Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Туннель қазу кезінде қолданылатын қорғаныш құрылғысы
Protective structure used during the excavation of tunnels
Туннель қазу қалқаны – адам жасаған үлкен туннельдерді қазу кезінде пайдаланылатын қорғаныш құрылғысы. Жұмсақ, сұйық немесе басқа тұрақсыз топырақты қазғанда, құлап түсетін материалдардан немесе үңгірдің құлауынан жұмысшылардың денсаулығы мен қауіпсіздігіне қауіп төнеді, сондай-ақ жобаның өзіне де қауіп туындайды. Туннельдік қалқан уақытша тіреу құрылысы ретінде қолданылуы мүмкін. Әдетте, туннель бөлігі қазылғаннан бастап, оны тұрақты тіреу құрылысымен қаптағанға дейін ол қысқа мерзімге орнатылады. Тұрақты құрылым, дәуірге байланысты, кірпіштен, бетоннан, шойыннан немесе болаттан жасалуы мүмкін. Қазіргі заманғы қалқандар көбінесе цилиндрлі болғанымен, Марк Изамбард Брунельдің алғашқы "қалқаны" шын мәнінде үш қабаттан және әр қабатта он екі бөлімнен тұратын, қатты жүк көтеретін жоғарғы беті бар, үлкен, тіктөртбұрышты, мұрапат сияқты темір құрылым болды. Бұл құрылым адамдарды үңгірдің құлауынан қорғады, олар оның ішінде жұмыс істеп, қалқанның алдындағы туннельді қазып жатқанда.
A tunnelling shield is a protective structure used during the excavation of large, human made tunnels. When excavating through ground that is soft, liquid, or otherwise unstable, there is a potential health and safety hazard to workers and the project itself from falling materials or a cave in. A tunnelling shield can be used as a temporary support structure. It is usually in place for the short term from when the tunnel section is excavated until it can be lined with a permanent support structure. The permanent structure may be made up of, depending on the period, bricks, concrete, cast iron, or steel. Although modern shields are commonly cylindrical, the first "shield", designed by Marc Isambard Brunel, was actually a large, rectangular, scaffold like iron structure with three levels and twelve sections per level, with a solid load bearing top surface. The structure protected the men from cave ins as they laboured within it, digging the tunnel out in front of the shield.
Тарих
Бірінші сәтті тікбұрышты туннельдік қалқанды Марк Изамбард Брунел жасады және оны 1818 жылдың қаңтарында Лорд Кокрейнмен бірге патенттеді. Брунел мен оның ұлы Исэмбард Кингдом Брунел 1825 жылдан бастап Темза туннелін қазу үшін оны пайдаланды (дегенмен туннель 1843 жылға дейін ашылмады). Брунелдің дизайнына шабындық бергені – кеме жасау кезінде байқаған су астындағы ағаштарды тиімді түрде тесіп өтетін кеме құртының қабығы болған. Көптеген туннельдік қалқандар әлі де Грейтхедтің дизайнының негізінде жасалған.
The first successful rectangular tunnelling shield was developed by Marc Isambard Brunel and patented by him and Lord Cochrane in January 1818. Brunel and his son Isambard Kingdom Brunel used it to excavate the Thames Tunnel beginning in 1825 (though the tunnel was not opened until 1843). Brunel is said to have been inspired in his design by the shell of the shipworm, a mollusc whose efficiency at boring through submerged timber he observed while working in a shipyard. Most tunnelling shields are still loosely based on Greathead's design.
Қалқанды қолмен туннельдеу
Алғашқы қалқанды туннель қазу кезінде, қалқан қазу жұмысын жүзеге асырған жұмысшыларды қорғау және оларды алға жылжыту үшін қолданылды, сондай-ақ туннель қабырғасының жиналмалы бөліктерімен бірте-бірте алмастырылды. Лондон метрополитенінің алғашқы терең туннельдері осы әдіспен салынған. Қалқан жұмыс бетін әрбір жұмысшының қазып алатын, бірімен-бірі жабысатын бөліктерге бөлді.
