Tunel v blatu

Kitajska raziskovalna skupina je v reviji Mednarodne zveze geoloških znanosti Episodes objavila članek o mehanskih deformacijah na tunelih podzemne železnice. Faktorje, ki vplivajo na spremembo oblike cevi metro linij, so opazovali in ocenili v kitajskem mestu Šanghaj, ki je zgrajeno na mehkih kvartarnih sedimentih. V mestu zaradi nihajočega nivoja podzemne vode in procesa urbanizacije namreč prihaja do pogrezanja tal.

Šanghaj je velemesto z več kot 25 milijoni prebivalcev. Leži na delti reke Jangce, tretje največje reke na svetu, ki se izliva v Vzhodnokitajsko morje. Podlago, na kateri je mesto zgrajeno, večinoma sestavljajo plasti različno zrnatih rečnih sedimentov, čemur pravimo stratifikacija. V rečni delti so plasti dokaj slabo sprijete in zato dovzetne za hitre mehanske deformacije. V objavljenem delu so predstavljeni trije glavni modeli deformacije cevi, skozi katero poteka podzemna železnica. To so dvig tunelske cevi, ki nastane zaradi relaksacije napetosti spodnjih plasti, obratno velja za pogrezanje cevi, obstaja pa tudi longitudinalna oziroma vzdolžna deformacija tunelske cevi.

V posameznih sedimentnih plasteh pa se nahajajo tudi vodonosne plasti oziroma vodonosniki, ki dodatno vplivajo na mehanske lastnosti stratificiranih sedimentnih plasti, na katerih je zgrajen Šanghaj. Spremenljivost nivoja podzemne vode v vodonosnih plasteh in vdiranje morske vode vanje vplivata na spremembe v mehanskih lastnostih sedimentne podlage. Taka dinamika vzbudi potrebo po aktivnem spremljanju varnostnega tveganja za infrastrukturo, predvsem za podpovršinske konstrukcije, kot je podzemna železnica. Raziskovalna skupina je v raziskavi analizirala dolgoletne rezultate terensko izmerjenih podatkov, ki so jih pridobili s pomočjo ekstenziometrov. 

Meritvene naprave oziroma ekstenziometre so v času gradnje podzemne železnice – ta se med posameznimi metro linijami razlikuje tudi za 20 let – namestili v kontrolne vrtine okoli konstrukcije, na različne globine, s čimer so omogočili meritve različnih sedimentacijskih plasti – tako vodonosnih kot neprepustnih plasti. Aparatura lahko na ta način meri kompresijske oziroma relaksacijske deformacije različnih plasti sedimentov v vertikalni smeri.

Raziskovalna skupina je iz meritev med drugim ugotovila, da se deformacijske lastnosti mehkih deltnih sedimentov kontinuirano spreminjajo, skladno s spremembami v nivoju podzemne vode in procesom urbanizacije. Na lokaciji ene izmed linij podzemne železnice so pokazali, da višanje nivoja vode povečuje deformabilnost plasti, v katerih se nahaja tunelska cev. Ugotovili so tudi, da nivo podzemne vode v globljih in prostorsko omejenih vodnosnikih narašča, kar pomeni, da je to trenutno eden pomembnejših dejavnikov, ki vpliva na varnost tunelov podzemne železnice.

Predorogradnicam v Karavanakah, Šangaju in drugod Srečno! želi Lea.