Sadraj

0. Rezime...............................................................................................................................2 0.1. Kljune rijei.............................................................................................................21. Uvod..................................................................................................................................22. Zadatak.............................................................................................................................23. Cilj.....................................................................................................................................34. Inenjerskogeoloki uvjeti izgradnje tunela..................................................................3 4.1. Podjela tunela............................................................................................................3 4.1.1. Podjela tunela prema geolokoj grai i uvjetima izgradnje.3 4.1.2. Podjela tunela prema duini.............................................................................4 4.2. Inenjerskogeoloki inioci mjerodavni za izgradnju tunela....................................4 4.3. Utjecaj naina pojavljivanja i prostornog poloaja stijenskih masa..........................5 4.4. Geoloke i inenjerskogeoloke pojave u tunelima...................................................65. Zakljuak...........................................................................................................................86. Literatura...........................................................................................................................87. Prilozi.................................................................................................................................9 7.1. Fotografije izgradnje tunela......................................................................................9 7.2. Fotografije vrsta tunela...........................................................................................10

0. Rezime

Podzemne graevine u obliku cijevi otvorene na oba kraja, postavljene horizontalno ili u blagom nagibu, kroz koje prolazi prometnica (eljeznica, cesta, kanal ili vodni tok), koji spajaju dva dijela puta razdvojena preprekom koju nije mogue savladati na drugi nain, nazivamo tunelima.Za izgradnju i uspjeno koritenje tunela treba poznavati litoloki sastav, geoloku starost i tektonski sklop terena, te svojstva stijenskih masa u kojima se grade tuneli.0.1. Kljune rijeiTuneli, vrste tunela, geotehnika ispitivanja tla

1. Uvod

Osim podjele tunela prema namjeni (cestovni, eljezniki, hidrotehniki), oni se mogu razvrstavati i po drugim kriterijima, odnosno karakteristikama kao to su duljina, veliina poprenog profila, tlo kroz koje prolaze, ogranienje iskopa, tehnologija izvedbe i dr., od ega ovise i organizacija iskopa i tehnologija izvedbe.Izgradnja tunela u materijalima loih geomehanikih karakteristika problematina je i vrlo sloena. Uspjeno projektiranje i graenje zahtijeva dobru prognozu svojstava tla i stijena, podzemne vode i primarnog stanja naprezanja.Poznavanje geolokih injenica prua inenjeru znatne koristi, kako pri projektiranju tako i pri izgradnji.

2. Zadatak

Zadatak seminarkog rada je upoznavanje sa inenjerskogeolokim uvjetima koji su mjerodavni za izgradnju tunela.U radu su analizirani osnovni podaci o podjeli tunela, podaci o utjecaju pojavljivanja i poloaja stijenskih masa, o utjecaju geolokih pojava u tunelima, tj. svi oni inioci od kojih zavisi, odnosno koji su relevantni za izgradnju tunela.

3. Cilj

Cilj izbora ove teme je da se povea razina znanja o inenjerskogeolokim uvjetima izgradnje tunela, o geolokoj grai terena i svojstvima stijenskih masa u kojima e se graditi, to je polazna osnova za izgradnju i uspjeno koritenje tunela.

4. Inenjerskogeoloki uvjeti izgradnje tunela4.1. Podjela tunela

Od pojedinih svojstava kao to su duljina, profili, tlo ovise i organizacija iskopa i tehnologija izvedbe.

