Новый австрийский метод проходки туннелей - New Austrian tunnelling method

"NATM" перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. NATM (значения).

В Новый австрийский метод проходки туннелей (NATM), также известный как метод последовательной выемки (SEM) или же метод облицовки напылением бетона [1](SCL), это метод современного туннель проектирование и строительство с использованием сложного мониторинга для оптимизации различных методов армирования стен в зависимости от типа горных пород, встречающихся в ходе проходки туннелей. Этот метод впервые привлек внимание в 1960-х годах благодаря работам Ладислав фон Рабцевич, Леопольд Мюллер, и Франц Пахер с 1957 по 1965 год в Австрии. Название NATM было предназначено, чтобы отличить его от более ранних методов, с его экономическим преимуществом, заключающимся в использовании внутренней геологической прочности, доступной в окружающей среде. камень массы для стабилизации туннеля, где это возможно, а не для усиления всего туннеля.[2]

Считается, что NATM / SEM произвел революцию в современной туннельной индустрии. Многие современные туннели использовали эту технику раскопок.

Работы, построенные методом последовательной выемки грунта, очень привлекательны с экономической точки зрения и приемлемы в карстовых условиях.[3]

Принципы

NATM объединяет принципы поведения горных массивов под нагрузкой и мониторинг производительности подземных сооружений во время строительства. NATM часто называют подходом «проектирование на ходу», обеспечивающим оптимальную поддержку на основе наблюдаемых наземных условий. Более правильно его можно охарактеризовать как подход «проектирование при отслеживании», основанный на наблюдаемой конвергенции и расхождении в облицовке и картировании преобладающих горных условий. Это не набор специальных методов раскопок и поддержки.

NATM состоит из семи элементов:

  • Эксплуатация прочности естественного горного массива - полагается на внутреннюю прочность окружающего горного массива, который сохраняется в качестве основного компонента опоры туннеля. Первичная поддержка направлена ​​на то, чтобы скала могла поддерживать себя.
  • Торкрет-бетон защита - рыхление и чрезмерное качание деформация должны быть минимизированы. Это достигается нанесением тонкого слоя торкретбетона сразу после продвижения забоя.
  • Измерение и мониторинг - необходимо тщательно контролировать возможные деформации котлована. NATM требует установки сложной измерительной аппаратуры. Он встраивается в подкладку, грунт и скважины. В случае наблюдаемых перемещений дополнительные опоры устанавливаются только при необходимости, что в результате дает общую экономию на общей стоимости проекта.
  • Гибкая опора - основная подкладка тонкая и отражает недавнее слои условия. Используется активная, а не пассивная опора, а туннель усилен гибкой комбинацией анкерные болты проволочной сеткой и стальными ребрами жесткости, а не более толстой бетонной футеровкой.
  • Закрытие инвертировать - Особенно важно в мягком грунте, быстрое закрытие перевернутого отверстия (нижней части туннеля), которое создает несущее кольцо, имеет важное значение и имеет то преимущество, что задействует внутреннюю прочность горной массы, окружающей туннель.
  • Контрактные соглашения - поскольку NATM основан на измерениях мониторинга, изменения в поддержке и методе строительства возможны, но только если это позволяет контрактная система.
  • Классификация горных пород, варьируясь от очень жестких до очень мягких, определяет минимальные необходимые меры поддержки и позволяет избежать экономических потерь, возникающих в результате излишне сильных мер поддержки. Для каждого из основных классов горных пород существуют конструкции опорных систем. Они служат руководством для армирования туннелей.

На основе расчета оптимального поперечное сечение, необходима только тонкая торкрет-защита. Его наносят сразу за выемкой туннеля, чтобы создать естественное несущее кольцо и минимизировать деформацию породы. Геотехнический установлены инструменты для измерения более поздней деформации земляные работы. Возможен мониторинг распределения напряжений в породе.

Такой мониторинг делает метод очень гибким, даже если команды обнаруживают неожиданные изменения в геомеханический консистенция породы, например к щели или же карьерная вода. Армирование делается проводной бетон, который можно комбинировать со стальными ребрами или выступом болты не с более толстым торкретбетоном,

Измеренные свойства горных пород предполагают соответствующий инструменты для усиления тоннеля. С начала XXI века NATM используется для разработки мягких грунтов и строительства туннелей в пористых грунтах. отложения. NATM позволяет незамедлительно вносить изменения в детали конструкции, но требует гибкой контрактной системы для поддержки таких изменений.

