Vichuguu awali vilijengwa kama sehemu ya utoaji wa maji na mifumo ya maji taka, tangu enzi za Dola la Kirumi. Matumizi yao ya kwanza kwa usafirishaji yalikuwa kama sehemu ya mifumo ya mfereji katika karne ya 17. Pamoja na maendeleo ya reli katika karne ya 19 na magari mnamo 20, mahandaki yakawa marefu na magumu zaidi. Njia za kawaida za kujenga vichuguu ni njia ya kukata-na-kufunika, njia ya bomba iliyozama, au utumiaji wa mashine ya kuchosha ya handaki.
Hatua
Sehemu ya 1 ya 4: Mambo ya Kuzingatia Katika Kuunda Tunnel
Hatua ya 1. Fikiria wapi handaki itajengwa
Mahali pa handaki iliyopendekezwa itaamua ni zana gani na mbinu ni muhimu kuijenga na kuiandaa kwa matumizi yaliyokusudiwa. Vichuguu vinaweza kugawanywa katika aina 3:
- Vichuguu vya ardhi laini. Tunnel hizi zinahitaji msaada kwenye fursa ili kuweka handaki hiyo isianguke. Vichuguu hivi kawaida havina kina na hutumiwa kwa njia za chini ya ardhi, utoaji wa maji, na mifumo ya kuondoa maji machafu.
- Vichuguu vya miamba. Kwa sababu zimechimbwa kutoka kwenye mwamba thabiti, mahandaki haya yanahitaji kuungwa mkono kidogo au hakuna kabisa. Tunnel za treni na gari kawaida ni za aina hii.
- Njia za chini ya maji. Kama jina linavyoonyesha, mahandaki haya huenda chini ya mito, maziwa, mifereji, na kwa upande wa "Chunnel," shida kama vile Channel ya Kiingereza. Hizi ni handaki ngumu zaidi kujenga, kwani maji yanapaswa kuwekwa mbali na handaki wakati wa ujenzi na baada ya ujenzi.
- Kujenga handaki chini ya jiji kunatoa shida sawa na handaki ya chini ya maji, kwa kuwa ardhi inayozunguka handaki hiyo huwa chini ya uzito wa majengo yaliyo juu yake. Ujuzi wa jiolojia ya eneo hilo husaidia kutabiri ni kwa kiasi gani ardhi itayumba na kupendekeza ni njia zipi zinaweza kupunguza kudorora.
Hatua ya 2. Fikiria njia ya handaki
Handaki lenye njia ndefu, moja, iliyonyooka ni rahisi kulinganishwa na mashine ya kuchosha ya handaki. Vichuguu ambavyo vinatofautiana na muundo huu hutoa shida ambazo hufanya kuziunda kuwa ngumu zaidi.
- Tunnel fupi hazichoki na mashine za kuchosha kwa handaki kwa sababu sio gharama nafuu kufanya hivyo.
- Vichuguu ambavyo vinahitaji vipenyo tofauti vya kuzaa katika sehemu tofauti za njia zao pia hufanya matumizi ya mashine ya kuchosha ya handaki kuwa isiyowezekana kwa sababu ya ucheleweshaji wa kurekebisha kipenyo cha kuzaa.
- Vichuguu ambavyo vinageuza kona kali au vina mashimo ya kuingiliana pia hutumia mashine isiyofaa.
Hatua ya 3. Fikiria kusudi la handaki
Nini handaki itatumika kwa huamua ni kazi gani ya ziada badala ya kutengeneza handaki yenyewe itakuwa muhimu kabla ya kuiweka kwenye huduma.
- Tunnel zinazobeba abiria zinahitaji aina fulani ya uingizaji hewa. Kwa vichuguu vya barabara, kawaida hii inamaanisha shafts za uingizaji hewa kuzuia mkusanyiko wa monoksidi kaboni. Kwa vichuguu vya reli, hii inaweza kumaanisha uingizaji hewa wa kulazimishwa ili kuondoa kutolea nje kwa injini ya dizeli. Zote mbili zina njia za ziada za kushughulikia moshi ulioundwa ikiwa moto utatokea kwenye handaki.
