» »

enačbe tunelogradnje

enačbe tunelogradnje

matusk ::

Zanima me, če se da postavit nove enačbe pri tunelogradnji, ki bi povezovale napetosti, deformacije in hkrati vključevale anomalije v kamnini, kot so prelomi, gube, diskontunuitete itd. Moram povedat, da se lahko večino anomalij izmeri in kartira. Napišite svoje mnenje, me res zanima!

keber ::

Sicer bi ti več povedal kak geolog, samo moje mnenje je, da tunelogradnjo ne moreš spraviti samo v enačbe, sploh ko vidiš zadevo v živo. Je zelo odvisno, ali gradiš v Trojanah ali v Črnem Kalu. Obstaja več različnih metod gradnje, ki so odvisne predvsem od kamnin, da bi pa razpoke "vdeloval" v enačbe, to si pa ne predstavljam. Probleme med gradnjo se vedno rešuje individualno (glede na prejšne izkušnje, nikoli na enačbe).

matusk ::

Dejtvo je, da enačbe za napetosti v podzemnem prostoru obstajajo, za vse kamnine enako, različni so samo paramteri različnih kamninskih mas. Mene pa zanima samo če se da spraviti tudi anomalije. Drugače se to da rešiti z metodo končnih elementov, vendar bi mogoče bilo vredno poskusiti tud z enačbami.

keber ::

Gradnja predorov je itak sprotna stvar. Sicer se na začetku na podlagi raznih geoloških podatkov določi
nek okviren prerez, porabo materialov, tehniko gradnje, itd. vendar se potem vse to spreminja sproti. Profil je pa itak določen po pravilnikih (glede na kamenino), dodatno se običajno določajo predvsem sidra in armatura (debelina betona je običajno konstantna čez celoten predor).

matusk ::

Tunelogradnja sploh ni sprotna stvar, ker mora projektant vse določiti pred pričetkom izgradnje na podlagi geoloških in geofizikalnih raziskav in in-situ meritev.

keber ::

Ja, v teoriji in pa v idealnih razmerah. Dejansko se pa med gradnjo zgodi svega in svašta. Primeri: predor Trojane, Golovec, V Zideh, Karavanški predor, nezgrajeni predori na jeseniški obvozni avtocesti, so bolj nedavni primeri (zadnjih 20 let). Zaradi razmer med gradnjo, ki se spreminjajo z vsakim odkopom, je treba spreminjati število geotehničnih sider in količino armature. Edino količina betona je običajno staalnica.

Mogoče še navedem zelo težavne predore ki se gradijo ali se bodo gradili v bližnji prohodnosti:
Šentviški predor, predori na hitri cesti na Rebernicah, predor na mariborski obvozni avtocesti, predor na pomurski avtocesti.

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: keber ()

matusk ::

Razumem, kaj hočeš povedati in imaš to tudi prav, vendar prihaja do tega samo zaradi tega, ker v preteklosti niso izvedli dovolj raziskav pri določanju geomehasnkih lastnosti kamnin. Tako so nastale razne metode računanja, vendar se je tista metoda obnesla samo na tistem področju. Zato projektant sodeluje tudi na terenu ni vse vskaljuje. Omenil si Trojanski predor, ki tudi sam vem, da so imeli blzne probleme. Vendar, če pogledaš, koliko denarja se bo vlžilo na začetku in koliko so na koncu porabili, je izračun blizu, kar je pa tudi najbolj pomembno. Ta tema je pa namenjena prav temu, da bi vse to združili v skupne enačbe, se pravi bi bilo izačunano bolj blizu pravim razmeram pri izkopu. Vsega se pa strinjam, da se ne da napovedati.

keber ::

Se strinjam s tabo, da bolj natančne geološke raziskave pripomorejo k bolj natančnim izračunom. Ampak situacije v predorski cevi se lahko izmenjujejo iz metra v meter, tako da geološke vrtine na vsak meter niso ravno poceni (dejansko bi lahko bile celo dražje kot pa koristi od tega).

>>> Ta tema je pa namenjena prav temu, da bi vse to združili v skupne enačbe
He he, ciljaš na visoko plačano službo v kakem hudem inštitutu? :)) Ni to tako enostavno. Sploh pa, kako bi recimo geološke prelome spravil v enačbo, mi pa tudi ni jasno.

