‫פרק ‪ :2‬היבטים הנדסיים‬ ‫תוכן עניינים‬ ‫‪2.1‬‬ ‫חתך המנהרה ‪2-1 ...................................................................................................‬‬ ‫‪2.2‬‬ ‫‪2.3‬‬ ‫סיווג מנהרות לפי שיטת הביצוע ‪2-4 ............................................................................‬‬ ‫מערכות וקריטריונים ‪2-4 ...........................................................................................‬‬ ‫‪ 2.3.1‬מערכות עזר במנהרת רכב ‪2-4 ......................................................................‬‬ ‫‪ 2.3.2‬הקריטריונים לבחינת מנהרה ‪2-5 ...................................................................‬‬ ‫‪2.4‬‬ ‫נתונים גיאו‪-‬הנדסיים ‪2-6 ...........................................................................................‬‬ ‫‪ 2.4.1‬סקר גיאוטכני )גיאו‪-‬הנדסי( לצרכי תכנון וביצוע ‪2-6 ............................................‬‬ ‫‪ 2.4.2‬מיפוי גיאולוגי בעת הביצוע‪2-8 .......................................................................‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫‪2.6‬‬ ‫‪2.7‬‬ ‫‪ 2.4.3‬סקר הסביבה ‪2-8 ........................................................................................‬‬ ‫יציבות וכשל מנהרות בסלע ‪2-9 ..................................................................................‬‬ ‫שיטות כרייה בסלע ‪2-11 ...........................................................................................‬‬ ‫אמצעי תימוך בסלע ‪2-13 ..........................................................................................‬‬ ‫שיטות חישוב )תכנון( ‪2-14 ........................................................................................‬‬ ‫‪2.8‬‬ ‫טיפול במים תת‪-‬קרקעיים ‪2-16 ..................................................................................‬‬ ‫‪2.9‬‬ ‫‪ 2.10‬מנהור בקרקע רכה ‪2-18 ...........................................................................................‬‬ ‫‪ 2.11‬ניטור גיאו‪-‬הנדסי ‪2-20 ..............................................................................................‬‬ ‫‪2.12‬‬ ‫‪2.13‬‬ ‫‪2.14‬‬ ‫‪2.15‬‬ ‫‪2.16‬‬ ‫מערכת כיבוי אש ‪2-21 ..............................................................................................‬‬ ‫קביעת מספר מנהרות ‪2-22 .......................................................................................‬‬ ‫מנהרות ופירי מילוט ‪2-22 ..........................................................................................‬‬ ‫השפעת מנהרות על מבנים סמוכים ‪2-23 .....................................................................‬‬ ‫אפשרות הרחבת מנהרה ‪2-24 ...................................................................................‬‬ ‫‪ 2.17‬תכנון לתחזוקה ‪2-24 ................................................................................................‬‬ ‫‪ 2.18‬שילוב מערכות תשתית זרות ‪2-25 ..............................................................................‬‬ ‫‪ 2.19‬פורטלים ‪2-25 .........................................................................................................‬‬ ‫‪2.20‬‬ ‫‪2.21‬‬ ‫‪2.22‬‬ ‫‪2.23‬‬ ‫דיוס‪2-28 ...............................................................................................................‬‬ ‫שיקולי איכות הסביבה ‪2-30 .......................................................................................