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圣哥达基地隧道(铁路隧道)设计工程、建设和造价

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经过:Haseeb Jamal./:2018年6月23日/建设
Gotthard基础铁路隧道

Gotthard基隧道

圣哥达基地隧道是世界历史上最极端的工程项目之一,它将在阿尔卑斯山脉下建造一条35英里长的隧道。它是世界上最长的隧道。如果没有世界上最强大的钻孔机,这是不可能的。每台钻孔机都超过3层楼高,比4个足球场还长,连续6年每天24小时钻孔。该项目耗资70亿美元。由于瑞士位于欧洲的中心位置,每年有1400万辆卡车和汽车通过瑞士前往其他地方,造成交通堵塞。一个显而易见的解决方案是将公路运输改为火车运输,但问题是这种方式也太拥挤了。

货运列车的设计时速约为每小时100英里(两倍于之前的速度),而客运列车的时速可达155英里。瑞士人民非常关心这项工程对环境的影响。首先是公共条件,隧道的设计寿命不应少于100年。
矿工必须从山上挖出2400万吨岩石,足以填补16个足球场。

为了将地下隧道坍塌的风险降到最低,地质学家的任务是在钻探开始前识别并收集岩石样本。

为Gotthard基地隧道设计的隧道镗孔机可能会咀嚼硬岩石。但是,如果遇到柔软的岩石或不稳定的材料,则将钻出岩石然后爆炸。在高压水区和易碎岩石的区域,这些都没有使用,而危险增加了歧管。

在1996年的初步调查中,地质学家在拟建隧道的路径中发现了这样一个区域。稳定这一地区的成本是额外的6亿美元。预算无法安排,为了避免出现不安全区域,又进行了半年的更深钻探。

隧道设计

最便宜的隧道设计是有两个单曲线的人,但它没有提供像脱轨,摇摇欲坠等的紧急情况。更安全的替代品使用三个管系统。每个方向一个,较小的一个较小的泄漏期间的紧急情况。这与英语通道中使用的设计相同。较小的中央隧道通过横向隧道与侧面隧道连接。考虑到每个设计的利弊,单管很危险,而三个管系统的方式太昂贵,所以它们决定了两个管的设计,一个用于每个方向,每1000英尺通过通道连接。这些通道将用于紧急情况。还提供了两个交叉点以及轨道列车以切换隧道。在紧急情况下,指挥中心的计算机将向最近的急诊中心指示火车,乘客将撤离火车并进行安全。巨大的呼吸机将带入新鲜空气并推出烟雾。

每个方向都要挖隧道,即使是6英寸的偏移也需要重新挖掘数百米。更大的准确性,全球定位系统用于定位隧道拟建路线的起点、终点及三条中间路径。位置数据包括纬度、经度和高度。

由于这项工作的巨大,工程师在5个不同的地方进入山脉进行挖掘。这种方法将过程加速了6-10年,否则可能会花20年。所有点都有自己的大营地,配有混凝土工厂,水处理中心,工人,自助餐厅和公共交通系统的生活区。

2400万吨挖掘出来的岩石被回收,用于基地营地的混凝土工厂生产750万吨混凝土,用于隧道衬砌。

这项工程动用了1800名工人。为了在山的内部导航,人们使用了电梯、火车和公共汽车。使用直径35英尺的大型隧道掘进机,连续12年24小时不间断地钻探、挖掘和爆破。刀头有58个刀片,每个直径17英尺,每个施加26吨的力。tbm在一天内开采了130英尺的岩石。

Gotthard隧道镗床

TBM成本为2100万美元由90,000份组成。一对夹具焊盘按压隧道墙壁并将机器锁定到位。液压臂​​推动隧道壁推动刀头前进。随着刀头研磨岩石,将破碎的岩石被引导收集在输送带上,输送带将其运送出隧道。然后将岩石带到混凝土加工厂供使用。

在切割轮后面,一套机器人臂穿过隧道,确保松散的岩石不会下降。此外,另一个机器人臂喷在隧道内部的每个方脚上的喷射,这在几秒钟内达到洞穴。在每7'前进后,夹具由工程师调整。TBMS只能挖掘硬岩,更柔软的岩石通过或爆破。这是一个奇迹隧道工程

即使是在山中较软的区域爆破,也只爆破了一个常规区域——19英尺厚的圆形岩石。首先,用激光束对钻头进行对准,然后计算机计算出岩石爆炸模式。在岩石上钻了80多个洞,深度达19英尺。在这些钻孔中,精确测量的化学药品剂量与电雷管一起被填满。这么大的一次爆炸需要8个小时,也就是一个轮班。

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