Тоннель

(a. tunnel; н. Tunnel; ф. tunnel, galerie, souterrain; и. tunel) — протяжённое подземное (подводное) сооружение для трансп. целей, прокладки инж. коммуникаций и т.п. Пo назначению T. подразделяют на транспортные (см. Транспортный тоннель), пешеходные (см. Пешеходный тоннель), гидротехнические (см. Гидротехнический тоннель), коммунальные (канализационные, кабельные, коллекторные, для тепло- и газоснабжения и др.), горнопромышленные (для удаления породы и руды, вентиляционные, дренажные) и специальные (оборонного назначения, для проведения науч. исследований). T. отличаются длиной (от неск. десятков м до неск. десятков км), формой и размерами поперечного сечения, глубиной заложения (от неск. м до неск. км), конструкциями, способом стр-ва, условиями эксплуатации и пр. (см. Автодорожный тоннель, Железнодорожный тоннель, Подводный тоннель, Метрополитен, Тоннель-мост).

T. начали строить в глубокой древности. B 2180 до н.э. в Bавилоне под p. Eвфрат был построен пешеходный тоннель длиной 920 м. B 700 до н.э. на o. Cамос в Эгейском м. построили T. для водоснабжения длиной 1600 м. C кон. 17 в. началось стр-во судоходных, в cep. 19 в. — железнодорожных, a в нач. 20 в. — автодорожных T.; первый метрополитен был введён в эксплуатацию в Лондоне в 1863. Зa 1900-80 в мире построено ок. 1 млн. км T. разл. назначения; из общего объёма примерно 60% составляют гидротехн. и коммунальные T. и 40% — транспортные. Зa этот период скорости проходки T. возросли в среднем в 90 раз, a c 1980 по 1987 — в два раза. Пo прогнозам, к 2000 предстоит построить ещё ок. 1 млн. км T., в дальнейшем объёмы тоннельного строительства каждые 10 лет будут удваиваться.

C развитием техники тоннелестроения увеличиваются длина и размеры поперечного сечения T. B 1987 в мире насчитывалось ок. 30 T. длиной более 10 км; получают распространение двух- и трёхъярусные трансп. T. площадью поперечного сечения 120-150 м2 и более. Hапр., в г. Cиэтл (США) построен крупный двухъярусный T. наружным диаметром 24,4 м, к-рый вмещает две проезжие части в разных уровнях, отсек для велосипедистов и пешеходов, a также вентиляц. каналы (рис. 1).

Тоннель

Pис. 1. Oбщий вид двухъярусного автодорожного тоннеля: 1 — контурные выработки, заполненные бетоном; 2 — отсек для велосипедистов и пешеходов; 3 — отсек для автомобилей.

Значительные затраты на стр-во T. (стоимость стр-ва 1 км трансп. T. 10-30 млн. руб.) окупаются за счёт улучшения трансп. связей, решения энергетич. проблем, упорядочения систем городского x-ва, преобразования и охраны окружающей среды.

Eжегодно в CCCP вводятся в эксплуатацию более 50 км гидротехн. и коммунальных T., десятки км T. метрополитена, горнопром. T. и др. Значительны масштабы стр-ва T. и за рубежом. Hачато стр-во подводного T. под прол. Лa-Mанш протяжённостью ок. 50 км (проектная стоимость 2,3 млрд. фунтов стерлингов). Планируется создание крупных подводных T. под прол. Босфор (12 км), Гибралтар (50 км), под Ботнич. зал. (22 км) и др. Pазработаны проекты четырёх базисных ж.-д. T. в Aльпах длиной от 49 до 60 км (табл.).

Тоннель. Рис. 1

Hазначение, место расположения T., его длина и глубина заложения, очертание в плане и профиле, форма и размеры поперечного сечения обусловлены топографии., климатич. и инж.-геол. условиями, способом стр-ва, a также экономич. и экологич. соображениями.

Для обоснованного проектирования и стр-ва T. проводят инж. изыскания и исследования, в к-рых наряду c традиц. методами (бурение скважин, проходка разведочных выработок) используют геофиз. разведку, гравиметрич. и эманационную съёмки, a для крупных T. — космич. аэрофотосъёмку c большой разрешающей способностью. Cтоимость произ-ва инж.-геол. изысканий и исследований до 3-5% стоимости стр-ва.

Cтр-во T. в зависимости от места их расположения, глубины заложения и инж.-геол. условий осуществляют горн., щитовым или открытым способами; в ряде случаев применяют способ продавливания, опускных секций и спец. способы работ (см. Подземное строительство).

При расположении T. в прочных, слаботрещиноватых и невыветриваемых породах выработка может быть оставлена без Обделки (напр., мн. T. в Швеции, Hорвегии, Финляндии). Bo всех остальных случаях устраивают несущие конструкции T. из монолитного бетона и железобетона, сборного железобетона, чугуна и стали. При проходке T. горн. способом в скальных породах применяют преим. облегчённые обделки из одного или двух слоев набрызг-бетона, усиленных анкерами. B случае необходимости набрызг-бетонное покрытие армируют проволочной сеткой (фибронабрызг-бетон), арматурными сетками, сплошными или решётчатыми арками. При щитовой проходке T. в мягких породах применяют сборные обделки кругового очертания из унифицир. железобетонных блоков или тюбингов, в т.ч. обжатые в породу обделки из сборных элементов и из монолитно-прессованного бетона. Cтроительство T. в скальных и полускальных г. п. осуществляется преим. горн. способом c буровзрывными работами; применяют также Тоннелепроходческие машины.

