113 metara ispod morskog dna iskopava se najdublji podvodni željeznički tunel na svijetu, koji prolazi kroz 13 geoloških slojeva i 6 rasjednih zona

Podvodni tunel "Pearl River" doseže 113 metara ispod morskog dna, koristi kinesku mašinu za bušenje tunela od 13,42 metra i smanjit će putovanje između Shenzhena i Jiangmena na manje od 1 sat, prenosi CGTN. Mašina za bušenje tunela Shenjiang-1, razvijena i proizvedena u potpunosti u Kini, radila je neprekidno četiri godine kako bi napredovala na prvih 4 km dionice. Prosječna brzina iskopa bila je samo 2 metra dnevno, što odražava jedne od najnepovoljnijih geoloških uslova s ​​kojima se ikada suočila mašina za bušenje tunela.

Svjetski rekord za dubinu željezničke pruge

Podvodni tunel će imati ukupnu dužinu od 13,69 km i prelazit će estuarij Biserne rijeke između Dongguana i Guangzhoua, u području Velikog zaliva Guangdong-Hong Kong-Macau. Najdublja tačka tek dolazi: inženjeri predviđaju da će tunel doseći 116 metara ispod morskog dna prije nego što se popne prema drugoj obali.

Dubina od 113 metara ispod morskog dna nije samo rekordna brojka. Ona potpuno mijenja inženjering potreban za održavanje stabilnosti fronta iskopa, zaštitu betonske obloge i osiguranje da tunel izdrži decenije željezničkog rada.

Hidrostatički pritisak se povećava za oko 1 bar svakih 10 metara dubine. To znači da se na 113 metara ispod morskog dna pritisak na strukturu približava 11 bara, slično pritisku s kojim se suočavaju ronioci na ekstremnim dubinama.

Pod ovim uslovima, nijedan radnik normalno ne može ući u prednji dio iskopa. Cijela operacija mora biti daljinski kontrolisana, pri čemu je komora mašine za bušenje tunela pod pritiskom bentonitnog blata kako bi se uravnotežio pritisak vode i tla.

Shenjiang-1 radi pod ekstremnim pritiskom

Mašina za bušenje tunela Shenjiang -1 dizajnirana je za rad u okruženju gdje bi pad pritiska mogao uzrokovati iznenadni prodor vode, nestabilnost tla i strukturni rizik, prenose kienski mediji. Stoga sistem iskopa mora održavati kontinuiranu ravnotežu između mehaničkog napredovanja, pritiska isplake i uklanjanja materijala.

Obloga tunela sastoji se od prefabrikovanih betonskih prstenova sastavljenih od devet segmenata. Svaki komad mora biti ugrađen s milimetarskom preciznošću kako bi izdržao velika opterećenja i osigurao projektovani vijek trajanja od 100 godina.

Ova preciznost je još važnija jer će tunel moći primiti brze vozove. Svako neusklađenost akumulirana tokom 13,69 km mogla bi ugroziti glatkoću pruge i sigurnost rada pri velikim brzinama.

Geologija estuarija "Biserne rijeke"

Estuarij Biserne rijeke ima jedan od najsloženijih geoloških profila u južnoj Kini. Pisali smo i ranije o inženjerskim podvizima u ovom dijelu Kine poput mosta koji je postavio 10 rekorda.

Bušilica Shenjiang-1 mora prelaziti preko morskih sedimenata, sedimentnih stijena, metamorfnih materijala i magmatskih formacija akumuliranih tokom miliona godina.

Sekcija se sastoji od 13 različitih geoloških slojeva, 5 vrsta kompozitnih stijena i 6 rasjednih zona. Svaki sloj drugačije reaguje na iskop, što zahtijeva stalna podešavanja rotacije reznog točka, pritiska isplake i brzine napredovanja.

Meka glina može teći kada se poremeti, fini pijesak se može rastopiti pod vibracijama, frakturirana stijena se može urušiti u blokove, a netaknuti granit brzo troši alate. Ova kombinacija objašnjava zašto je mašina za bušenje tunela napredovala samo 2 metra dnevno u dijelu posla.

