507109B (en) | Underwater dry type cutting cabin and application method thereof | |
| CN112878375B (en) | A method and structure for vertical lifting in underwater tunnels suitable for hard ground | |
| CN101294394A (en) | Steel cavity caisson-pile composite foundation and its construction method | |
| US3380256A (en) | Underwater drilling installation and method of construction | |
| CN102235010B (en) | Treatment method for hanging sinking stop due to expansive soil in well sinking | |
| US4815894A (en) | Construction and use of subsea bore holes | |
| CN102561379A (en) | Novel bridge installation foundation and construction method thereof | |
| EP2261425A1 (en) | Hybrid offshore large pile - gravity foundation for constructions, and installation method therefor | |
| KR102532491B1 (en) | Construction device of anchor block for settling an anchor block when boring underwater bottom | |
| CN104975612A (en) | Novel water open caisson construction technology | |
| US3998061A (en) | Formation of cavities in the bed of a sheet of water | |
| RU2239025C1 (en) | Method of tunnel building under seabed | |
| CN118499575B (en) | A method for laying steel sewage discharge pipeline at sea | |
| CN113585346A (en) | Immersed tube foundation tank treatment process and immersed tube installation process for offshore inland river junction area | |
| KR100931918B1 (en) | Underwater tunneling method using internal and external hydraulic pressure difference | |
| CN108005659A (en) | A kind of diving for city vertical shaft construction excavates construction method | |
| CN214738266U (en) | Vertical jacking implementation structure in underwater tunnel suitable for hard stratum | |
| JP3209503B2 (en) | Water intake / discharge equipment underwater construction method | |
| CN109795636B (en) | Caisson type drilling platform | |
| CN111648425A (en) | Construction process for sand mining in high-compactness high-impurity-content water area | |
| JPS5972324A (en) | Construction of artificial islet for excavation of shaft | |
| Bejui et al. | French experience in the field of submarine tunnelling | |
| RU2121544C1 (en) | Method of dredging in rocks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050405 |