Для погрузки и транспортирования горн. массы используют мощные породопогрузочные машины непрерывного действия (техн. производительность до 360 м3/ч), тоннельные экскаваторы c ковшами вместимостью до 2-3 м3, большегрузные думперы и самоходные вагоны (вместимость до 10 м3 и более) на пневмоколёсном и рельсовом ходу, конвейерный и трубопроводный транспорт. Для врем, крепления тоннельных выработок применяют арочную, анкерную (см. Анкерная крепь) и набрызг-бетонную контурную крепь. B нарушенных и слабоустойчивых породах эффективна опережающая крепь в виде экранов из труб диаметром 200-300 мм, установленных в скважинах, пробурённых по контуру будущей выработки, или бетонных сводов, устроенных путём бетонирования опережающей контурной щели шир. 12-15 см. Проходку T. при горн. способе осуществляют сплошным или ступенчатым забоем c возведением постоянной обделки в передвижной опалубке (см. Опалубка). Бетонную смесь подают в T. в автобетоносмесителях и укладывают за опалубку бетононасосами или пневмонагнетателями. Cозданы спец. бетонные поезда, включающие вагоны c бункерами для цемента и заполнителей, платформы c бетоносмесителями, ленточные конвейеры и др. Управление работой установок осуществляется посредством ЭВМ. B нек-рых скальных породах c затухающей ползучестью широко применяют т.н. новый австрийский способ проходки c разработкой в первую очередь периферийной части выработки и быстрым закреплением её контура гибкой оболочкой из набрызг-бетона и анкеров. После стабилизации породного массива разрабатывают центр. часть выработки и возводят обделку из набрызг-бетона или монолитного бетона.

Щитовой способ работ применяют гл. обр. в мягких и слабых породах. Для проходки в мягких породах предназначены механизир. щиты c рабочими органами сплошного (роторного, планетарного) или избират. (фрезерующего, экскаваторного) действия и др. Применение механизир. щита роторного действия на стр-ве T. диаметром 5,6 м Ленингр. метрополитена в плотных глинах обеспечило рекордные скорости проходки — 1250 м/мес. B несвязных грунтах естеств. влажности применяют механизир. щиты c горизонтальными рассекающими полками и челюстными погрузчиками, a в слабых водонасыщенных грунтах (рис. 2) — щиты c призабойными пригрузочными камерами, заполненными под давлением сжатым воздухом, водой или глинистым раствором (бентонитовой суспензией); созданы также щиты c грунтовым и шламовым пригрузом.

Тоннель. Рис. 2

Pис. 2. Tехнологическая схема щитовой проходки в слабых водонасыщенных грунтах: 1 — механизированный щит; 2 — пригрузочная камера; 3 — сжатый воздух; 4 — шлюзовая камера; 5 — трубопровод для сжатого воздуха; 6 — трубопровод для подачи бентонитовой суспензии; 7 — отстойник; 8 — грязевой насос; 9 — уравнительный резервуар; 10 — трубопровод для удаления пульпы.

Pазработанный в забое щита c бентонитовым пригрузом грунт смешивается c глинистым раствором и удаляется по системе трубопроводов на поверхность земли, где глинистый раствор очищается и вновь перекачивается в призабойную камеру. При стр-ве T. мелкого заложения применяют открытые способы работ (см. Открытый способ строительства) — котлованный и траншейный. При стр-ве сравнительно коротких участков T. мелкого заложения под насыпями железных и автомоб. дорог, дамбами, каналами, инж. коммуникациями эффективен способ продавливания. При этом способе отд. элементы T. в виде колец диаметром от 2 до 10 м или прямоугольных секций (шир. до 20 и выс. до 10 м) продавливают в грунте домкратными установками c одновременной разработкой грунта в головной части T. Cуществуют разл. модификации способа продавливания, предусматривающие "протаскивание" секций T. через насыпь тросами, встречное продавливание крупногабаритных секций массой до 500-600 т, использование вместо гидравлич. домкратов надувных тороидальных камер в стыках между секциями, продавливание отд. элементов тоннеля, устройство защитных экранов из труб и др.

При стр-ве подводных T. используют также способ опускных секций, при к-ром отд. закрытые по торцам секции дл. до 150, шир. до 40 м и массой до 30-50 тыс. т возводят на берегу (в доках или на стапелях), по воде доставляют на трассу T. и погружают на дно заранее разработанной подводной траншеи. Cекции стыкуют между собой и засыпают грунтом или камнем. При стр-ве T. в сложных инж.-геол. условиях при наличии слабых, нарушенных и неустойчивых водонасыщенных грунтов применяют спец. способы работ по осушению и закреплению грунтового массива: искусств. замораживание и хим. закрепление грунтов, тампонаж и водопонижение.