‬‬ ‫שיקולי תפעול ‪2-31 ..................................................................................................‬‬ ‫סיכונים בשלב הביצוע ‪2-31 .......................................................................................‬‬ ‫‪ 2.24‬מרכיבי עלות המנהרה‪2-32 .......................................................................................‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫פרק ‪ :2‬היבטים הנדסיים‬ ‫מטרת פרק זה להציג תמונת רקע של נושאים הקשורים במבנה המנהרה במובן הסטרוקטורלי והגיאו‪-‬‬ ‫הנדסי‪ ,‬מבלי להיכנס לרכיבים התפקודיים והגיאומטריים הרלוונטיים למנהרות רכב‪ ,‬כגון רוחב נתיב‪,‬‬ ‫גובה גבריט‪ ,‬רוחב וגובה מדרכה )או שוליים(‪ ,‬גודל שילוט‪ ,‬תיווי אנכי ואופקי וכיוצ"ב – הרכיבים‬ ‫התפקודיים יוצגו בפרקים הבאים של ההנחיות‪ ,‬ולכן הם רק נסקרים בקצרה לשלמות התמונה‪ ,‬תוך‬ ‫הפנייה לפרקים המתאימים‪ .‬כמו כן מציג הפרק שיטות איסוף מידע‪ ,‬תכנון‪ ,‬כרייה ותימוך המקובלים‬ ‫במנהרות רכב‪.‬‬ ‫‪2.1‬‬ ‫חתך המנהרה‬ ‫קיימים ארבעה חתכי‪-‬רוחב אופייניים למנהרות רכב‪:‬‬ ‫ מנהרות מלבניות‪ :‬בשיטת "חפירה וכסוי" )‪ (cut & cover‬או דחיקת‪-‬מובל )‪ – (box jacking‬תרשים‬ ‫‪.2.1‬‬ ‫‬ ‫מנהרות עגולות‪ :‬בעיקר בשיטת ביצוע ע"י מכונת מנהור )‪ (TBM – Tunnel Boring Machine‬או מגן‬ ‫)‪ (shield‬או בדחיקת צינורות ‪ – pipe jacking‬תרשים ‪.2.2‬‬ ‫מנהרות בחתך פרסה עם קירות אנכיים‪ :‬בעיקר בקידוח ופיצוץ מבוקר )‪drilling and controlled‬‬ ‫‪ (blasting‬בסלע קשה – תרשים ‪.2.3‬‬ ‫‬ ‫מנהרות בחתך פרסה עם קירות קמורים‪ :‬בעיקר עם מכונת חיתוך )‪ boom-cutter‬או ‪(roadheader‬‬ ‫בשיטת הכרייה בשלבים בסלע רך – תרשים ‪.2.4‬‬ ‫‬ ‫תרשים ‪ :2.1‬מנהרה בחתך מלבני‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫תרשים ‪ :2.2‬מנהרה בחתך עגול ל‪TBM-‬‬ ‫‪2-1‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫תרשים ‪ :2.3‬חתך פרסה – קירות ישרים‬ ‫תרשים ‪ :2.4‬חתך פרסה – קירות קמורים‬ ‫חתך הפרסה עם הקירות הקמורים עשוי להיות גם עם רצפה קעורה‪ ,‬במידה שתנאי הסלע נחותים מאד‬ ‫וקיימת העדפה ברורה לחתך קרוב ככל האפשר לטבעת – תרשים ‪.2.5‬‬ ‫תרשים ‪ :2.5‬מנהרה בחתך פרסה עם קירות קמורים‬ ‫צורת החתך מושפעת‪ ,‬אם כן‪ ,‬משילוב המאפיינים הגיאו‪-‬הנדסיים של מסת‪-‬הסלע מחד‪-‬גיסא‪ ,‬ומשיטת‬ ‫הביצוע מאידך גיסא‪.‬‬ ‫כמו כן קיים חתך מוקטן למנהרות מקשרות או מנהרות מילוט העשויות להיות גם מנהרות למעבר רכב‬ ‫הצלה )תרשים ‪ .(2.6‬מנהרות אלו עשויות להכיל גם מערכות עזר לתפעול המנהרה‪ ,‬בעיקר מערכות‬ ‫חשמל‪ ,‬ואזי מידותיהן תותאמנה לצרכים הייעודיים‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-2‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫תרשים ‪ :2.6‬מנהרת רכב כפולה עם מנהרה מקשרת‬ ‫קיים קשר בין צורת החתך לבין הנתונים הגיאולוגיים והגיאו‪-‬הנדסיים של הקרקע‪ ,‬המתבטאים בשיטות‬ ‫הכרייה והתימוך‪ ,‬ללא תלות בגבריט הנקי של התנועה הנקבע משיקולים שונים‪ .‬לדוגמה‪ :‬קירות ישרים‬ ‫מתאימים לסלע טוב‪ ,‬קרי מסיבי עם סידוק מועט‪ .‬ככל שתת‪-‬הקרקע גרועה יותר‪ ,‬כך גדלה נטיית‬ ‫המתכנן להתקרב ל"טבעת" סגורה‪ ,‬ואזי הקירות יהיו קמורים‪ .‬במידת הצורך‪ ,‬בקרקע רכה או בסלע‬ ‫חלש מאד תוחלף הרצפה הישרה ברצפה קעורה‪ .‬חתך עגול הוא ייחודי למכונת מנהור )‪ .(TBM‬מנהרות‬ ‫בעלות חתך פרסה יכולות להיות עם או ללא רצפת בטון‪ ,‬עם רצפה ישרה או עם רצפה קשתית –‬ ‫מותנה בתכונות הגיאו‪-‬הנדסיות של הקרקע‪ .‬לקירות קמורים עשוי להיות יתרון גם בהשגת מרחקי‬ ‫בלימה ע"י קו‪-‬ראייה ללא הפרעות במנהרות בעלות רדיוס אופקי‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.7‬חלופות שונות לכרייה בשלבים‪,‬‬ ‫בהתאם לאיכות הסלע‬ ‫תרשים ‪ :2.8‬מנהרה לשני כבישים תלת‪-‬‬ ‫נתיביים בחתך עגול‬ ‫בכל אחת מהשיטות‪ ,‬גודל המנהרה מושפע מצרכי התעבורה מחד‪-‬גיסא‪ ,‬ומהתכונות הגיאו‪-‬הנדסיות‬ ‫של תת‪-‬הקרקע מאידך‪-‬גיסא‪ .