Результаты испытания тоннеля
При первом испытании глубокого участка длиной в 4 км до напора в 121,9 мм вод. ст. результаты были вполне удовлетворительны, но когда тоннель подвергли действию полного напора в 167,6 мм вод. ст. обделка разрушилась на большом участке длиной в 213 метров, там где при проходке встречались дайки и слабая порода. По линиям разрыва образовались тонкие непрерывные трещины, но других повреждений не было; было решено, что разрушение обделки произошло исключительно вследствие низкого качества окружающей породы. Толщина покрова была больше, чем считавшаяся теоретически необходимой для надежности эксплуатации, и хотя было известно, что большое количество воды уходит в трещины, решено было все же ввести эту секцию немедленно в эксплуатацию. Этот участок успешно работал летом 1930 года. Однако к концу лета на поверхности земли над поврежденной частью тоннеля появилась вода на большой площади; впрочем, никаких убытков это не причинило. Второе испытание на участке в 0,8 км — остальной части глубокой секции — прошло вполне удовлетворительно. При полном напоре в 167,6 мм вод. ст. эта секция оказалась водонепроницаемой; при осмотре были обнаружены лишь небольшие волосные трещины. Третьему испытанию подвергался участок в 2,4 км длиной, расположенный на более высоком уровне.
Тоннель был заполнен, и давление приложено, как это делалось раньше. Наибольшее зарегистрированное давление в породе на расстоянии в 9,1 м от перемычки равнялось 8,4 кг/см2, в то время когда давление в тоннеле достигло 13 кг/см2. Давление поддерживали к течение 45 часов; к этому времени на поверхность земли вышло уже большое количество воды. Испытание остановили и спустили воду из тоннеля. Последующий осмотр показал, что бетонная обделка сильно повреждена на участке длиной около 305 метров вблизи шахты № 7, где толщина покрова была по расчетам недостаточна. В других местах, где толщина. покрова была по расчетам вполне достаточна, появились лишь небольшие трещины, но было совершенно ясно, что повреждения не ограничиваются бетонной обделкой. Вся лежащая сверху порода, которая в этом месте была особенно плотной и свободной от сбросов, была, по- видимому, приподнята и разломана. Были также ясные признаки перемещения породы в сторону на 13—19 мм в направлении вдоль тоннеля под углом наклона, соответствующим падению пласта окружающей породы. Рассмотрев восемь различных способов укрепления тоннеля, комитет решил уложить от одного конца тоннеля до другого стальную трубу.
Работа эта стоила 800 тыс. фун. стер. Весьма ценные выводы из этой работы сделал Хаскинс. Он считает, что ничем не подкрепленный песчаник не имеет никакой или почти никакой ценности в качестве непроницаемой оболочки, которая должна противостоять такому значительному гидростатическому давлению, как расчетное рабочее давление Сиднейского напорного тоннеля. Он указывает далее, что утечка воды сквозь неармированную бетонную обделку, вследствие пористости и физических характеристик песчаника, приводит к образованию в пластах породы, окружающей тоннель, находящихся под высоким давлением, полостей, что создает опасность разрыва и вытекания воды из тоннеля на поверхность. Наконец, он считает, что имеющий важное значение водовод такого типа, если он прокладывается в пластах песчаника, должен иметь водонепроницаемую обделку, которая сама по себе обладает достаточной прочностью и упругостью, чтобы выдержать без повреждений и течей полное гидростатическое давление, которое испытывает водовод. В заключение он делает мудрое замечание, которое должны помнить все проектировщики подземных сооружений: поверхность земли находится в состоянии непрерывных медленных пульсаций; грунт может перемещаться и действительно перемещается. Особенно это относится к районам, где бывают землетрясения.
Авария Сиднейского напорного тоннеля послужила толчком для Комитета столичного водоснабжения в Лондоне, инженеры которого выполнили ценные исследования по проектированию напорных тоннелей. Исследования эти велись совместно с Уордом, работником Строительного исследовательского института. Авторы работы отмечают, что Сиднейский тоннель получил повреждения вследствие того, что слабая порода здесь сочеталась с наличием пустот между ней и обделкой тоннеля, тогда как обделка была почти не в состоянии выдерживать растягивающие напряжения. Однако они утверждают, что лондонская глина однородна, прочна и водонепроницаема.
Предполагалось, что она будет оказывать давление на обделку достаточное, чтобы уравновесить давление воды, зависящее от глубины расположения тоннеля.
Добавить комментарий
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.