- Vichuguu vilivyotumiwa sana, kama Big Dig huko Boston, vinaweza kuwa na vituo vya operesheni vinavyoendelea na vifaa vya video kufuatilia trafiki ndani ya handaki na kukabiliana na dharura.
- Tunnel za barabara ndefu, kama vile Tunnel ya Eisenhower huko Colorado, zinaweza kuwashwa na taa za juu kwa urahisi wa madereva na abiria. Vichuguu vingine vya barabarani, kama vile vile katika Hifadhi ya Kitaifa ya Sayuni huko Utah, vinaweza kuwa na njia za kupunguzwa ili kuruhusu mwangaza wa asili kuingia kwenye handaki mahali na kuwapa abiria mwangaza wa mandhari jirani.
- Tunnel zingine, kama vile Tunnel ya Queensway kati ya Liverpool na Birkenhead, England na Tunnel ya Rock Rock kati ya Sha Tin na New Kowloon huko Hong Kong, inachanganya dawati la juu la trafiki ya abiria na staha ya chini ya huduma ya maji, mabomba, au nyaya. Tunnel nyingine, kama vile Tunnel ya SMART ya Malaysia inaweza kutumika kwa trafiki au kudhibiti mafuriko.
Sehemu ya 2 ya 4: Kutumia Njia ya Kukata-na-Jalada
Hatua ya 1. Chimba mfereji
Eneo litakalokuwa handaki hilo linachimbwa kabisa, na paa ya handaki itatengenezwa na kufunikwa wakati handaki imekamilika. Aina hii ya handaki imejengwa kwa njia moja wapo:
- Chini-juu: Msaada wa chini huundwa kwanza, kisha handaki imejengwa karibu nayo.
- Juu-chini: Pande za handaki na paa zimejengwa kwa kiwango cha chini, na mfereji wa handaki unachimbwa chini yake.
- Njia zote mbili hutumiwa haswa kwa mahandaki duni, ingawa njia ya juu-chini inaruhusu kuchimba vichuguu virefu kuliko njia ya chini-juu. Vichuguu vizito mara nyingi hufukuliwa kwa msaada wa ngao ya kukokota, muundo kama sanduku na vifunga vidogo vilivyofunguliwa kuchimba. Mara tu uchafu ulio mbele ya ngao umeondolewa, ngao husogezwa mbele kuendelea kuchimba.
Hatua ya 2. Unda handaki kuta na paa
Kuta za handaki na paa vinaweza kujengwa wakati handaki hilo linachimbwa au linaweza kujengwa mapema na kuwekwa wakati tunnel inachimbwa. Vifaa leo ni pamoja na yafuatayo:
- Mabati ya chuma ya bati.
- Matuta ya zege yaliyopangwa.
- Precast kuta halisi.
- Saruji iliyomwagika au kunyunyiziwa. Mara nyingi, hii hutumiwa kwa kushirikiana na moja wapo ya njia zilizoundwa.
Hatua ya 3. Kamilisha handaki
Jinsi hii inafanywa inategemea ikiwa njia ya chini-juu au juu-chini ilitumika.
- Vichuguu vilivyoundwa na njia ya chini-juu lazima vijazwe nyuma kufunika juu ya paa la handaki na uso wowote ambao utakuwepo juu ya paa la handaki hujengwa au kujengwa upya.
- Vichuguu vilivyoundwa na njia ya juu-chini vinachimbwa chini chini ambapo kuta za handaki na paa zilijengwa, na kisha bamba la msingi, ambalo hutumika kama sakafu ya handaki, linaundwa.
Sehemu ya 3 ya 4: Kutumia Mirija iliyozama
Hatua ya 1. Toa mtaro wakati handaki itakwenda
Njia hii ni sawa na njia ya kukata-na-kufunika, lakini hutumiwa kwa kuchimba vichuguu chini ya maji. Mfereji unahitaji kukimbia urefu wa handaki itakayoendesha chini ya maji.
Hatua ya 2. Weka safu ya mirija ya chuma kando ya urefu wa mfereji
Kila bomba imefungwa kwa mwisho wowote na kichwa cha kichwa. Ikiwa bomba ni ya handaki la gari, kama ilivyo kwa Ted Williams Tunnel huko Boston, zilizopo zinajumuisha sehemu za barabara zilizojengwa hapo awali.