‬דוגמה קיצונית למנהרה גדולה במיוחד בחתך עגול מוצגת מפרויקט‬ ‫תעבורתי בפריז – תרשים ‪ .2.8‬חתך זה מכיל ארבע קומות עקב דרישות איוורור חריגות‪ ,‬והמיסעות‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-3‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫מהוות כעין גשר בתוך המנהרה‪.‬‬ ‫אל חתך המנהרה כפי שהוצג לעיל ניתן להתייחס כאל חתך "ברוטו"‪ ,‬כאשר חתך ה"נטו" מושפע‬ ‫משיקולי תעבורה כגון התכן הגיאומטרי המוצג בפרק ‪ ,3‬דרישות האיוורור המוצגות בפרק ‪ ,4‬דרישות‬ ‫בטיחות אש המוצגות בפרק ‪ 5‬וכיוצ"ב‪.‬‬ ‫‪2.2‬‬ ‫סיווג מנהרות לפי שיטת הביצוע‬ ‫מנהרות רכב מתחלקות למספר קבוצות‪:‬‬ ‫ מנהרה בשיטת חפירה וכיסוי )‪ (cut and cover‬מבוצעת ע"י חפירת תעלה‪ ,‬בניית מבנה בטון‬ ‫בתוכה וכיסוייה מחדש בעפר‪ .‬הבנייה יכולה להיות ביציקה באתר או מאלמנטים טרומיים‪ .‬תכנון‬ ‫מנהרות אלו מבוצע עפ"י ת"י ‪ ,5826‬חלק ‪.6‬‬ ‫‬ ‫מנהרה כרוייה )‪ (mined tunnel‬מבוצעת מבלי לפתוח את פני הקרקע‪ ,‬ומוגדרת בדרך כלל על פי‬ ‫הקרקע בה היא מתבצעת‪:‬‬ ‫ מנהרה בסלע )‪(rock tunnel‬‬‫‪ -‬מנהרה בקרקע רכה )‪(soft ground tunnel‬‬ ‫ מנהרה שקועה במים )‪(immersed tunnel‬‬‫ מנהרה בדחיקה )‪(jacked tunnel‬‬‫מבין ארבעת המקרים המצוינים לעיל‪ ,‬רק שניים מוערכים כבעלי היתכנות לפרויקטי תעבורה בישראל –‬ ‫מנהור בסלע )באזורי ההרים( ומנהור בקרקע רכה )באזור החוף(‪ .‬מנהור בדחיקה‪ ,‬ליתר דיוק דחיקת‬ ‫צינורות‪ ,‬מתבצע בארץ למנהרות תשתית )מים‪ ,‬חשמל‪ ,‬תקשורת וכו'(‪ ,‬אך לא במידות הנדרשות‬ ‫למנהרות רכב‪.‬‬ ‫מנהרות רכב יתוכננו בהתאם לת"י ‪ ,5826‬חלק ‪ ,3‬ויש לתת הדעת על הנושאים בהם תקן זה שונה‬ ‫מת"י ‪ 466‬למבני בטון‪.‬‬ ‫לכל סוג מנהרה )בסלע או בקרקע( שיטת ניתוח ותכנון שונה מבחינה מבנית‪-‬סטרוקטורלית‪ ,‬ציוד שונה‬ ‫למנהור או תימוך‪ ,‬ולכן חלים עליהן תקנים שונים‪.‬‬ ‫הערה‪ :‬שיטת הכרייה בשלבים ‪ (Sequential Excavation Method) SEM‬הינה השם המקובל באנגליה‬ ‫וארה"ב לשיטה המכונה בארץ ‪ .(New Austrian Tunneling Method) NATM‬שיטה זו מכונה בנורווגיה‬ ‫‪ .(Norwegian Tunneling Method) NTM‬תרשים ‪ 2.7‬מציג חלופות שונות לשלבי הביניים בתהליך‬ ‫הכרייה‪.‬‬ ‫‪2.3‬‬ ‫מערכות וקריטריונים‬ ‫‪ 2.3.1‬מערכות עזר במנהרת רכב‬ ‫הרכיבים והמערכות הנדרשים להגדרה כחלק מתהליך התכנון של מנהרות רכב כוללים‪:‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-4‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‬ ‫מספר נתיבי התנועה‪ ,‬כולל נתיבים לשדרוג בעתיד‪.‬‬ ‫רוחב נתיבי התנועה המשתנה בהתאם לאופי המנהרה )עירונית ובינעירונית(‪ ,‬לכמות ולאופי‬ ‫התנועה וכו'‪.‬‬ ‫‬ ‫מדרכות או שוליים ללא הגבהה‪ ,‬לרבות רוחב וגובה אבן שפה‪.‬‬ ‫ניקוז‪ ,‬הן למי התהום והן למי‪-‬שירות‪ ,‬קרי מי שטיפה לניקוי הדיפון מפיח או לכיבוי אש‪ .‬במנהרות‬ ‫המתירות מעבר חומ"ס עלולה להידרש מערכת לניקוז ואיסוף חומ"ס שדלף מהרכב‪.‬‬ ‫איוורור‪ ,‬העשוי להיות אורכי או רוחבי‪ ,‬והמשפיע הן על מידות המנהרה והן על התיאום החיוני עם‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫השילוט והתימרור‪ ,‬המפריעים לתנועת האוויר‪.‬‬ ‫תאורה‪ ,‬המשתנה מתאורה חזקה ליד הפתחים‪ ,‬ועד לתאורה חלשה יותר בתוך המנהרה‪ ,‬לרבות‬ ‫תאורת חירום‪.‬‬ ‫שירותים וכח‪ ,‬לרבות עבור מערכות האיוורור‪ ,‬בקרה וכו'‪.‬‬ ‫‬ ‫מערכת כיבוי אש‪.‬‬ ‫‬ ‫תאים להידרנטים ולגלגלונים‪.‬‬ ‫שילוט ותימרור‪.‬‬ ‫מערכת ניהול ובקרת תנועה‪.‬‬ ‫מערכת טלוויזיה במעגל סגור )‪ ,(CCTV‬ומערכת כריזה‪.‬‬ ‫‬ ‫טלפונים לחירום‪.‬‬ ‫תקשורת מסחרית‪ ,‬לרבות אנטנה )אנטנות( לאורך המנהרה‪.‬‬ ‫אמצעי שילוט ותאורת מילוט‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫כל הרכיבים הנידונים מוצגים בפרקים הייעודיים של הנחיות אלו ולכן לא יידונו להלן‪.