Введение
Метод современного проектирования и строительства туннелей
Новый австрийский метод проходки (NATM), также известный как метод последовательных выемок (SEM) или метод торкретирования (SCL), – это современный метод проектирования и строительства туннелей, использующий сложное мониторинговое наблюдение для оптимизации различных способов укрепления стен в зависимости от типа горных пород, встречающихся в процессе проходки. Эта техника впервые привлекла внимание в 1960-х годах благодаря работам Ладислауса фон Рабцевича, Леопольда Мюллера и Франца Пахера, проведенным в Австрии в период с 1957 по 1965 год. Название NATM было дано для отличия от более ранних методов, с его экономическим преимуществом – использованием естественной геологической прочности окружающей горной массы для стабилизации туннеля, где это возможно, вместо укрепления всей конструкции. Считается, что NATM/SEM произвели революцию в современной туннельной индустрии. Многие современные туннели были построены с использованием этой технологии. Метод последовательных выемок очень экономичен, даже в карстовых условиях.
Варианты названий
NATM был первоначально разработан для применения в Альпах, где туннели обычно прокладываются на большой глубине и при высоком напряжении в массиве горных пород. Принципы NATM лежат в основе современного туннелестроения, и NATM по сути предполагает учет конкретных грунтовых условий, с которыми сталкиваются при строительстве. Большинство городских туннелей строятся на небольшой глубине и не требуют контроля за высвобождением напряжения в массиве горных пород, как это было в случае с оригинальным NATM в Альпах. Проекты в городах уделяют больше внимания минимизации осадок и поэтому, как правило, используют другие методы крепления, отличные от оригинального NATM. Это привело к путанице в терминологии, поскольку инженеры-туннелестроители используют термин "NATM" для обозначения различных подходов. По мере распространения NATM возникли новые термины и альтернативные названия для отдельных аспектов метода. Это отчасти связано с более широким использованием метода туннелирования в Соединенных Штатах, особенно при строительстве туннелей в мягких грунтах на небольшой глубине. Для этого современного стиля туннелестроения используются и другие обозначения: метод последовательных выемок (SEM) или набрызг-бетонное крепление (SCL) часто применяются при строительстве туннелей на небольшой глубине. В Японии используются термины "NATM с центральной разделительной стеной" или "метод поперечных диафрагм" (оба сокращенно CDM) и "метод вертикального деления верхней половины" (UHVS). Австрийское общество инженеров и архитекторов определяет NATM как "метод, при котором окружающие горные породы или грунты туннеля интегрируются в общую кольцевую несущую конструкцию. Таким образом, сами горные породы или грунты становятся частью этой несущей конструкции". Некоторые инженеры используют термин NATM всякий раз, когда предлагают торкрет-бетон для предварительного крепления выработки туннеля на открытом забое. Термин NATM может быть вводящим в заблуждение применительно к туннелям в мягких грунтах. Как отметил Эмит Браун, NATM может относиться как к философии проектирования, так и к методу строительства.
Безопасность
В 1994 году обрушение тоннеля в аэропорту Хитроу поставило под вопрос безопасность метода новых австрийских тоннельных изысканий (NATM). Однако последовавшее расследование возложило вину за обрушение на некачественное выполнение работ и недостатки в организации строительства, а не на сам метод NATM.