挖掘这个:如何安全地建造墨尔本的地铁隧道

根据费尔法克斯媒体今天的一份报道,工党政府将宣布为墨尔本价值90亿澳元的地铁隧道提供资金,此外还有4000万澳元用于推动该项目“准备就绪”的声音很好吗

好吧,让我们看看......在任何铁锹破土之前,铁路隧道正面临一系列工程挑战据报道,其中包括决定是否在现有城市环路下方或上方运行新隧道,开始维多利亚综合癌症的建设工作中心,以及亚拉河下方和旁边的含水层的存在,拟建的隧道将在那里运行该项目于2009年由前布伦比维多利亚州政府宣布,涉及南肯辛顿和南亚拉之间9公里长的隧道,新的地铁站,最终每小时将载客达6万人次墨尔本地区以前的隧道工程告诉我们,建造隧道的任何选择都不会成为一条小路,但应该让人放心的是,全球有很多提供证据证明这种结构可以安全地完成的例子虽然不希望参与提出一个隧道te对另一个人来说,看看一些技术问题和最佳实践状态可能是值得的,因为在墨尔本这样的城市下面进行隧道挖掘任何深入的挖掘研究都要从对“地质学”的清晰认识开始

突破“和连接到现场的水位相邻的水源,如河流或含水层,由数十公里以外的井供水,需要根据土壤样本计算详细的土壤剖面沿着和未来的隧道线旁边,对于最终设计至关重要在建立之前,该地区以前项目的地质图和报告非常有价值对于墨尔本地铁隧道项目,最初的信息来源是地质图墨尔本,SJ 55-5,由维多利亚州初级产业部出版正如可能预料的那样,该地图与参与建造Bu的工程师的观察相匹配1996年至2000年间,他们报告了一条风化的玄武岩层,它位于厚厚的淤泥和粘土带顶部

隧道的垂直竖井必须穿过一层20米的沙子和砾石含水层,称为马里街砾石

含水层的底部开始基岩模塑,像一个扁平的碗,由dargile海洋沉积物,称为墨尔本泥岩(由淤泥和沙子制成)由于泥岩是多孔的,含水层的水能够更深地渗漏并吞没伯恩利隧道因此,隧道墙必须设计得足够坚固以承受所有侧面的静水压力(静止液体施加的压力)当然,这些不同的土壤类型不是很好地排成一列:它们折叠起来,像挤压的桌布一样交织在一起,与小到大的石头混合最后,顶层通常由表面土壤组成,可以来自以前的人造填充物

根据这两个合作来源的信息我们可以得出结论,建议的墨尔本地铁隧道必须通过不同数量的冲积层,海洋和一些被认为是“软”地面的风化火山物质挖到地下水位以下隧道掘进机的出现(TBMs) - 由美国工程师詹姆斯罗宾斯于20世纪50年代建造 - 设计用于钻穿由花岗岩制成的坚硬岩石,比使用钻爆方法快10倍

此记录已被多次破坏,而事故数量减少新的57公里隧道穿过瑞士阿尔卑斯山 - 世界上最长的隧道 - 例如需要四个5兆瓦的TBM,钻孔直径为82米因为软地面TBM不能利用“松软的”隧道墙来推动自己前进,需要一个不同的“基础”一个简单的解决方案是由建造的隧道墙 - 由强大的预制混凝土构件 - 安装在隧道的后面世界上大多数大城市建在软土之上,因为它们是从湖泊或主要河流附近的古老贸易村发展而来的 不断增加的人口规模要求更大的下水道和排水管道 - 最近 - 地下和高速公路将建在地下土壤的柔软性产生了一种特殊的TBM,称为土压平衡(EPB)盾牌或机器我们不应该感到惊讶学习50%的所有EPB隧道建在地下水位以下使用EPB盾牌的一些主要城市包括上海,曼谷,罗马,那不勒斯,巴塞罗那,马德里,里约热内卢,洛杉矶和伦敦主要风险在软地下工作的任何工作都是隧道工程土壤重新布置造成的隧道上方土壤沉降的可能性不出所料,岩土工程师的主要目标是确保以这种方式保持平衡没有对表面结构造成损害这项工作最近取得了进展:事实上,在过去的10 - 15年间,EPB屏蔽技术增加了重要的功能

对这些非常重要的改进是更好的计算机模型预测建筑物下土壤的行为;隧道前现场试验;对难以处理的地下区域进行灌浆预处理或灌浆;新材料;当然,从世界各地的成功项目中获得的大量知识多伦多,纽约和波士顿的旧地铁通常建在主干道的下面,应用所谓的“切割和覆盖”方法作为术语暗示,施工开始时切断一个初始空间,可能用梁和钢板覆盖大开口挖掘向下推进,同时交通指向必要的开口以降低或提高材料当然,卡车,起重机和混凝土搅拌机相关联随着施工扰乱沿隧道路线的行人和车辆交通社区和商业压力导致通常更便宜的切割和覆盖选项被消除,有利于“深孔”,使用镗床如上所述,五个新站将作为墨尔本地铁项目的一部分建成,这些挑战独立于隧道站不仅需要添加最大空间:他们还需要连接到地面地下通道相邻的商场或办公楼也是一个非常有吸引力的补充圆形镗床不是为了建造车站而使用剪切和覆盖方法,车站也可以使用新奥地利隧道法(NATM)自下而上建造NATM的基本前提是在用大型设备挖掘外壳之前创建坚固的屋顶和侧墙不仅适用于两个隧道之间的站点和横切, NATM可以与切割和覆盖的“堂兄”相结合,创建一种上下施工方法,首先从顶部钻出承重墙和柱子然后向上建造可见部分,同时在下面挖掘(从隧道向上使用NATM,或向下)通过已经存在的隧道部分移除大量挖掘的材料EPB-shields这不仅可以消除表面上大型自卸卡车的需求,而且还可以加快施工为墨尔本的地铁隧道寻找最佳解决方案需要所有利益相关方的密切合作,由隧道工程师和具有国家专业知识的承包商提供建议最先进的隧道技术无论最终选择哪条路线,EPB盾构技术似乎都是最安全,最高效,最经济的替代方案,可以通过墨尔本柔软的“充水”地下管道建造管道

在城市大型卡车交通对挖掘车站的影响,似乎将“上下”建筑与NATM相结合,受到先进灌浆的保护 - 以及通过隧道清除渣土 - 将提供最理想的解决方案

项目(现在正在推动澳大利亚基础设施国家优先列表中的头把交椅)将继续令人着迷;但是,技术面临的挑战,以及这些挑战的解决方案也将如此向前发展您是否应该指望在不久的新墨尔本地铁线路上乘坐火车

可能不是 正如在地下建造如此大型项目的许多场合一样,我们不得不期待主要由地质造成的延误

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