Pač, zadeve se rešujejo sproti, vendar je zemljina vedno polna presenečenj, tudi takrat ko najmanj pričakuješ (pri gradnji Golovca se jim je splazil vhodni del predora zaradi nenavadnih lastnosti zemljine, ki jo včasih niti v laboratorijih ne odkrijejo - je pa res, da "vaja dela mojstra" - takrat se je zrušil že zgrajeni portal in samo čudež je, da ni bilo smrtnih žrtev (gradbišče je bilo takrat brez delavcev)). Za res natančen izračun bi bilo potrebno narediti celoten sken prereza predora in okolice po celotni dolžini, kar pa danes ni izvedljivo. Zato se je potrebno prilagajati trenutnim razmeram, kar ne delamo samo v Sloveniji, ampak tudi Švici, Italiji, Norveški, Avstriji ...
Sicer pa nezmožnost popolne izračunljivosti razmer v tunelogradnji vidiš takrat, ko si ogledaš v
živo kako gradnjo predora. V Trojanah so predore kopali z navadnim bagrom, šlo bi pa tudi na roko - sem probal, malo primeš kamen, pa se kar v roki zdrobi. Potem pa računaj.:\

Študiraš mogoče gradbeništvo?

gzibret ::

Če daš dvema geologoma popisati isto jedro vrtine dvomim, da bosta naredila identičen popis.

Če daš dvema vrtalcema izvrtati vrtino na jedro na eni in isti lokaciji dvomim, da bo ven prilezla enaka zadeva, vsaj, kar se razpok in orientiranosti tiče.

Pol je tukaj problem treh dimenzij, saj nikoli ne boš vedel, kako potekajo vse razpoke. Pa obnašanje hribine in zemljine, ki je nepredvidljivo. Zaradi heterogenosti to težko stlačiš v enačbe.

Vzemimo primer apnenca, kjer so poteki glavnih prelomov jasni, zadeva je homogena in ni pričakovati nobenih večjih težav pri gradnji (po izračunanem modelu seveda). Na koncu ti bager pade v kraško jamo, ker je enačbe niso napovedovale......

Zadeva je zelo zakomplicirana. Največji problemi:

- izredna nehomogenost in anizotropnost hribine, še posebej v Sloveniji;
- nezmožnost natančnega 3D popisa vseh diskontinuitet;
- neobstoj trdnega matematičnega modela obnašanja hribin in zemljin;
- nepoznavanje ali zelo nepopolno poznavanje napetostnega stanja, ki je v hribini prisotno pred začetkom gradnje;
- za geološka raziskovanja je vedno premalo denarja.
Vse je za neki dobr!

matusk ::

Slišal sem, da so kopali predor pod Trojanami kar z bagrom, tam je šlo res za vrhunsko usposobljenost izvajalcev in projektanta. Drugaće študiram geotehnologijo na NTF. Z teorijo gradnje predora sem se že kar dobro seznanil, vendar bom v letošnjem letu poslušal predmet Izgradnja velikih podzemnih prosotrov. Pri tem predmetu pa bom v celoti spoznal izgradnjo predora. Tako, da se oproščam, če sem posatvil preveč izzivalno temo. Vendar pa je prihodnost sigurno povezana z postavitvijo novega modela porušitve kamninske mase, ki bi še bolj ustrezala dejanskim posedkom in napetostim v kamnini.

Thomas ::

Hja no. Skeniranje hriba, ki pokaže vsak kamenček v njem, to bi bilo že nekaj!

Za same enačbe se mi pa zdi, da ni kakšen poseben problem. So že tukaj, davno.

Bolj gre za vnaprejšnjo optimizacijo postopka, ki bo pripeljal do želenega tunela.

Simulacija in EA! :P
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: Thomas ()

keber ::

matusk: Sam sem bil v predoru med gradnjo. Gradnja je potekala takole: Najprej se uvrta cevni ščit, in ga zabetonira, potem pa navaden bager odkoplje zemljino pod njim. To je bila vsa tehnika. Nobenega razstreliva, nobenega vrtanja. Dejansko je zemljina tam tako zanič, da bi ga lahko kopali tudi z rokami, le trajalo bi dlje časa.

Thomasu: to že drži kar praviš, samo zaenkrat (in to bo še dolgo) je "skeniranje" hriba v taki natančnosti nemogoče. Glede enačb pa tudi težko rečem, da že vse obstajajo. Obstajajo približki, ki pa so daleč od idealnega stanja (varnostni faktorji v geomehaniki so od 1,6 naprej)
Enkrat pa bo.:)

Thomas ::

Sej je samo ena. F=m*a - vektorsko. Izpeljave iz tega, ki bi omogočale udobnejše delo, pa verjetno res še niso vse narejene. Verjamem.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

gzibret ::

Tunel Trojane so kopali po t.i. Novi Avstrisjki Metodi (NATM). Najprej naredijo betonski obok, kot je rekel Keber, skopljejo zgornjo polovico tunela, zasidrajo in počakajo, da se novonastale napetosti prenesejo na obok. Ko se zadva umiri, skopljejo še spodnjo polovico. Zadevo ponavljajo do konca.

