|
|
|
TUNELE - CONSTRUCTIE
Scurt istoric.
Inca de la inceputurile civilizatiei se construiau tuneluri care se sapau in coaste de deal, pentru a permite curgerea apei din roci poroase.
Romanii erau constructori priceputi de tuneluri si au facut pasaje subterane de mai multi kilometri lungime.
O problema deosebita a fost pusa de construirea unor canale navigabile in zone inalte caci necesita crearea unor ecluze pentru trecerea vaselor. Din aceasta cauza, primele canale ocoleau dealurile, ceea ce ducea la calatorii foarte lungi, motiv pentru care sau dezvoltat tehnici de constructie a tunelurilor canal prin versanti.
Cunostintele dobandite prin dezvoltarea executiei tunelurilor canal au fost aplicate la constructia de cai ferate. Pe atunci munca de excavatie se facea manual si necesita executarea unor puturi, pentru a construi un tunel lung.
Primele tuneluri subacvatice au fost construite sub raul Tamisa din Londra. Lucrarile de excavare progresau cu viteza buna, dar o revarsare mare de apa
a dus la oprirea acestora in 1827. In final problemele au fost depasite si lucrarile incheiate.
In anul 1865 au fost luate probe de pe fundul marii pentru a-i studia structura in vederea construirii Canalului Manecii. La sfarsitul anului 1870 au inceput lucrarile pe ambele parti ale Canalului Manecii. Au fost oprite in 1882 si reluate in 1973. Din cauza costurilor ridicate lucrarile au fost intrerupte din nou in anii 1975-1980, iar lucrarea fost finalizata ii inaugurata in anul 1994. Tunelul asigura o legatura de cale ferata, automobile particulare, autocamioane si pasageri.
2. Tehnologia de executie.
Inainte de constructia unui tunel se efectueaza expertize detaliate ale
solului prin formarea solurilor de sondaj si executarea excavatiilor de incercare.
Dar in timpul excavatiilor pot sa apara conditii dificile de sol. De exemplu, in unele locuri deplasarile din trecut ale solului au perturbat si sfarmat pietrele intr-o formatiune. Nu numai ca ingreuneaza excavatia, dar faliile din roci pot crea locuri de colectare a apei. In asemenea cazuri, tunelul poate suferi varsari bruste si necontrolate de apa in timpul excavatiei mai ales daca este adanc si construit sub apa.
Uneori se fac tuneluri de explorare de-a lungul intregii rute a unui tunel aflat in plan, astfel incat straturile de roci sa poata fi temeinic verificate si cercetate, desi acum este mai obisnuit sa se sondeze numai putin mai departe de frontul principal al tunelului, pentru a fi verificate eventualele semne ale unor probleme posibile.
Tunelurile mici, se excaveaza in general utilizandu-se o masina de excavat tuneluri cu un cap taietor simplu.
Tunelurile mai mari se excaveaza cu o masina numita heder rutier. Aceasta
are un cap taietor rotativ pe o flesa cu comanda hidraulica, ceea ce ii permite sa ajunga in partile frontului tunelului.
Tunelurile in piatra sunt in general excavate prin forare si dinamitare. Plafonul tunelului poate fi lasat nesustinut o vreme, dar neajustarea
tensiunilor din roci poate provoca prabusiri de pietre. Pentru a se evita aceasta, se asigura de obicei sustinerea cu putin timp dupa executie. O metoda deosebita este folosirea boltilor de otel cu captuseli de lemn. In locul acestora pot fi folosite bolti de beton armat sau se poate pulveriza beton pe roci. Unele formatiuni de roci sunt atat de puternice incat nu necesita sustinere.
In sol moale sustinerea trebuie asigurata cat se poate de aproape de frontul tunelului pentru a preveni prabusirea. Una dintre tehnici este de a inainta frontul cu circa 60 cm si de a aseza apoi un inel de sustinere din fonta sau din beton prefabricat. Alternativ se poate aplica beton ud si se pot fixa sustineri temporare din otel pana la intarire.
O alta tehnica de constructie, numita metoda tubului imersat, este in
special potrivita pentru tunelurile care trebuie construite chiar sub materialul moale de pe marii. Ideia a aparut la sfarsitul anului 1700, dar nu a devenit practicabila pana in secolul al XX-lea. Se construiesc la suprafata sectiuni de tunel si apoi se scufunda intr-un sant de dragare. Articulatiile dintre sectuni sunt apoi etansate pentru a le face rezistente la apa si se acopera constructia cu nisip. Dupa aceasta se pompeaza apa din tunel, astfel incat sa poata incepe lucrarile in interior.
COSURI DE FUM
Cosurile de fum au rolul de a asigura evacuarea in atmosfera la mare inaltime a gazelor si fumului care rezulta din ardere, asigurand in acelasi timp si tirajul necesar arderii.
