Recent Trends in Tunneling Techniques Using Water Jets - A Review

SUMMARY: In the last decade, with the demand for utilization of natural resources for pouer developments, the use of uater jets for rock cutting, tunneling and mining has found extensive application. In comparison to excavation by means of blasting, uater jets have the advantage that the excess excavation beyond the planned cross section is marginal and that the load sharing capacity of the rock mass is retained«. By inducing cavitation in the uater jets, uhich increase the cutting capability, hard rock tunneling is possible by fitting an array of uater-jet nozzles to a conventional tunnel boring machine. In this paper the several features and techniques of liquid jet cutting uith special reference to tunnels and caverns are discussed. The characteristic features of the erosion caused on rocks and minerals uith the variation of several parameters are presented. The state of art of the cutting techniques in the last decade is presented. ZUSAMMENFASSUNG: Im letzten Oahrzehnt hat mit der Notuendigung natürliche Quellen zur Ener- giegeuinnung heranzuziehen, der Gebrauch des “uater jets” in Bezug auf die Schneidbarkeit von Fels, als auch im Tunnel- und Bergbau erheblich an Bedeutung geuonnen. Im Vergleich mit den herkömmlichen Ausbruchsmethoden haben “uater jets” den Vorteil, daß der Mehrausbruch gegenüber dem planmäßigen Querschnitt außerordentlich gering ist und die Festigkeit des Gebirges erhalten bleibt. Indem eine Kavitation im “uater Jet” erzeugt uird, steigt die Schneidfahigkeit und es ist auch möglich, harte Gebirge durch die Kombination einer konventionellen Tunnelbohrmaschine mit einer Reihe von “uater jet”-Düsen zu lösen. In diesem Beitrag uerden verschiedene Arten und Techniken von flüssigkeitsgestützten Schneideverfahren in Bezug auf Tunnel- und Kavernenbauten diskutiert. Charakteristische Besonderheiten! beim Lösen von Gesteinen und Mineralien mit einer Variation der verschiedenen Kennuerte uerden vorgestellt. Außerdem uird die Entuicklung der Schneidetechniken im letzten Oahrzehnt dargestellt. RESUME: Pendant cette dernière décade, à cause de la demande d’utilisation des ressources naturelles pour des développements de l’énergie, l’usage des “uater jets” dans le découpage des roches, le forage des tunnels et l’exploitation des mines a trouvé une application intensive. Comparativement a l’excavation au moyen d’explosif, les “uater jets” présentent l’avantage de réduire les débordements hors du profil prévu et de préserver la portance du terrain«, En produisant une cavitation dans les jets d’eau, ce qui accroît leur capacité de découpage, l’équipement d’une foreuse de tunnel conventionnelle d’une gerbe de pulvérisateurs de jets rend possible le forage des tunnels dans les roches dures. 802 Les différentes caractéristiques et techniques relatives au découpage au jet de liquide sont discutées dans cet exposé avec une référence spéciale aux tunnels et aux cavernes. Cet exposé présente egalement les traits caractéristiques de l’érosion des roches et des minéraux qui en résulte ainsi que la variation de plusieurs paramètres. De plus, la situation de l’art des techniques de découpage y est rapportée.