4.1.1. Podjela tunela prema geolokoj grai i uvjetima izgradnje

Prema teini izvedbe ovisno o geoloko-geotehnikim svojstvima tla kroz koje prolaze, tuneli se dijele na: lahke, srednjoteke, teke i vrlo teke za graenje.Lahki tuneli se grade kroz kamenite stijene, velike tvrdoe i velike vrstoe, u kojima nema pojava podzemnih pritisaka, te ih ne treba podgraivati. Veinom ih ne treba ni oblagati. Dozvoljeni viak iskopa pri graenju je 10-20%. Takve uvjete izgradnje omoguava veina svjeih magmatskih stijena, kompaktni krenjaci, svjei i slabo ispucali metamorfiti, masivni mramori.Srednjoteki tuneli se grade kroz polukamenite stijene, manje vrstoe, kroz jae oteene kamenite stijene, kao i kroz stijene u raspadanju (glinoviti pjeari, laporci, kriljci niskog kristaliniteta). U njima se mogu pojaviti podzemni pritisci. Pri izgradnji ovih tunel potrebno je odgovarajue podgraivanje i oblaganje. Dozvoljeni viak izbijanja je do 25%.Teki tuneli se grade kroz slabovezane, plastine i jako raspadnute kamenite i polukamenite stijenske mase (gline sa blokovima kamenitih stijena, lapori, argiloisti). Utjecaj vlage i vode na stijenske mase je veliki, a pojavljuju se i jai podzemni pritisci, mjestimino sa velikim ispadanjem masa, poglavito iz krovine. Potrebno ih je vrsto podgraivati i obavezno oblagati. Dozvoljeni viak iskopa je iznad 25%.Vrlo teki tuneli se grade kroz slabovezane, plastine, tiskotropne i nevezane stijenske mase (jako raskvaene gline, teljivi pijesak, muljevi). U njima se pojavljuju jako veliki pritisci, kako u krovini, tako i u bokovima i podini. esta su obruavanja. Vrlo jako se podgrauju, dok obloga treba biti veoma vrsta i debela. Dozvoljeni viak iskopa je oko 30%.

Vrsta tlaKarakteristike za graevno tloPrikladnost za stabilizaciju

Struktura tlaPropusnost vode

vrsta podloga (granit, krenjak, sivac, gnajs, kriljci)gusti slojevinepropusno, samo u napuklinama i procjepima, nije osjetljivo na smrzavanjevrlo prikladno, stabilno

nestabilna podloga, nepovezano tlo(kr, ljunak, pijesak)rastresiti slojevivisoka propusnost, osjetljivo na slijeganje, neznatno osjetljivo na smrzavanjeu veim slojnim nakupinama prikladno,ukoliko kretanja nivoa podzemnih voda nisu jako izraena, neznatno nestabilno

nestabilna podloga, vezano tlo(glina, ilovaa, pjeani lapor)progueni slojevineznatna propusnost, jako skupljanje i nadimanje, izrazito osjetljivo na smrzavanjenije prikladno, nestabilno

Geotehnika podjela vrsta tla i njihova prikladnost za stabilizaciju

4.1.2. Podjela tunela prema duini

Prema duini tuneli mogu biti: sasvim kratki ( do 50 m duine) kratki ( 50 - 500 m duine) srednje dugi ( 500 - 2.200 m duine) dugi ( 2.200 - 4000 m duine) vrlo dugi ( preko 4000 m duine)

4.2. Inenjerskogeoloki inioci mjerodavni za izgradnju tunela

Sa inenjerskogeolokog gledita najznaajniji inioci od kojih zavisi izgradnja tunela su: otpor stijenskih masa pri radu ( pri iskopu, buenju i miniranju); ovodnjenost ( zasienost vodom ) terena; dranje stijenskih masa u iskopu (pojave podzemnih pritisaka, zaruavanja i prolomi); pojave poviene temperature i kodljivih plinova; prodori voda i pojave agresivnih podzemnih voda; pojave eksplozivnih plinova ( metan i sl.).Ovi inioci zavise od niza svojstava stijenskih masa i terena. Ona se inenjerskogeolokim istraivanjima mogu utvrditi. To su: litoloki sastav i fizika, mehanika i tehnoloka svojstva stijenskih masa, nain pojavljivanja i prostorni poloaj stijenskih masa, tektonska oteenost i fiziko-hemijska raspadnutost, morfoloka i hidrogeoloka svojstva terena, savremeni geoloki i inenjerskogeoloki procesi i njihove tvorevine itd.