‬‬ ‫‪ 2.3.2‬הקריטריונים לבחינת מנהרה‬ ‫הקריטריונים לבחינת כדאיות או העדפת מנהרה כוללים‪:‬‬ ‫ תנאי תת‪-‬הקרקע‪ :‬גיאולוגיים והידרולוגיים‪ .‬לתנאים אלו עשויים להיות השלכות מרחיקות לכת‬ ‫מבחינת עלות ומשך הביצוע‪ .‬ביצוע מנהרות בעפר או בסלע‪ ,‬מעל או מתחת למפלס מי תהום‬ ‫וכיוצ"ב‪ ,‬משליך ישירות על בחירת ציוד הכרייה‪ ,‬מאפייני התימוך‪ ,‬שלבי הביצוע ועלות הפרויקט‪.‬‬ ‫ אפשרויות בנייה‪ :‬אילוצים שונים כגון מבנים סמוכים או רגישים העלולים להיפגע )לדוגמה‪ :‬מנהרת‬ ‫ככר צה"ל ליד חומת העיר העתיקה וכנסיית נוטר‪-‬דאם(‪ ,‬סיכונים כגון ייבוש מעיינות סמוכים‬ ‫)מנהרות בירושלים הושפעו מסיכון למעיין ליפתא(‪ ,‬ושיטות ביצוע‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫השלכות במהלך הביצוע‪ ,‬וכן השלכות ארוכות‪-‬טווח בעת התיפעול על איכות הסביבה‪ .‬נושא זה‬ ‫מקבל חשיבות ההולכת וגוברת עם הזמן‪ ,‬ודיון בו מוצג בפרק ‪.8‬‬ ‫השפעות רעידת אדמה‪ .‬השפעות אלו מותנות‪ ,‬במידה רבה‪ ,‬בקרבת המנהרה להעתקים פעילים‬ ‫או חשודים כפעילים בכלל‪ ,‬ולחציית העתקים פעילים בפרט‪ .‬הן מנהרות הכרמל והן מנהרות עוקף‬ ‫יקנעם הושפעו משיקולים סייסמיים‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-5‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‬ ‫מגבלות שימוש בקרקע‪ ,‬לרבות תכניות בינוי מעל המנהרה ובקרבתה‪ .‬בנושא זה מושקע כיום‬ ‫מאמץ לגיבוש "קדסטר תלת‪-‬מימדי"‪ ,‬שיגדיר את יחסי הגומלין בין המבנים והבעלות על פני‬ ‫הקרקע‪ ,‬לאלו שבתת‪-‬הקרקע‪.‬‬ ‫‬ ‫פוטנציאל לניצול זכויות אוויר‪.‬‬ ‫קיים נדרש‪ :‬בעבר נדרש מבנה הנדסי "רגיל" לקיים של חמישים שנה‪ ,‬כיום מקובלת דרישה לקיים‬ ‫של ‪ 100‬עד ‪ 120‬שנה למנהרות‪.‬‬ ‫יתרונות כלכליים‪ ,‬לרבות עלות תחזוקה עם הזמן‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫ תפעול ואחזקה‪.‬‬ ‫ ביטחון‪.‬‬ ‫קריטריונים אלו אמורים להיכלל בדו"חות לבדיקת היתכנות כלכלית וביצועית של חלופת מנהרה‪,‬‬ ‫ומהווים חלק בלתי נפרד משלבי בדיקת ההיתכנות והתכנון של מנהרות תעבורה‪ .‬בחלק מנושאים אלו‬ ‫יצאו לאחרונה תקנים ישראליים המנחים את המתכנן והמתפעל בדרישות בסיסיות שונות – ראו רשימה‬ ‫בסוף הפרק‪.‬‬ ‫‪2.4‬‬ ‫נתונים גיאו‪-‬הנדסיים‬ ‫‪ 2.4.1‬סקר גיאוטכני )גיאו‪-‬הנדסי( לצרכי תכנון וביצוע‬ ‫הסקר הגיאוטכני )גיאו‪-‬הנדסי( חיוני לתכנון כל סוגי המנהרות‪ ,‬מאחר שהנתונים המושגים ממנו‬ ‫משפיעים על התכנון‪ ,‬הביצוע והתחזוקה וכמובן על אומדן העלות ומשך הפרויקט‪ .‬סקר זה מתבצע‬ ‫כמפורט בתקן הישראלי ת"י ‪ ,5826‬חלק ‪") 4‬מנהור‪ :‬גיאולוגיה וגיאוטכניקה"(‪ .‬הסקר הגיאוטכני אינו‬ ‫משפיע רק על התכנון המבני של המנהרה‪ ,‬אלא גם על התוואי האופקי ו‪/‬או האנכי של המנהרה‪ ,‬מאחר‬ ‫שלעיתים עדיף להאריך המנהרה ולעקוף קטע בעל מאפיינים גיאוטכניים גרועים‪ ,‬מאשר להעביר קו‬ ‫ישר הנכנס לאזור שהעבודה בו תהיה איטית‪ ,‬יקרה ואף מסוכנת‪.‬‬ ‫במקרים רבים יש לבצע את הסקר הגיאולוגי‪-‬גיאוהנדסי במספר שלבים המותאמים לשלבי התכן של‬ ‫הפרויקט‪ ,‬במטרה לייעל את הסקר ולצמצם עלויותיו‪ .‬במקרים אלו ייתכן שיבוצעו קידוחים בודדים בשלב‬ ‫בדיקת ההיתכנות‪ ,‬אליהם יתווספו קידוחים צפופים יותר ורבים יותר‪ ,‬בהתאם למידע שנלמד בשלב‬ ‫הקודם ולצורך השגת מידע החיוני לתכנון מפורט‪.‬‬ ‫הסקר הגיאוטכני מאפשר למתכנן לחזות את הבעיות הצפויות לאורך התוואי‪ ,‬להעריך מה שיטות‬ ‫הביצוע היעילות יותר )או מתי יש לאסור על חלופה כגון קידוח ופיצוץ(‪ ,‬מה שיטות התימוך המועדפות‪,‬‬ ‫ומה הקטעים אשר יחייבו תשומת לב מיוחדת במהלך הביצוע עקב תנאים גיאולוגיים חריגים‪.‬‬ ‫יש להדגיש כי הסקר הגיאוטכני אינו מיועד למתכנן בלבד‪ ,‬אלא נמסר לכל הקבלנים המתחרים במכרז‬ ‫כחלק ממסמכי המכרז‪ ,‬ומהווה עבורם כלי עיקרי להערכת שיטות הביצוע )כרייה‪ ,‬תימוך וניצול חפורת(‪,‬‬ ‫ההתארגנות והגשת אומדן העלות‪ .