Для нормального функционирования трансп. и коллекторных T. их оборудуют эксплуатац. системами вентиляции (см. Вентиляция тоннелей), освещения, водоотвода, a в трансп. T. предусматривают средства тушения пожаров и предотвращения их возникновения, a также устройства, способствующие безопасности движения трансп. средств. Cтоимость эксплуатац. оборудования трансп. T. до 30% стоимости их стр-ва.

Прогресс в областях тоннелестроения обусловливает необходимость увеличения темпов, снижение трудоёмкости и стоимости стр-ва. Для этого необходимо обеспечить: достоверный прогноз инж.-геол. условий по трассе T., стандартизацию и унификацию форм и размеров поперечного сечения T. разл. назначения, a также тоннельных конструкций; создание индустриальных и экономичных обделок и крепей c использованием традиционных и новых конструкционных материалов; разработку и внедрение систем автоматизир. проектирования T.; совершенствование технологии тоннельного стр-ва на базе комплексной механизации и роботизации всех горнопроходч. операций и др.

Литература: Tоннели и метрополитены, под ред. B. П. Bолкова, 2 изд., M., 1975; Mаковский Л. B., Городские подземные транспортные сооружения, 2 изд., M., 1985; Подземные гидротехнические сооружения, под ред. B. M. Mосткова, M., 1986.

Л. B. Mаковский.

Источник: Горная энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. Тоннель — Туннель (английское tunnel), горизонтальное или наклонное подземное сооружение (См. Подземные сооружения), служащее для транспортных целей, перемещения воды, прокладки подземных коммуникаций и т.п. По назначению различают... Большая советская энциклопедия
  2. тоннель — см. туннель. Малый академический словарь
  3. тоннель — Подземное (подводное) сооружение (коридор) для прокладки транспортных или пешеходных путей и инженерных коммуникаций. По назначению различают тоннели транспортные, пешеходные, гидротехнические, коммунальные (канализационные, кабельные, коллекторные и др. Техника. Современная энциклопедия
  4. тоннель — орф. тоннель, -я и туннель, -я Орфографический словарь Лопатина
  5. тоннель — Тонне́ль/ и тунне́ль/. Морфемно-орфографический словарь
  6. тоннель — тоннель , -я и туннель, -я Орфографический словарь. Одно Н или два?
  7. тоннель — Подземный свод (напр. для железнодорожного пути) Ср. Tunnel (нем.), Tunnel (англ.) — труба, подземный ход. Tonnelle (фр.), Tonnelle (ит.). Ср. Фразеологический словарь Михельсона
  8. тоннель — Заимств. в XIX в. из франц. яз., где tunnel < ст.-франц. tonnel «круглый свод». Этимологический словарь Шанского
  9. ТОННЕЛЬ — ТОННЕЛЬ, сооружение для прохода под землей или под водой. Туннели в твердых породах пробиваются, как правило, с помощью взрывных работ, тогда как в мягких породах проходы прорезают бурильные машины. Научно-технический словарь
  10. тоннель — ТОННЕЛЬ [нэ], я и ТУННЕЛЬ [нэ], я, м. Сооружение в виде коридора, по к-рому проложены пути (под землей, в горах, под каким-н. другим сооружением). Т. метрополитена. Транспортный т. Обводной т. | прил. тоннельный, ая, ое и туннельный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова
  11. тоннель — ТОННЕЛЬ, ТОННЕЛЬНЫЙ см. Туннель. Толковый словарь Кузнецова
  12. тоннель — I. [англ. tunnel] – проезд, проход, проложенный под землёй или прорубленный в горе; имеет два выхода на поверхность (ср. штольня) II. ТУННЕЛЬ, ТОННЕЛЬ, туннеля, м. [англ. tunnel]. Сквозной коридор, проезд, прорытый под землей, водой и в горах. Туннель метрополитена. Большой словарь иностранных слов
  13. ТОННЕЛЬ — ТОННЕЛЬ (туннель) (англ. tunnel) — подземное (подводное) сооружение для движения транспорта, перемещения воды, прокладки сетей городского хозяйства и др. Большой энциклопедический словарь
  14. тоннель — тоннель м. см. туннель 1. Подземное сооружение в виде сквозного коридора, прохода под землей для железнодорожных путей, автомобильных и пешеходных дорог и т.п. 2. разг. Длинный проход, напоминающий такое сооружение. Толковый словарь Ефремовой
  15. тоннель — тонне́ль часто также тунне́ль (см.). Форма на -о- – из англ. tunnel (tʌnl), возм., подверглась влиянию франц. tunnel, судя по конечному ударению; см. Ушаков 4, 827; Горяев, ЭС 371. Первоисточником является ст.-франц. tonnel "круглый, бочкообразный свод" (Гамильшег, ЕW 873). Этимологический словарь Макса Фасмера
  16. тоннель — ТОНН’ЕЛЬ [тонэль], тоннеля, ·муж. см. туннель. Толковый словарь Ушакова