4.3. Utjecaj naina pojavljivanja i prostornog poloaja stijenskih masa

Stijenske mase u kojima se grade tuneli mogu biti masivne, slojevite, kriljave i sa raznim vrstama luenja. Svaki od ovih naina pojavljivanja stijenskih masa ima poseban utjecaj na odabiranje trase i nivelete tunela.Masivnost stijenskih masa daje iroke mogunosti da se trasa i niveleta dobro odaberu, jer ona obezbjeuju podjednako dobre uvjete za rad i punu stabilnost u svim pravcima i na razliitim nivoima takvih stijenskih masa.Slojevitost stijenskih masa ima utjecaja naroito na izbor azimuta trase tunela, prije svega kada su slojevi iskoeni, a niveleta tunela horizontalna. Kada su stijene nepovoljnih svojstava, najbolje ih je prosijecati upravno na pruanje slojeva, a najpovoljnije je, du pruanja naslaga. Osim navedenog, znatan utjecaj na graenje ima i debljina slojeva. Naime, vea stabilnost i povoljniji uvjeti graenja su unutar debljih, bankovitih, nego u tankoslojevitim masama, pogotovo ako su to ploe ili liske.U kriljavim stijenskim masama, stabilnost brdske mase esto je znatno umanjena. U kriljavim stijenskim masama poloaj trase i visina nivelete nemaju vei znaaj, jer su u njima podjednako loi uvjeti u razliitim pravcima i na razliitim nivoima.Kod boranih stijenskih masa, povoljnije uvjete u inenjerskogeolokom, geostatikom i hidrogeolokom pogledu pruaju antiklinalni, nego sinklinalni dijelovi bora. U sinklinalama su ea ispadanja blokova iz tjemena iskopa, nego u antiklinalama. Sinklinalni dijelovi bora su nepovoljniji, jer se u njima akumuliraju podzemne vode, to dovodi do prodora i prisustva vode u tunelu. Antiklinalni dijelovi bora, u pravilu su suhi, ili su prodori voda kratkotrajni.Rasjedi i rasjedne zone su nepovoljne pojave u tunelima, kako zbog polomljenosti i zdrobljenosti stijenskih masa du njih, tako i zbog opasnosti od prodora veih koliina vode. Najnepovoljniji je poloaj tunela ako se trasa poklapa sa pravcem pruanja rasjeda, dok je najpovoljniji odnos, ako tunel upravno prosijeca rasjednu zonu.Kontaktne zone izmeu jae vodopropusnih i vodonepropusnih sredina, takoer utjeu na prodore voda i nestabilnost stijenskih masa pri iskopu.Prostorni poloaj tunela u odnosu na brdski masiv utjee na znaaj i uvjete graenja. U tom smislu, tuneli mogu biti: padinski, vrni i bazisni.Kod padinskih tunela, ija je trasa veim dijelom paralelna sa padinom i koji obino nisu duboki, dolazi do pojave nesimetrinog bonog pritiska. U takvim sluajevima se mora graditi deblja nesimetrina obloga, to oteava i poskupljuje graenje.Kod vrnih tunela osnovni problemi se svode na injenice malog nadsloja i stepen raspadnutosti stijenskih masa, to oteava uvjete gradnje i eksploatacije.Bazni tuneli su najpovoljniji. U pravilu se izbijaju u zdravim i kompaktnim stijenskim masama, posebno, ako su orijentirani upravno na paravac pruanja naslaga ili se grade u masivnim stijenama.

4.4. Geoloke i inenjerskogeoloke pojave u tunelima

Najznaajnije geoloke i inenjerskogeoloke pojave pri izgradnji tunela su: prekopi, pojave i prodori podzemnih voda, pojave podzemnih pritisaka, pojave povienih temperatura, pojave tetnih plinova, pojave teljivih masa, proloma...Pri izgradnji tunela u ispucalim stijenskim masama se pojavljuje tzv. viak profila ili prekop, koji se izraava u procentima u odnosu na povrinu poprenog presjeka projektiranog dijametra. Paljivim radom i dobro odabranom metodom iskopa moe se smanjiti prekop. Suvini profil tunela zavisi od ispucalosti mase, od fizikih svojstava, naina pojavljivanja, luenja, prostornog poloaja slojeva u odnosu na osu tunela, vrste i koliine eksploziva, te oblika i veliine tunelskog profila.Pri izgradnji tunela najee dolazi do pojave podzemnih voda. Gdje i kako se voda pojavljuje zavisi od geoloke grae i hidrogeolokih karakteristika. U pravilu, vode se pojavljuju u dijelovima tunela unutar vodonosnika, pod pritiskom ili slobodnih nivoa, zbijenih ili razbijenih, u zonama rasjeda, u prosjecima kaverni. Prognoziranje pojava i koliina prodora vode u tunelima veoma je delikatan posao. Za analizu se mora uzimati, ne samo ua tunelska zona, nego i slivno podruje. Za procjene koliine vode koje se mogu oekivati u tunelima, standardno se koristi jednaina:

gdje su:Q - koliina mogueg pritoka vode u tunel (l/min.);F - slivna povrina sa koje se vodom prihranjuje tunelska zona (km2);N - ukupna koliina padavina ( vodenog taloga) za godinu dana (l/god);V - koliina vode koja ishlapi (mg/km2);W - koliina vode koja otjee povrinskim tokovima (m3).Utjecaj podzemne vode pri izgradnji i eksploataciji tunela moe biti izraen i prodorima velikih koliina vode, nepovoljnim utjecajima na svojstva stijena, povienom temperaturom, kao i hemijskim djelovanjem.U intaktnom terenu, prije izgradnje tunela i ostalih podzemnih objekata, vlada odreeno naponsko stanje koje se naziva primarno. Iskopima, odnosno izgradnjom, jae ili slabije se remeti stanje primarnih napona i prirodne ravnotee, pa se oko podzemnih iskopa ispoljava novo, tzv. sekundarno naponsko stanje. Manifastacije sekundarnog naponskog stanja du tunelskog iskopa, podgrade ili obloge, nazivaju se podzemni pritisci. U sutini su rezultanta litostatikih i hidraulikih pritisaka, kao i pritisaka izazvanih hemijskim procesima, temperaturnim promjenama i komprimiranim plinovima. Prema pravcu djelovanja, podzemni pritisci mogu biti: krovinski (djeluju vertikalno nanie), podinski (usmjereni vertikalno navie), boni (dvostrani ili jednostrani), eoni (u pravcu izvoenja iskopa, ali suprotnog smjera), viestrani (kada iz stijenskog masiva djeluju pritisci iz svih smjerova prema iskopu, i to, udrueno i istovremeno). Prema intenzitetu najvei su krovinski pritisci (> 1.500 kN/m2), zatim podinski i boni.Pojave povienih temperatura, takoer, mogu biti smetnja pri izgradnji tunela. One se mogu oekivati kod dubokih tunela ili u blizini termalnih voda, u terenima sa mlaim vulkanizmom, kao i terenima sa intenzivnom oksidacijom. Za prognoziranje temperature u tunelu, najee se koristi jednaina: , gdje su:

Th- temperatura u tunelu na dubini h (C);t- srednja godinja temperatura zraka (C);h- dubina tunela (m);n- dubina do zone sa stalnom temperaturom (m);T- geotermalni stepen (1C/33m).

Pojave tetnih plinova mogu biti opasne pa ivote graditelja. Pri normalnim uvjetima, zrak u podzemlju sadri priblino isti procenat plinova, kao atmosfera. Meutim, pri izgradnji tunela, moe se naii i na znatno vee koncentracije pojedinih plinova koji mogu biti zaguljivi (N2, CO2), otrovni (CO, N2O, NO, NO2, H2S, SO2), ili zapaljivo-eksplozivni (H2,CH4).

5. Zakljuak

Osnovna svrha inenjerskogeolokih istraivanja je da na optimalan nain rijei prolaz odreene prometnice, hidrotehnike graevine, komunalne instalacije i sl., vodei rauna o svim specifinim karakteristikama samog tunela i terena u kojima se oni grade. Potrebna su detaljna istraivanja na lokalitetu trase, i to prvenstveno geoloka, geomehanika, hidroloka i meteoroloka, kako bi se mogli dobiti podaci koji uvjetuju dimenzioniranje obloge i podgrada, odnosno kako bi se mogla odrediti vrijednost radova i ustanoviti opravdanost ulaganja. Prostorni poloaj i uzajamne geometrijske veze struktura, kao i njihov utjecaj na stabilnost i ekonominost eksploatacije podzemnih objekata, mogue je sagledati tek nakon provedenih statistikih metoda ispitivanja i prikazivanja svih uvjeta izgradnje.Ona pomau inenjerima da odaberu najpovoljniji poloaj i paravac za trasu tunela, te da se lake snau, ako nastupe neke nepredviene tekoe.

6. Literatura

1. Baagi,M. (2000): Inenjerska geologija, 119-126, ESI, Sarajevo2. Janji,M. (1982): Inenjerska geologija sa osnovama geologije, 404-412, Beograd3. Dr. T.Lukovi,M. (1950): Inenjerska geologija, 268-271, Beograd4. www.gradri.hr5. www.arhitekti-hkaig.com6. www.gradimo.hr7. wikipedia.org/wiki/Tunel

7. Prilozi

7.1. Izgradnja tunela

7.2. Vrste tunela

1