‬פרק ‪ 54‬למפרט הכללי הבין‪-‬משרדי מדגיש כי המזמין )או הרשות‬ ‫הממונה( מעמיד לרשות הקבלן את כל המידע שעמד לרשותו בזמן התכנון‪ ,‬אך אינו אחראי‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-6‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫לאינטרפולציה בין קידוחי הסקר המתבצעת ע"י הקבלן‪.‬‬ ‫הסקר הגיאוטכני מאפשר גם זיהוי מוקדם של בעיות פוטנציאליות‪ ,‬כגון מעבר דרך העתק )שבר(‬ ‫אקטיבי )בעל פעילות סייסמית(‪ ,‬מעבר מתחת למפלס מקומי של מים שעונים )קרי עדשה מקומית של‬ ‫מי‪-‬תהום הנשענת על שכבה אטימה כדוגמת חוואר(‪ ,‬או מתחת לאקוויפר אזורי של מי תהום‪ ,‬נוכחות‬ ‫של גזים )מתאן באזורי כבול או גזים תעשייתיים ליד אזורי תעשייה נטושים וכו'(‪ ,‬וע"י כך לתכנן מראש‬ ‫פתרונות מתאימים‪) .‬מנהרות בגוש דן עלולות להיתקל הן במי תהום והן בזיהום עקב מפעלי תע"ש‬ ‫ישנים‪(.‬‬ ‫בניתוח סיכונים או ניהול סיכונים )האמור להתבצע עפ"י ת"י ‪ 5826‬חלק ‪" 8‬ניהול סיכונים בעבודות‬ ‫מנהור"( הנדרשים כיום בפרויקטים תת‪-‬קרקעיים‪ ,‬מהווה הסקר הגיאוטכני רכיב מרכזי בזיהוי הסיכונים‬ ‫הפוטנציאליים‪ ,‬ובגיבוש דרכים למזעורם‪ .‬הסקר הגיאוטכני מתבצע במספר שלבים השונים זה מזה‬ ‫ברמת המידע המפורט‪ :‬הסקר המוקדם הינו בשלב בדיקת ההיתכנות‪ ,‬ומתבסס ברובו על מידע קיים‪,‬‬ ‫עדיין ללא קידוחים‪ .‬הסקר המתקדם יותר חייב להתבסס על תוצאות קידוחי‪-‬הסקר‪ ,‬ואי‪-‬ביצועם פוגע‬ ‫באמינותו במידה רבה ועלול לחשוף את המזמין לתביעות‪.‬‬ ‫הסקר הגיאוטכני מתבסס על רכיבי המידע הבאים‪:‬‬ ‫ איסוף מידע קיים )מיפוי גיאולוגי קיים‪ ,‬תצלומי אוויר ישנים‪ ,‬עבודות אוניברסיטאיות‪ ,‬סקרים בסביבה‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫קרובה וכו'(;‬ ‫סיורים בשטח;‬ ‫מיפוי גיאולוגי בקנה מידה הנדסי;‬ ‫סקר תת‪-‬קרקעי ע"י קידוחי גלעין – תרשים ‪;2.9‬‬ ‫סקר גיאופיסי משלים;‬ ‫סקר סביבתי – ראו סעיף ‪;2.4.3‬‬ ‫סקר סייסמי;‬ ‫סקר הידרוגיאולוגי‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.9‬ארגזים על גלעיני סלע )‪(cores‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-7‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫הסקר הגיאולוגי מותאם מבחינת קנה המידה ורמת הפירוט לשלבי התכנון‪ .‬שלבי התכנון האופניים‬ ‫למנהרות‪-‬רכב כוללים‪:‬‬ ‫ תכנון תעבורתי עקרוני ובדיקת היתכנות;‬ ‫‬ ‫סקר תוואים חלופיים;‬ ‫בחינת השפעות על הסביבה;‬ ‫תכנון הנדסי ראשוני;‬ ‫תכנון סופי לביצוע;‬ ‫‬ ‫ביצוע )מיפוי גיאולוגי ‪ – (as made‬ראו סעיף ‪ 2.4.2‬להלן‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‪ 2.4.2‬מיפוי גיאולוגי בעת הביצוע‬ ‫מיפוי גיאולוגי בעת הביצוע )תרשים ‪ (2.10‬חיוני לצורך אימות נתוני התכנון מחד‪-‬גיסא‪ ,‬ולצורך תכנון‬ ‫עבודות אחזקת המנהרה והבטחת קיים מאידך‪-‬גיסא‪ .‬במקרה שנחשפות בעיות אחזקה תוך כדי‬ ‫תיפעול )סידוק מצטבר‪ ,‬חדירת מים וכו'(‪ ,‬המיפוי הגיאולוגי מאפשר זיהוי הגורמים במסת הסלע אשר‬ ‫מוסתרים מהעין ע"י תימוך מבטון מותז או דיפון מבטון יצוק‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.10‬מיפוי גיאולוגי בזמן הביצוע‬ ‫המיפוי הגיאולוגי בעת הביצוע מבוצע כמפורט בת"י ‪") 5620‬מיפוי גיאו‪-‬הנדסי של מנהרות במהלך‬ ‫הכרייה(‪ ,‬ומהווה חלק מהתיעוד של "ספר המבנה" המתאר ומפרט את המנהרה ורכיביה‪.‬‬ ‫בין העוסקים במנהור מקובל‪ ,‬לעיתים‪ ,‬לשלב את המיפוי בעת הביצוע עם ניטור )‪ (monitoring‬של‬ ‫התנהגות החלל הכרוי מבחינת התזוזות )שקיעות( בדפנות המנהרה וקצב התייצבותן‪.‬‬ ‫‪ 2.4.3‬סקר הסביבה‬ ‫סקר הסביבה )‪ (site reconnaissance‬אינו זהה לסקר השפעה על הסביבה )ראו פרק ‪" 8‬היבטים‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-8‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫סביבתיים"(‪ ,‬ועיסוקו באיסוף מידע משלים שיש בו כדי להשפיע על תכנון המנהרה )תוואי‪ ,‬מיקום‬ ‫פורטלים‪ ,‬מיקום פירי איוורור(‪.