Skeniranje hriba.... Hmm, je izvedljivo na več načinov, samo natančnost je zelo slaba. Ena metoda je izdelava seizmičnih profilov. Vir valov je razstrelivo v vrtini, detektorji pa so geofoni (merilci tresljajev) na površini. Doseg je velik, tudi več 10 ali 100 km, natančnost pa slaba. Zelo uporabno za iskanje ležišč nafte in plina.

Geoelektrika - v vrtino dajo elektrodo ali 2 elektrodi (vir el. polja), na površini pa merijo el. polje. Uporabno je tam, kjer je velik kontrast med upornostjo hribin (metalna rudišča, podzemni vodni tokovi, nahajališča soli...).

Georadar - uporabljajo dolgovalovno EM valovanje z valovno dolžino meter in več in merijo odboje. Dokaj natančna metoda (čeprav za tunelogradnjo še premalo natančna), domet pa je maximalno nekaj 10 metrov.

Pol pa je tu še gravimetrija, kjer merijo gostoto in smer gravitacijskega polja z izjemno natančnostjo, pa magnetometrija.... To vse se da delat iz avijona ali satelita. Samo to ni skeniranje v pravem pomenu besede.

Morda obstaja še kaj.... Američani so v tem pravi majstri in sigurno so pogruntali kaj novega. Evropa je tukaj vsaj za 20 let v zaostanku.
Vse je za neki dobr!

keber ::

Američani, da so majstri v tunelogradnji? Težko bi rekel, čeprav imajo kar nekaj impresivnih projektov ... So tukaj v prednosti gotovo Avstrijci, Švicarji in Japonci.
Kar se tiče NATM, si opisal postopek, ki velja danes za gradnjo skoraj vseh predorov, ki jih ne vrtajo s TBM (tunnel boring machine - pri nam samo nova vodna predora Soških elektrarn, v prihodnosti pa dva ali trije tuneli drugega železniškega tira Divača - Koper). Dejansko naprej ni betonski obok, ampak cevni ščit. Obok je narejen po izkopu prve polovice prereza (še isti dan po izdelavi cevnega ščita za tisti meter ali dva). Cevni ščit se uporablja samo v res slabih zemljinah (torej Trojane, Golovec in mislim da tudi Šentvid)

gzibret ::

Ne, nisem mislil, da Američani prednjačijo v tunelogradnjah. Mislil sem povedati, da prednjačijo v metodah globinskega zaznavanja oz. "skeniranja hribov".
Vse je za neki dobr!

matusk ::

Mislim, da smo bolj napredni Evropejci od Amreičanov kar se tiče cestnih in železniških predorov. Pri hidrtehničnih predorov za oskrbo z pitno vodo pa mislim, da imajo Američani rekord v dolžini. Mislim, da je okoli 45km. Kar se pa tiče železniških predorov pa delajo Švicarji predor skozi Alpe, ki bo dolg okoli 50km in bo povezoval Švico in Italijo. Predor bo imel dve cevi, najvišja višina nadkritja pa bo kot en spodoben globok rudnik. Imenuje se St. Gotterd, bo pa eden večjih, če ne celo največji dosežek v Evropi. Tako, da Švicarji obvladajo.

keber ::

Mislim, da je evrotunel pod Rokavskim prelovim vseeno večji dosežek tunelogradnje, kljub temu, da je dva km krajši od Gottharda. No, samo kmalu sledi predor Brenner (54 km) in še malo kasneje Mont Cennis (70 km ali mogoče 2 x 35 km.

Mimogrede, Gotthard gradijo s štirih strani.


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Musk naposled ponudil pokuk v svoj prvi tunel (strani: 1 2 3 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
13018633 (4521) Meizu
»

Radar - Brdo/Koseze

Oddelek: Na cesti
365090 (3728) OrkAA
»

The Pearl, Qatar in ostale nizke gradnje (strani: 1 2 )

Oddelek: Znanost in tehnologija
919198 (5113) bluefish
»

Šentviški predor že zaprt!!! (strani: 1 2 3 4 )

Oddelek: Loža
18012061 (5699) poweroff
»

geotehnična sidra

Oddelek: Znanost in tehnologija
425495 (4407) matusk

Več podobnih tem