Hatua ya 3. Funga bomba na kujaza nyuma ya kutosha kuhimili shinikizo la maji juu yake
Kwa Tunnel ya Ted Williams, hii ilikuwa safu ya mwamba wenye unene wa futi 5 (unene wa m 1.5).
Hatua ya 4. Unganisha zilizopo kwa kuondoa vichwa vingi vinavyoingilia
Sehemu yoyote ya barabara au reli iliyojengwa ndani ya zilizopo ingeunganishwa wakati huu pia.
Sehemu ya 4 ya 4: Kutumia Mashine ya Kuchosha ya Tunnel
Hatua ya 1. Chagua mashine inayofaa ya kukokota kazi
Mashine za kuchosha za handaki, zinazoitwa TBM kwa kifupi au "moles," zina sahani za duara mbele inayoitwa ngao. Vipuni vyenye umbo la diski kwenye ngao hupasua mwamba na uchafu, ambao hupita kupitia fursa kwenye ngao kwenye mkanda wa kusafirisha ndani ya TBM ambao huiweka nyuma ya mashine.
- Aina za ngao za TBM zinatofautiana kulingana na ikiwa mole inapaswa kuchimba kwenye ardhi laini, yenye unyevu au mwamba mgumu. Vipenyo vya ngao vinatoka kwa ngao ya Aker Wirth ya futi 26.3 (8.03 m) kwenye TBM yake iliyotumiwa kwa vituo vya umeme vya Linth-Limmern vya Uswizi hadi Hitachi Zosen "Big Bertha," yenye kipenyo cha futi 57.5 (17.5 m).
- Nyundo iliyoundwa iliyoundwa kuchimba mahandaki chini ya meza ya maji pia ina vyumba vya mbele kushinikiza ardhi inayochimbwa.
- Kwa kazi kubwa, TBM nyingi zinaweza kuitwa. Tunnel ya Channel inahitajika 11.
Hatua ya 2. Weka mashine kwenye nafasi
Kwa handaki ya kiwango cha uso, hii sio shida. Ikiwa handaki inapaswa kuchomwa chini ya ardhi, shimoni la ufikiaji, kawaida lenye mviringo, linachimbwa na kupakwa saruji. TBM imeshushwa ndani yake, na handaki imechimbwa kutoka hapo.
- Kwa vichuguu ndefu, shafts nyingi za ufikiaji hupigwa.
- Wakati handaki imekamilika, shafts za ufikiaji zinaweza kuwa shafts za uingizaji hewa na / au vituo vya dharura. Ikiwa hawajaajiriwa sana, wameachwa mahali kwa maisha ya handaki.
Hatua ya 3
Sehemu za saruji iliyotengenezwa tayari imejengwa nyuma ya TBM kuunda pete kwa vipindi vilivyoamuliwa mapema.
Hatua ya 4. Nyunyizia saruji kwenye kuta zilizochimbwa kati ya pete za msaada
Saruji iliyopuliziwa, au saruji iliyopigwa risasi, hufunika na kuimarisha kuta za handaki. Kioo cha risasi kinaweza kujumuisha nyuzi za chuma au polypropen kuiimarisha, njia ambayo rebar ya chuma hutumiwa kuimarisha saruji ya kutupwa. Kioo cha risasi pia kina kasi ya kuisaidia kushikamana na kuta za handaki na kukauka haraka.
Vidokezo
- Vichuguu vya mapema vilichoshwa kupitia mwamba kwa kuchimba visima na kutumia vilipuzi: kwanza unga mweusi na baadaye baruti. Msaada wa muda mfupi wa fremu za mbao zingejengwa, zikibadilishwa na matofali na uashi. Vichuguu vya baadaye vilitumia pete za chuma zilizotengwa, zilizounganishwa pamoja, badala ya kuni na uashi.
- Vichuguu pia vinaweza kuchimbwa kupitia ardhi laini kwa kutumia vifurushi kushinikiza mirija / mabomba au visukuku vyenye umbo la sanduku lililosheheni vichwa vya kukata. Vichuguu vilivyofungwa kwa bomba huwa nyembamba, sio zaidi ya futi 10.5 (3.2 m) kwa kipenyo, wakati vichuguu vyenye sanduku vinaweza kuwa pana kama mita 65.6 (20 m).