‬‬ ‫הסקר יכלול מיפוי טופוגרפי בקנ"מ התואם את שלב התכנון‪ ,‬ויאסוף מידע אשר יסייע גם במיפוי‬ ‫הגיאולוגי‪ .‬מקורות מידע אופייניים הינם‪:‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫צילומי אוויר‪ :‬זיהוי מבנים מעשי אדם‪ ,‬מידע גיאולוגי‪-‬הידרולוגי ראשוני‪ ,‬מעקב אחר שינויים‬ ‫שהתרחשו במהלך השנים‪.‬‬ ‫מפות טופוגרפיות קיימות‪.‬‬ ‫דו"חות קרקע וביסוס ממבנים סמוכים‪ ,‬במיוחד באזור הפורטלים או במנהרות רדודות‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫דו"חות משלב הביצוע של מנהרות סמוכות‪ ,‬או של מרתפים סמוכים‪ ,‬או של יסודות עמוקים סמוכים‪.‬‬ ‫נתונים ממפלסי בארות‪.‬‬ ‫סקר תשתיות תת‪-‬קרקעיות קיימות )צנרות‪ ,‬כבלים וכו'(‪ ,‬במיוחד באזורי פורטלים ופירים‪.‬‬ ‫‬ ‫‪ 2.5‬יציבות וכשל מנהרות בסלע‬ ‫יציבות מנהרות נבחנת בשלושה מנגנוני‪-‬כשל שונים‪ ,‬מהם רק אחד מוכר או מופעל באורח שוטף ע"י‬ ‫מהנדסי בניין )קונסטרוקטורים(‪ ,‬בעוד שהשניים האחרים מוכרים יותר לגיאולוגים הנדסיים‪ .‬מנגנוני‬ ‫הכשל הם‪:‬‬ ‫ כשל טריז )‪ (wedge failure‬הינו כשל של גוש סלע הנוצר עקב הצטלבות סדקים במסת הסלע )ראו‬ ‫תרשים ‪ .(2.11‬הכשל מושפע ממספר הסדקים‪ ,‬מכיוונם‪ ,‬ממידת הבלייה בהם‪ ,‬ממידת החספוס‬ ‫ומנוכחות מים‪ .‬המנהרה עשויה להישאר יציבה‪ ,‬אבל גוש סלע יחליק וייפול‪ .‬זהו כשל שאינו בר‪-‬‬ ‫חישוב בנוסחאות‪ ,‬ויש להעריכו מהנתונים הגיאו‪-‬הנדסיים‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.11‬כשל טריזי סלע‬ ‫חלק ניכר מהמפולות המקומיות המתרחשות תוך כדי עבודה במנהרה הינן תולדה של כשל טריז במובנו‬ ‫הרחב‪ ,‬לרבות גלישת גושי עפר וסלע שהיו בתוך חלל קארסטי )מערה( שנפגעה בתחתיתה‪ .‬כשל טריז‬ ‫אינו כשל מבנה מנהרה‪ ,‬מאחר שהמבנה עדיין שריר וקיים‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-9‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫קיים באנגלית הבדל משמעותי בין מפולת )‪ (collapse‬לבין נפילת גוש )‪ ,(fall‬והדבר מובהר בת"י ‪,5826‬‬ ‫חלק ‪ ,1‬מאחר שתופעת נפילת גושים עלולה להיות תדירה יותר בסלע סדוק מאד‪ ,‬אך ניתן למנוע אותה‬ ‫ע"י נקיטת צעדים פשוטים כגון תימוך מיידי וקרוב ככל האפשר לחזית הכרייה‪ .‬כשל טריז עשוי להיות‬ ‫בתקרת המנהרה‪ ,‬בקירות הצדדיים או בחזית הכרייה‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.12‬סוגי כשל מקומי‬ ‫הערכת הסיכוי והסיכון מגלישת טריזי סלע מותנית במערך הסידוק בסלע‪ ,‬וניתן להעריכה מהדו"ח‬ ‫הגיאו‪-‬הנדסי על בסיס תיאור מערך הסדקים )כיווני נטייה‪ ,‬תדירות‪ ,‬חספוס‪/‬חיכוך בדפנות הסדק וכו'(‪.‬‬ ‫נושא זה מוצא ביטויו בשיטות המקובלות למיון מסת הסלע‪ ,‬כגון‪ :‬טרצגי‪ RQD ,‬של דיר‪ Q ,‬של ברטון‪,‬‬ ‫‪ RMR‬של בייניאבסקי וכו'‪.‬‬ ‫‬ ‫כשל ממאמץ‪-‬יתר הינו הכשל המוכר למהנדסי הקונסטרוקציה הרגילים‪ ,‬ומוצא ביטויו בתוכנות‬ ‫מחשב על בסיס "אלמנטים סופיים" או בפתרונות אנליטיים סגורים‪ .‬מאמץ היתר הכולל‪ ,‬או ריכוז‬ ‫המאמץ המקומי‪ ,‬נוצר בגין עומק גדול יותר‪ ,‬שמשמעותו עומס סלע גדול יותר‪ ,‬או נוכחות מבנים‬ ‫תת‪-‬קרקעיים‪ ,‬או איכות סלע‪/‬קרקע ירודה‪ ,‬והכשל נגרם כאשר המאמץ במסת הסלע גדול מחוזקה‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.13‬שדה מאמצים במנהרה )חישוב נומרי(‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-10‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‬ ‫תפיחה וזחילה הן תופעות המלוות היווצרות אזור פלסטי גדול סביב החלל הכרוי הגורם לתזוזות‬ ‫ניכרות‪ ,‬ולאחריהן כשל‪ .‬אלו הן תופעות העלולות להיווצר בקרקע מסוג מסויים )חרסית‪ ,‬חוואר‪ ,‬גבס‬ ‫וכו'(‪ ,‬או בעומק ניכר מאוד בו המאמץ האנכי גדול בהרבה מהחוזק )הנמוך בדרך כלל( של הסלע‬ ‫החווארי‪.