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Estudio geológico para la construcción de túneles

Antes de seguir el progreso del estudio geológico en el túnel Japón-Corea, explicaré el panorama general de lo que hace el estudio geológico para la excavación del túnel.En general, lo que haces es recopilar material existente.Los datos de las encuestas realizadas por el gobierno se almacenan en la Autoridad de Información Geoespacial de Japón.También hay materiales con los que cuenta la universidad.Los materiales recolectados se utilizarán para crear un mapa geológico esquemático (plano y sección transversal) del área donde se excavará el túnel.Basado en el mapa geológico, reconocimiento de superficie (ver foto), es decir, visitar el área e investigar la superficie y los sedimentos.

 


* Estado de reconocimiento de superficie

Si hace una vista en planta de la geología, puede hacer automáticamente una sección transversal, pero esa es solo una tentativa.Para hacerlo más preciso, realizaremos un "levantamiento aburrido" y una "exploración de ondas elásticas".Los datos obtenidos por ellos se tabulan para cada capa.Si lo aplica al patrón de datos de miles de túneles que se han realizado en Japón hasta ahora, descubrirá qué tipo de estructura de estrato tiene y cuál es el "cómo cavar un túnel" apropiado para ese estrato ...JR, Corporación Pública de Construcción de Ferrocarriles de Japón, Corporación Pública de Carreteras de Japón, Ministerio de Construcción, compañías de energía eléctrica, etc. tienen el patrón, y cada uno tiene su propio patrón basado en sus propios datos.El túnel es completamente de "ingeniería empírica", y si se obtiene un valor de levantamiento, el método de construcción aplicable se determinará empíricamente.

 

El estudio geológico hasta que se decide la ruta del túnel se denomina "descripción general".Al principio, se denomina exploración geofísica porque se investiga mediante un método físico para cubrir un área amplia, y a menudo se utilizan la exploración de ondas elásticas y la exploración eléctrica.La exploración geofísica es un levantamiento de superficie y el aburrido es un levantamiento de puntos.En la exploración de ondas elásticas, una onda de vibración es creada por una explosión de explosivos en un punto del estrato que se va a investigar, y cuando golpea el límite del estrato del suelo y rebota, es capturada por otro receptor y el wave Explora la condición real del estrato por velocidad y patrón.La dinamita se utiliza a menudo como epicentro de ondas elásticas.Las ondas elásticas son proporcionales a la dureza de la formación, y cuanto más dura sea la formación, más rápido se propagan las ondas y menor es la amplitud.Por el contrario, cuando el estrato es blando, la amplitud se vuelve grande y la onda se propaga lentamente.

 
La onda de vibración se refleja desde la superficie donde la dureza del estrato es diferente.Incluso dentro del mismo estrato, la dureza del estrato difiere según el proceso de formación.Si la dureza es la misma en diferentes estratos, no hay reflejo de la superficie límite.Si hay una falla, naturalmente se reflejará en ella.El "estudio hidrológico" tiene como objetivo investigar el movimiento del agua en el estrato.Como exploración geofísica, se utiliza una técnica llamada exploración eléctrica.Cuando un punto de la superficie de la tierra se establece en el polo positivo y el otro en el polo negativo, y la electricidad pasa a través del suelo, la forma de onda de la corriente cambia dependiendo del agua en el suelo.Le dice dónde está el agua y dónde están las vetas de agua subterránea.Al cavar un túnel en una montaña, a menudo hay agua acumulada en el suelo, lo que puede provocar accidentes por inundaciones.Por lo tanto, toda la montaña se somete a exploración eléctrica para verificar si hay agua.Se colocarán electrodos en toda la montaña como un ratón de aguja.Cuando descubre dónde es probable que esté la piscina, esta vez lo confirma aburrido.