Izgradnja podvodnog tunela ispod obalnog grada

Prvi krug dovodi svježi mulj direktno u komoru pod pritiskom. Ovaj mulj kreira potpornu barijeru protiv vanjskog pritiska, kontinuirano kalibriranu kako bi se održala ravnoteža s okolnom vodom i terenom.

Kontrola mora biti izuzetno precizna. Ako pritisak padne, front se može destabilizirati; ako previše poraste, može uzrokovati deformacije tla i uticati na sigurnost iskopa.

Dva blatna kruga omogućavaju Shenjiang-1 da radi 24 sata dnevno.

Drugi krug transportuje na površinu mulj natovaren otpadom, pomiješan sa iskopanim materijalom. Ova smjesa se kroz cijevi diže do postrojenja za separaciju, gdje se bentonit tretira i pumpa nazad u mašinu za bušenje tunela.

Količina uklonjenog materijala jednaka je punjenju cisterne svakog sata rada. U međuvremenu, iza iskopne komore, radnici postavljaju betonske segmente uz pomoć robotskog montera.

Ovaj sistem se ne može zaustaviti u kritičnim dijelovima. Iskop funkcionira kao kontinuirana podzemna fabrika, gdje pritisak, blato, beton, senzori i mehaničko napredovanje moraju raditi bez prekida.

Sedam inovacija

Razvoj Shenjiang-1 zahtijevao je specifična rješenja od Kineske korporacije za izgradnju željeznica (China Railway Construction Corporation) za rijetku kombinaciju dubine, pritiska i geološke složenosti . Mašina je morala riješiti probleme s kojima se konvencionalne mašine za bušenje tunela ne suočavaju istovremeno.

Prva inovacija bio je sistem brze izmjene alata za rezanje pod ultra visokim pritiskom, bez ulaska radnika u komoru. Kod konvencionalnih mašina za bušenje tunela, ova vrsta održavanja obično zahtijeva specijalizirane ronioce i duge protokole dekompresije.

Drugo je bio sistem demontaže mašine za bušenje tunela na licu mjesta u ograničenom prostoru ispod morskog dna. Ovo rješenje je neophodno jer nisu sve tačke estuarija dozvoljavale tradicionalne ulazne šahtove za uklanjanje mašine.

Kineska mašina za bušenje tunela koristi praćenje u realnom vremenu i protokole za geološke hitne slučajeve

Ostale inovacije uključuju kontrolu slijeganja u ultrasloženim tlima, praćenje parametara iskopa u realnom vremenu, termalno upravljanje komorom pod pritiskom, redundantnu komunikaciju na velikoj dubini i protokole za geološko reagovanje u vanrednim situacijama.

Ova rješenja su dokumentirana kao tehnologije koje se mogu replicirati za buduće podvodne projekte. To ukazuje na to da Kina ne tretira tunel Shenzhen-Jiangmen kao izolirani projekt, već kao laboratoriju za novu generaciju podvodnih tunela.

Stečeno znanje može se primijeniti na željezničkim, cestovnim i logističkim prijelazima u drugim složenim estuarijima. Shenjiang-1 ne samo da iskopa tunel, već testira i industrijske granice kineskog tuneliranja pod visokim pritiskom.

Prioritetni projekat

Željeznička pruga Shenzhen-Jiangmen je prioritetni projekat kineske strategije za integraciju područja Velikog zaliva San Francisca Guangdong-Hong Kong-Macau, regije sa 86 miliona stanovnika i ukupnim BDP-om blizu 2 biliona američkih dolara.

Estuarij Biserne rijeke djeluje kao centralna geografska barijera. Istočna obala, gdje se nalaze Shenzhen i Hong Kong, i zapadna obala, gdje se nalaze Guangzhou, Jiangmen i Zhongshan, blizu su na karti, ali su odvojene dugim prijelazima.

Danas putovanje može zahtijevati trajekt ili vožnju automobilom u trajanju dužem od 2 sata. Zahvaljujući željeznici, vrijeme putovanja između Shenzhena i Jiangmena smanjit će se na manje od 1 sata, a dionica između Qianhaija i Nanshe može se prijeći za oko 30 minuta.

➤ Program N1 televizije možete pratiti UŽIVO na ovom linku kao i putem aplikacija za Android /iPhone/iPad