Варианты названия

NATM был первоначально разработан для использования в Альпах, где туннели обычно копаются на большой глубине и высоте. на месте стрессовые состояния. Принципы NATM являются фундаментальными для современного туннелирования, а NATM в основном включает в себя конкретное рассмотрение конкретных встречающихся почвенных условий. Большинство городских туннелей строятся на небольшой глубине и не требуют контроля над снятием напряжений на месте, как это было в случае с первоначальным NATM в Альпах. Проекты в городах ставят более высокий приоритет минимизации заселения, поэтому они, как правило, используют методы поддержки, отличные от первоначального NATM. Это привело к путанице в терминологии: инженеры по туннелированию используют «NATM» для обозначения разных вещей. Новый термины возникли и альтернативные названия для некоторых аспектов NATM были приняты по мере его использования. Отчасти это вызвано более широким использованием этого метода проходки туннелей в Соединенных Штатах, особенно в неглубоких туннелях с мягким грунтом.

Для этого современного стиля проходки туннелей видны и другие обозначения, например Метод последовательной выемки грунта (SEM) или бетонная облицовка методом напыления (SCL) часто используются в более мелких туннелях. В Японии используются термины NATM с разделительной стенкой по центру или метод поперечной диафрагмы (оба сокращаются до CDM) и метод вертикального деления верхней половины (UHVS).

Австрийское общество инженеров и архитекторов определяет NATM как «метод, при котором окружающая порода или почва образования туннеля интегрированы в общую кольцевую опорную конструкцию. Таким образом, опорные образования сами будут являться частью этой несущей конструкции «.[4]

Некоторые инженеры используют NATM всякий раз, когда предлагают торкретирование для первоначальной наземной опоры туннеля открытого типа. Термин NATM может ввести в заблуждение в отношении туннелей с мягким грунтом. Как отметил Эмит Браун, NATM может относиться как к дизайн философия и строительство метод.[5]

Ключевая особенность

Ключевые особенности философии проектирования NATM:

  • В сила земли вокруг туннеля намеренно мобилизовано в максимально возможной степени.
  • Мобилизация прочности грунта достигается за счет контролируемой деформации грунта.
  • Первоначальная первичная опора устанавливается с нагрузка -деформационные характеристики соответствуют условиям грунта, а установка рассчитана с учетом деформаций грунта.
  • Приборы устанавливаются для контроля деформаций в исходной системе поддержки, а также для формирования основы различного начальной поддержки проектирования и последовательности земляные работы.

Когда NATM рассматривается как метод построения, ключевыми особенностями являются:

  • Туннель последовательно выкапывается и поддерживается, и последовательность выемок может быть изменена для эффективного решения конкретных условий горных пород.
  • Первоначальная опора грунта обеспечивается торкрет-бетоном в сочетании с арматурой из фибры или сварной проволоки, стальными арками (обычно решетчатыми балками) и иногда арматурой грунта (например, грунтовыми гвоздями, всплеск ).
  • Постоянная опора обычно представляет собой монолитную бетонную облицовку, размещенную поверх гидроизоляционной мембраны.
  • Происходит быстрое закрытие переворота, то есть нижней части туннеля, чтобы создать структурное кольцо, которое использует каменную или грунтовую дугу, естественным образом создаваемую в верхней части секции туннеля.

Безопасность

1994 год Аэропорт Хитроу Обрушение туннеля вызвало вопросы о безопасности NATM. Однако последующий судебный процесс возложил ответственность за обрушение на плохое качество изготовления и недостатки в управлении строительством, а не на NATM.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Алан Томас (2019). Бетонные туннели с напылением - 2-е изд.. Абингдон, Великобритания: Тейлор и Фрэнсис. п. 288. ISBN  9780367209759.
  2. ^ Левент Оздемир (2006). Североамериканский туннель. Абингдон, Великобритания: Тейлор и Фрэнсис. п. 246. ISBN  0-415-40128-3.
  3. ^ Чжан Д., Сюн Ф., Чжан Л., 2016 г.
  4. ^ Алан Мьюир Вуд (2002). Туннелирование: управление по дизайну. Абингдон, Великобритания: Тейлор и Фрэнсис. п. 328. ISBN  978-0-419-23200-1.
  5. ^ Информационный бюллетень Jacobs & Associates, весна 2002 г., NATM IN SOFT-GROUND: ПРОТИВОРЕЧИЕ УСЛОВИЙ?[1] В архиве 2013-10-17 в Wayback Machine, Виктор Ромеро.
  6. ^ Tunneltalk: сбои в аэропорту Хитроу подчеркивают недопонимание NATM (злоупотребление?)

дальнейшее чтение

  • Иоганн Гользер, Новый австрийский туннельный метод (NATM), теоретические основы и практический опыт. 2-й Торкрет-бетон конференция, Истон, Пенсильвания (США), 4-8 октября 1976 г.