 


* Estudio aburrido en tierra

Seleccione la ubicación para el levantamiento aburrido (ver foto) de las ubicaciones consideradas necesarias para crear una sección transversal del estrato.Hay casos en los que no se sabe en qué ángulo se encuentran en el suelo los estratos que están expuestos en la superficie de la tierra, y hay fallas que no están expuestas en la superficie de la tierra.Una falla es un lugar donde el estrato se corta debido a movimientos de la corteza como los terremotos.La ubicación de la falla no se puede determinar solo a partir del reconocimiento de superficie.El agua y las fallas son los mayores problemas en la construcción de túneles.Juega a los bolos para averiguar dónde está.

Los levantamientos en el océano no se pueden realizar caminando como en el suelo.Por lo tanto, la exploración de ondas sonoras se realiza primero.El epicentro se cuelga detrás del buque de investigación y el receptor de ondas de vibración flota detrás de él.Las ondas oscilantes generadas por la explosión en el mar se reflejan en el fondo marino y los estratos debajo del fondo marino.Al hacerlo, es posible examinar la estructura subterránea de la misma manera que en tierra.Una fuente de sonido típica es una señal eléctrica o un método de expulsión de gas a presión (pistola de agua).Las señales rebotadas se registran en cada límite y se aplican a patrones pasados ​​para obtener una estructura aproximada.
 
El aderezo se realiza en paralelo con eso.En este método, un cilindro de hierro con un diámetro de aproximadamente XNUMX cm y una longitud de aproximadamente XNUMX m se baja al fondo del mar y un barco lo arrastra para recolectar una muestra de roca en la superficie.Haga esto para la misma área que la exploración sónica.En el estrecho de Tsushima, se llevó a cabo en unos XNUMX lugares en total.Además, la perforación oceánica se realiza en lugares donde algo anda mal o hay una falla.El levantamiento de perforación (perforación total) consiste en excavar bajo tierra con una tubería hueca y sacar una muestra del estrato en esa ubicación tal como está.Esta muestra se denomina "núcleo".En el caso de la excavación de pozos de petróleo y fuentes termales, es suficiente golpear el reservorio de petróleo o la fuente termal objetivo, pero en el caso de un estudio geológico, el propósito es recolectar el núcleo del proceso, por lo que es necesario excavar con cuidado.
 
La punta del tubo giratorio tiene una cuchilla con un diamante industrial adjunto.Entonces, si excava XNUMX m, puede obtener un núcleo de hasta XNUMX m.Normalmente, el núcleo se levanta para excavar XNUMX m.El diámetro promedio del núcleo es de XNUMX cm, y al principio se utiliza una tubería gruesa, y la tubería se vuelve más delgada a medida que avanza, por lo que el núcleo también se vuelve más delgado.


* Marítimo aburrido
 


* Núcleo de bolos cargado a bordo

En el caso del océano, se utilizará un barco de investigación dedicado a los bolos (ver foto).En ese momento, un barco de salvamento Tokai era propiedad de Japón, pero fue abandonado después de una inspección del túnel Japón-Corea en el estrecho de Tsushima.En el mar, se extienden cuatro cables desde el barco de investigación, y un peso enorme llamado anillo de ancla se entierra en el lecho marino para eliminar el movimiento del barco en la parte delantera, trasera, izquierda y derecha.Cuando estaba jugando a los bolos en las aguas del lado coreano de Tsushima, la corriente del océano era tan rápida que se rompió un cable.Lo más difícil es lidiar con las sacudidas verticales.
 

Por lo tanto, la propia máquina perforadora instalada en el barco está hecha para resistir el movimiento vertical.Tiene un resorte fuerte y absorbe el movimiento vertical.A una profundidad de XNUMX m frente a la costa de Tsushima, excavamos hasta XNUMX m por debajo del lecho marino durante XNUMX días.Este número de días es aproximadamente el mismo que en tierra.
 
Una vez que los datos estén disponibles y un mapa geológico esté disponible, la ruta del túnel se seleccionará en función de los datos.Técnicamente, la topografía, la geología y los métodos de construcción son problemas.Si hay fallas o inundaciones, la construcción será difícil y el costo de construcción aumentará en consecuencia, por lo que la ruta debe seleccionarse para excavar un estrato lo más estable posible.Sin embargo, en realidad, también se tienen en cuenta las condiciones administrativas.

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    Encuesta de construcción

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