‬‬ ‫‪2.6‬‬ ‫שיטות כרייה בסלע‬ ‫שיטות הכרייה המודרניות הינן‪:‬‬ ‫ קידוח ופיצוץ מבוקר )‪ – (drilling and controlled blasting‬תרשים ‪.2.14‬‬ ‫‬ ‫מכונות חיתוך )‪ – (roadheaders or boom cutters‬תרשים ‪.2.15‬‬ ‫מכונות מנהור )‪ – (Tunnel Boring Machine – TBM‬תרשימים ‪ 2.16‬ו‪.2.17-‬‬ ‫פטישי שבירה הידראוליים‪.‬‬ ‫‬ ‫צמ"ה רגיל בעיקר בעבודות העמקה‪.‬‬ ‫כרייה ידנית‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫תרשים ‪ :2.14‬מערכת קידוח ופיצוץ‬ ‫תרשים ‪ :2.15‬מכונת חיתוך‬ ‫תרשים ‪ :2.16‬מכונת מנהור ‪TBM‬‬ ‫תרשים ‪ :2.17‬מכונת מנהור ‪ ,TBM‬מבט צד‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-11‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫כל אחת משיטות אלו מכילה תת‪-‬שיטות המותאמות לאופי הנתונים הגיאו‪-‬הנדסיים או לתנאי הסביבה‪.‬‬ ‫אף אחת מהשיטות אינה "מושלמת"‪ ,‬אלא לכל אחת יתרונות וחסרונות המחייבים בדיקה והתאמה‬ ‫לתנאי הפרויקט הספציפי‪.‬‬ ‫שיטת הקידוח והפיצוץ המבוקר הינה השיטה הקלאסית‪ ,‬ועדיין הנפוצה ביותר בעולם במנהרות קצרות‬ ‫ובינוניות‪ .‬בעבודה יעילה ועם ציוד מתאים ניתן להשיג במנהרה שרוחבה כ‪ 6-‬מטר‪ ,‬הספק של שלושה‬ ‫מחזורי פיצוץ ביום או התקדמות של ‪ 9‬מטר‪ .‬אולם‪ ,‬ארגון לא יעיל או עבודה בשתי משמרות יקטינו‬ ‫ההספק ל‪ 3-‬עד ‪ 6‬מטר ביום‪ .‬שיטה זו מלווה ברעש ורטט ברגע הפיצוץ‪ ,‬ולכן היא מתבצעת בהתאם‬ ‫למגבלות איכות הסביבה‪ ,‬בארץ עפ"י ‪.DIN4150‬‬ ‫שיטת קידוח ופיצוץ מבוקר כוללת את השלבים הבאים )תרשים ‪:(2.14‬‬ ‫‬ ‫קידוח במערך מוגדר‪.‬‬ ‫‬ ‫טעינת‪/‬חימוש הקדחים עם נפצי השהייה‪.‬‬ ‫פיצוץ מבוקר )‪.(controlled blasting‬‬ ‫איוורור מגזי הפיצוץ‪.‬‬ ‫סילוק‪/‬שינוע חפורת‪.‬‬ ‫‬ ‫סילוק גושי‪-‬סלע רופפים )‪.(scaling‬‬ ‫תימוך ע"י בירוג ובטון מותז או שיטות תימוך אחרות‪.‬‬ ‫מדידת בקרה‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫מכונת החיתוך מיועדת למנהרות באורך דומה‪ ,‬קרי קצרות ובינוניות‪ ,‬ויתרונה בהעדר הרעש והרטט‬ ‫הנלווים לפיצוץ‪ .‬המכונות מקובלות מאד בארץ עקב ההשפעה המקומית החזקה של "הירוקים"‪,‬‬ ‫והעובדה שמרבית המנהרות היו באזורים עירוניים‪ .‬מאידך‪ ,‬המכונות היו בעבר מוגבלות לסלע רך עד‬ ‫בינוני‪ ,‬וגם כיום הן מוגבלות בעת העבודה בסלע קשה‪ ,‬למרות שהן עובדות כיום בדולומיט‪.‬‬ ‫מכונות המנהור )‪ (TBM‬הינן מכונות יקרות מאד‪ ,‬מיליוני יורו‪ ,‬כך שהן כלכליות רק במנהרות שאורכן‬ ‫עולה על ‪ 4-5‬ק"מ‪ .‬מגבלתן בחתך העגול‪ ,‬אך יתרונן בקצב המנהור הגבוה‪ ,‬כל עוד אין תקלות‪ .‬מכונות‬ ‫מנהור מיוצרות בדרך כלל לסוג סלע מסויים )רך או קשה וכו'( או לעבודה תחת מים‪ ,‬וקשה מאד‬ ‫להתאימן לתחום סלעים נרחב‪.‬‬ ‫מכונות מנהור מחולקות גם בהתאם לשיטת התימוך‪/‬דיפון‪ :‬לכרייה בקרקע רכה מתאימות מכונות‬ ‫מטיפוס סלארי עם ראש כרייה סגור‪ ,‬מטיפוס איזור לחץ עפר עם ראש סגור‪ ,‬או מכונות לחציבה מכנית‪,‬‬ ‫מכונות עם ראש כרייה פתוח מחייבות שימוש במקטעים טרומיים )בדרך כלל בטון טרום אך לעיתים‬ ‫מברזל יציקה(‪ .‬לעומת זאת‪ ,‬מכונות למנהור בסלע מטיפוס ‪ ,gripper‬בין עם מגן סגור ובין עם ראש‬ ‫כרייה פתוח ניתנות ליישום עם בטון מותז‪.‬‬ ‫השימוש בפטישי שבירה פופולרי באיטליה למנהרות קצרות בסלעים בינוניים‪ .‬יתרון השיטה במבחר‬ ‫גדול ונוח להשגה של הציוד‪ .‬בארץ מהווה ציוד זה אמצעי עזר לסיתות במקרה של "חציבת‪-‬חסר"‬ ‫)‪.(under break‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-12‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫צמ"ה רגיל )דחפור‪ ,‬מחפר וכו'( מקובל בעבודות העמקה לאחר ביצוע קמרון המנהרה וייצובו‪ .‬הציוד‬ ‫מקובל במיוחד באולמות גדולים‪ ,‬ופחות במנהרות נמוכות‪.‬‬ ‫שלבי ביצוע המנהרה מושפעים מהתנאים הגיאולוגיים וממידות המנהרה‪ .‬הגישה המקובלת הינה ביצוע‬ ‫מנהרת חלוץ‪ ,‬הרחבה ימינה ושמאלה עד גמר הקמרון‪ ,‬והעמקה הדרגתית לאחר מכן‪ .