Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из метода New Austrian Tunneling )
Перейти к навигации Перейти к поиску
"NATM" перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см NATM (значения) .

Метод туннелирования Новый австрийский ( NATM ), также известный как метод последовательного землеройной ( SEM ) или опрыскивают бетона методом футеровки [1] ( SCL ), представляет собой способ современного туннельного проектирования и строительства с использованием сложного мониторинга с целью оптимизации различных методов армирования стены на основе от типа горных пород, встречающихся при проходке туннелей. Этот метод впервые привлек внимание в 1960-х годах благодаря работам Ладислава фон Рабцевича , Леопольда Мюллера и Франца Пахера.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 окружающем массиве горных пород, для стабилизации туннеля, где это возможно, вместо 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 [ править ]

NATM объединяет принципы поведения горных массивов под нагрузкой и мониторинг производительности подземных сооружений во время строительства. NATM часто называют подходом «проектирование на ходу», обеспечивающим оптимизированную поддержку, основанную на наблюдаемых наземных условиях. 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:

  • Использование прочности естественного горного массива - полагается на внутреннюю прочность окружающей горной массы, которая сохраняется в качестве основного компонента опоры туннеля. Первичная поддержка направлена ​​на то, чтобы скала могла поддерживать себя.
  • Защита торкретбетона - необходимо свести к минимуму рыхление и чрезмерную деформацию породы . 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 закладывается в футеровку, грунт и скважины . В случае наблюдаемых перемещений дополнительные опоры устанавливаются только при необходимости, что приводит к общей экономии общей стоимости проекта.
  • Гибкая опора - основная облицовка тонкая и отражает недавнее состояние пластов . Используется активная, а не пассивная опора, и туннель укрепляется гибкой комбинацией анкерных болтов , проволочной сетки и стальных ребер, а не более толстой бетонной облицовкой.
  • Закрытие переворота  - особенно важно в мягком грунте, быстрое закрытие перевернутого канала (нижняя часть туннеля), которое создает несущее кольцо, важно и имеет то преимущество, что задействует внутреннюю силу горного массива, окружающего грунт. 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 , от очень твердых до очень мягких, определяет минимальные необходимые меры поддержки и позволяет избежать экономических потерь, связанных с излишне сильными мерами поддержки. Существуют конструкции опорных систем для каждого из основных классов горных пород. Они служат руководством для армирования туннелей.

Исходя из расчета оптимального поперечного сечения , необходима только защита из тонкого торкретбетона. Его наносят сразу за выемкой туннеля, чтобы создать естественное несущее кольцо и минимизировать деформацию породы. Установлены геотехнические инструменты для измерения деформации котлована в дальнейшем . Возможен мониторинг распределения напряжений в породе.

Такой мониторинг делает метод очень гибким, даже если команды обнаруживают неожиданные изменения в геомеханической плотности горных пород, например, из-за трещин или карьерной воды . Армирование делается путем проводного бетона , который может быть объединен со стальными ребрами или рельефными болтами , а не с более толстым торкретом,

Измеренные свойства горных пород позволяют подобрать подходящие инструменты для укрепления туннелей. С начала 21-го века NATM использовался для выемки мягких грунтов и прокладки туннелей в пористых отложениях . NATM позволяет незамедлительно вносить изменения в детали конструкции, но требует гибкой контрактной системы для поддержки таких изменений.

Имена вариантов [ править ]

NATM был первоначально разработан для использования в Альпах, где туннели обычно выкапываются на глубине и в условиях высокого напряжения на месте . 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 поселений, 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. Новые условиявозникли, и альтернативные названия для определенных аспектов NATM были приняты по мере его использования. Частично 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 с напылением (SCL) часто используются в более мелких туннелях. В Японии используются термины NATM с центральной разделительной стенкой 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 окружающие горные породы или грунтовые образования туннеля объединяются в общую кольцевую опорную конструкцию. Таким образом, опорные конструкции сами будут частью этой опорной конструкции». [4]

Некоторые инженеры используют NATM всякий раз, когда предлагают торкрет-бетон для первоначальной наземной поддержки туннеля с открытым забоем. Термин NATM может вводить в заблуждение в отношении туннелей с мягким грунтом. Как отметил Эмит Браун, NATM может относиться как к философии проектирования, так и к методу строительства . [5]

Ключевые особенности [ править ]

Ключевые особенности философии проектирования NATM:

  • Сила земли вокруг туннеля намеренно мобилизован в максимально возможной степени.
  • Мобилизация прочности грунта достигается за счет контролируемой деформации грунта.
  • Устанавливается первичная первичная опора с характеристиками нагрузки и деформации, соответствующими условиям грунта, и установка рассчитывается с учетом деформаций грунта.
  • Приборы устанавливаются для отслеживания деформаций в начальной опорной системе, а также для формирования основы для изменения первоначальной конструкции опоры и последовательности выемки грунта .

Когда NATM рассматривается как метод построения, ключевыми особенностями являются:

  • Туннель последовательно выкапывается и поддерживается, и последовательность выемок может быть изменена для эффективного решения конкретных горных условий.
  • Первоначальная опора грунта обеспечивается торкретбетоном в сочетании с арматурой из фибры или сварной проволоки, стальными арками (обычно решетчатыми балками), а иногда и арматурой грунта (например, грунтовыми гвоздями, шплинтами ).
  • 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 [ править ]

Обрушение туннеля в аэропорту Хитроу в 1994 году 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]

См. Также [ править ]

  • Геотехническая инженерия
  • Классификация горных пород
  • Туннели
  • Анализ контролируемой деформации горных пород и грунтов

Ссылки [ править ]

  1. ^ Алан Томас (2019). Туннели с напылением бетона - 2-е изд . Абингдон, Великобритания: Тейлор и Фрэнсис. п. 288. ISBN 9780367209759.
  2. ^ Левент Özdemir (2006). Североамериканский туннель . Абингдон, Великобритания: Тейлор и Фрэнсис. п. 246. ISBN. 0-415-40128-3.
  3. ^ Чжан, Д., Сюн Ф., Чжан Л., 2016
  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] Архивировано 17 октября 2013 г. в Wayback Machine , Виктор Ромеро.
  6. ^ Tunneltalk: отказы Хитроу подчеркивают недоразумения NATM (злоупотребление?)

Дальнейшее чтение [ править ]

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