Cosurile de fum se executa din caramida si din beton armat. Acesta din
urma, in afara de faptul ca a permis realizarea unor performante care nu ar fi putut fi obtinute prin folosirea zidariei de caramida, are greutate mai redusa, permite aplicarea unor metode industrializate, cum ar fi: glisare, prefabricare si au o stabilitate mai mare la actiunea incarcarilor datorita caracterelor monolit.
Cosurile din beton armat necesita insa masuri speciale de protectie la temperatura si actiunea corosiva a gazelor.
Dupa forma lor geometrica cosurile de fum por fi: cilindrice, tronconice din mai multe tronsoane inscrise intr-un hiperboloid.
Dupa temperatura gazelor, cosurile de fum se clasifica in:
cosuri reci (de mai mic de 100 C);
cosuri calde (100 C<t<300 C);
cosuri foarte calde (t>300 C).
Cosurile de fum pot fi necaptusite sau captusite cu strat de izolatie intre peretele de beton si zidaria de beton, cu spatii de aer neventilate sau ventilate.
Elementele componenete ale cosurilor de fum sunt: cosul propriu-zis, canalul de fum si fundatia de beton armat.
Inaltimea si diametrul interior al cosului propriu-zis rezulta din calcule termotehnice, in functie de volumul de gaze arse si evacuate si de tiraj. Raportul dintre inaltimea cosului si diametrul exterior la baza se limiteaza la 20. Diametrul interior la varf este de minim 0,6 m, pentru a permite accesul personalului la intretinere in interior. Datorita temperaturii mari a gazelor arse si a agresivitatii puternice asupra betonului armat, se prevede in interiorul cosului o captuseala de protectie din zidarie de caramida obisnuita, pentru temperaturi pana la 500 C sau din caramida refractara ori beton refractar, pentru temperaturi mai mari.
Intre structura din beton armat a cosului si captuseala de zidarie ramane un spatiu inchis sau ventilat, sau se prevede izolatia termica din zgura granulata, vata de sticla, kiselgur, etc. daca temperatura gazelor este mica si agresivitatea lor redusa, se poate renunta la captuseala si la izolatie termica.
Gura cosului se protejeaza in mod deosebit impotriva coroziunii mai accentuate in aceasta zona din cauza formarii acizilor la contactul gazelor cu umiditatea atmosferica. Se folosesc in acest scop placi protectoare din bazalt artificial, inele de beton antiacid, caramizi antiacide, inele de fonta, etc. La baza cosului se prevede un spatiu pentru colectarea cenusii. Peretele din beton armat se executa cu grosime constanta sau variabila, intre minim 15 cm la partea superioara si 40-50 cm la partea inferioara (pentru cosurile de inaltime foarte mare).
Pentru a feri betonul de influenta corosiva a gazelor, se folosesc marci de beton ridicate, peste B 200, se asigura acestuia o compactitate corespunzatoare, iar suprafata interioara a betonului se protejeaza cu o tencuiala sclivisita executata cu ciment metalurgic. Protectia anticorosiva se asigura impunandu-se un strat de protectie de beton in grosime de 3-5 cm. Armatura este alcatuita din bare verticale si orizontale, sub forma de inele. Reteaua de armaturi se dispune fie numai la exterior (armare simpla), fie la ambele fete ale peretelui (armare dubla). In acest caz armatura orizontala se dispune catre exterior, in raport cu ce verticala, pentru a limita efectele de deviatie care au sensul catre interiorul cosului. Armatura verticala preia eforturile unitare din incarcarile permanente, vant, cutremur, variatii de temperatura, iar armatura orizontala cele din vant si variatii de temperatura.
Captuseala de protectie din zidarie se intrerupe pe inaltimi la fiecare 8-12 m si se sustine pe console inelare ale peretilor din beton armat.
Grosimea captuselii variaza intre 12 cm la partea superioara si 25 cm la partea inferioara a cosului.
Captuseala este lasata sa se deformeze liber vertical si orizontal, fara sa se introduca eforturi suplimentare in structura de beton armat.
Cosurile de fum se executa din beton armat monolit in tehnologia
cofrajelor glisante sau din elemente prefabricate tip boltari.
Elementele prefabricate servesc uneori numai drept cofraj pentru peretele din beton armat turnat monolit.
Fundatiile cosurilor de fum sunt asemanatoare cu cele ale turnurilor de telecomunicatie.
Cosurile de fum sunt prevazute cu accesorii ca: balisaj optic pentru ziua (prin vopsire) si pentru noapte (printr-o lumina rosie), paratrasnet legat cu doua cabluri la pamant, scari si platforme metalice, filtre mecanice sau cabluri electrice pentru protectia poluarii.