In early shield tunnelling, the shield functioned as a way to protect labourers who performed the digging and moved the shield forward, progressively replacing it with pre built sections of tunnel wall. The early deep tunnels for the London Underground were built in this way. The shield divided the workface into overlapping portions that each worker could excavate.
Заманауи туннель қазу машиналары
Туннель қазу машинасы (ТҚМ) қалқаннан (ірі металл цилиндрден) және оны ұстап тұратын механизмдерден тұрады. Қалқанның алдыңғы бөлігінде айналмалы кесу дөңгелегі орналасқан. Кесу дөңгелегінің артында қазылған топырақ түрліше өңделеді: ТҚМ түріне қарай, оны суспензиямен арастырып (суспензиялық ТҚМ) немесе өзгеріссіз қалдырады (жер қысымымен теңдестірілген немесе EPB қалқаны). ТҚМ түрін таңдау топырақтың сипаттамасына байланысты. Топырақты (немесе суспензиямен араласқан топырақты) шығару жүйелері де қарастырылған. Камераның артында туннельдің дайын бөлігіне тірелетін гидравликалық домкраттар орналасқан, олар ТҚМ-ді ілгері жылжытуға қолданылады. Белгілі бір қашықтықты қазғаннан кейін (шамамен ), тіреуіш көмегімен жаңа туннель сақинасы құрастырылады. Эректор – бұл алдын ала дайындалған бетон сегменттерін алып, қажетті жерге орналастыратын айналмалы жүйе. Қалқанның артында, туннельдің дайын бөлігінде ТҚМ құрамына кіретін бірнеше қолдау механизмдері орналасқан: топырақ тазалау, қажет болған жағдайда суспензия құбырлары, басқару бөлмелері, алдын ала дайындалған сегменттерді тасымалдауға арналған рельстер және т.б.
A tunnel boring machine (TBM) consists of a shield (a large metal cylinder) and trailing support mechanisms. A rotating cutting wheel is located at the front end of the shield. Behind the cutting wheel there is a chamber where the excavated soil is either mixed with slurry (so called slurry TBM) or left as is (earth pressure balance or EPB shield), depending on the type of the TBM. The choice of TBM type depends on the soil conditions. Systems are also present for removal of the soil (or the soil mixed with slurry). Behind the chamber there is a set of hydraulic jacks supported by the finished part of the tunnel which are used to push the TBM forward. Once a certain distance has been excavated (roughly ), a new tunnel ring is built using the erector. The erector is a rotating system which picks up precast concrete segments and places them in the desired position. Several support mechanisms can be found behind the shield, inside the finished part of the tunnel, which are part of the TBM: dirt removal, slurry pipelines if applicable, control rooms, rails for transport of the precast segments, etc.
Қалқа
Туннельдің қаптамасы – туннельдің қабырғасы. Ол әдетте сақиналар құрайтын жиналмалы бетон сегменттерден тұрады. Лондон метрополитенінің туннельдерінде бұрын құйма темір қаптамалар қолданылған, ал басқа жерлерде кейде болат қаптамалар пайдаланылған. Жиналмалы қалыпталған қаптама бөліктерін пайдалану идеясы жаңа емес және оны алғаш рет 1874 жылы Джеймс Генри Грейтхед патенттеген.
The tunnel lining is the wall of the tunnel. It usually consists of precast concrete segments which form rings. Cast iron linings were traditionally used in the London Underground tunnels, while steel liners were sometimes used elsewhere. The concept of using precast moulded lining sections is not new and was first patented in 1874 by James Henry Greathead.
Жапониядағы қалқандар
Жапонияда қалқандық туннель салуға қатысты бірнеше инновациялық тәсілдер бар, мысалы, Double O Tube немесе DOT туннелі. Бұл туннель екі біріккен шеңберге ұқсайды. Сонымен қатар, дерлік кез келген пішінде туннель қазуға мүмкіндік беретін компьютерлік қолдары бар қалқандар да қолданылады.
In Japan there are several innovative approaches to shield tunnelling, e. g. the Double O Tube or DOT tunnel. This tunnel looks like two overlapping circles. There are also shields with computerized arms which can be used to dig a tunnel in virtually any shape.