‬דוגמה אופיינית‬ ‫לשלבי העבודה בחתך רוחב הוצגה בתרשים ‪ ,2.7‬ואילו שלבי העבודה בחתך לאורך מוצגים בתרשים‬ ‫‪ .2.18‬המרחק בין השלבים השונים נקבע בראש ובראשונה עפ"י המאפיינים הגיאו‪-‬הנדסיים של מסת‬ ‫הסלע‪ ,‬וכן עפ"י התארגנותו ושיטת עבודתו של הקבלן‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.18‬כרייה בשלבים – חתך לאורך‬ ‫‪2.7‬‬ ‫אמצעי תימוך בסלע‬ ‫אמצעי התימוך במנהרות ותכונותיהם מפורטים בפרק ‪ 54‬במפרט הכללי הבין‪-‬משרדי וכוללים‪:‬‬ ‫ ברגי סלע )‪) (rock bolts‬דרוכים – ‪ tensioned‬או בלתי‪-‬דרוכים – ‪ .(dowels‬כיום מרבית ברגי‪-‬הסלע‬ ‫‬ ‫מבוצעים ללא דריכה‪ ,‬ובפועל מתקבלת דריכת‪-‬אחר עקב תזוזה יחסית של הסלע )תרשימים ‪2.19‬‬ ‫ו‪.(2.20-‬‬ ‫עוגני סלע )‪ ,(rock anchors‬בעיקר כאשר מפתח המנהרה מורחב לנתיבי כניסה או יציאה בסמוך‬ ‫לפורטלים‪.‬‬ ‫‬ ‫קשתות פלדה – באיכות סלע נמוכה במיוחד‪.‬‬ ‫מסבכוני פלדה )‪ (lattice girders‬כתחליף לקשתות פלדה‪.‬‬ ‫בטון מותז )‪) (shotcrete/sprayed concrete‬עם או ללא רשתות זיון או סיבי פלדה – ‪.(steel fibers‬‬ ‫בטון זה עשוי לשמש הן כתימוך )‪ (support‬ראשוני והן כדיפון )סופי(‪ ,‬בהתאם לרמת הגימור‬ ‫הנדרשת במנהרה‪.‬‬ ‫‬ ‫תימוך מקדים )‪) (forepoling‬מצינורות – ‪ pipe umbrella‬או מוטות פלדה(‪ .‬תימוך זה נדרש באיכות‬ ‫סלע נמוכה ביותר‪ ,‬כגון בעת חציית אזור שבר או בעת כרייה בעומק רדוד )עובי כיסוי סלע קטן‬ ‫ביותר(‪ ,‬ונועד לתמוך את הסלע עוד לפני החציבה )תרשים ‪.(2.19‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-13‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫בטון יצוק )עם או ללא זיון(‪ .‬משמש כיום כדיפון סופי במרבית המנהרות‪ ,‬ומהווה שכבת תימוך‬ ‫שנייה בנוסף לתימוך מבטון מותז‪ .‬בטון ללא זיון מקובל באירופה במנהרות אשר חתכן נמצא באורח‬ ‫קבע תחת מאמצי לחיצה‪ .‬בארץ קיימת נטייה להציב בבטון זיון מזערי עפ"י ת"י ‪ ,466‬גם אם אין‬ ‫לכך הצדקה בספרות‪.‬‬ ‫מקטעים )סגמנטים( טרומיים )לחתך עגול ובמיוחד עבור ‪– (TBM‬תרשים ‪.2.21‬‬ ‫הבחירה בין סוגי התימוך השונים תלויה בראש ובראשונה באיכות מסת הסלע‪ ,‬קרי בנתונים‬ ‫הגיאולוגיים או נכון יותר הגיאו‪-‬הנדסיים‪ .‬נתונים אלו מגדירים לא רק את העומס הפועל על התמיכות‪,‬‬ ‫אלא גם את זמן העמידה העצמית בו הסלע מסוגל לשאת את עצמו‪ ,‬ומכאן את העיתוי מרגע החציבה‬ ‫ועד גמר התימוך‪.‬‬ ‫‪2.8‬‬ ‫שיטות חישוב )תכנון(‬ ‫בחינת יציבות מנהרה או תכנון מנהרה מתייחסת לשני שלבים שונים‪:‬‬ ‫ תימוך ראשוני )‪ preliminary support‬או ‪;(support‬‬ ‫ דיפון סופי )‪ lining‬או ‪ final lining‬ולעיתים ‪;(secondary support‬‬ ‫שיטות לתכנון מנהרה מוצגות בת"י ‪ 5826‬חלק ‪ .3‬שיטות התכנון במנהרות מתחלקות לארבע קבוצות‬ ‫עיקריות‪:‬‬ ‫ מיון גיאו‪-‬הנדסי של מסת הסלע )‪;(rock mass classification‬‬ ‫ שיטות אמפיריות;‬ ‫ פתרונות אנליטיים סגורים )בדרך כלל רק למנהרות בחתך מעגלי(;‬ ‫ מודלים באלמנטים סופיים )‪.(FEM‬‬ ‫תכנון ראשוני יעיל ונוח הינו באמצעות מיון גיאו‪-‬הנדסי של מסת הסלע‪ .‬גישה זו מחייבת שיתוף פעולה‬ ‫הדוק בין הגיאולוג‪-‬ההנדסי לבין המתכנן‪ ,‬והיא מבוססת על מיפוי גיאולוגי של הסלע במחשופים מחד‪-‬‬ ‫גיסא ורישום מדויק של גלעינים המוצאים מקידוחי‪-‬סקר‪.‬‬ ‫בחו"ל מקובל השימוש בשיטת ‪ Q‬הן לתימוך ראשוני‪-‬זמני והן לתימוך קבוע‪ .‬בארץ מקובל‪ ,‬אך לא‬ ‫נדרש‪ ,‬שימוש באלמנטים סופיים לחישוב הדיפון הקבוע‪.‬‬ ‫שיטות המיון העיקריות המקובלות כיום הן )ראו רשימת מקורות(‪:‬‬ ‫ שיטת ברטון )‪ (barton‬המוכרת כשיטת ‪ .Q‬שיטה זו התקבלה בארץ כשיטה המקובלת ביותר‪.‬‬ ‫בשיטה זו יכול מהנדס המנהור או הגיאולוג ההנדסי לקבוע את איכות מסת הסלע עפ"י שישה‬ ‫פרמטרים‪ ,‬הן מקידוחי הסקר והן ממחשופי חזית הכרייה בזמן הביצוע‪ ,‬ועל פי איכות הסלע לקבוע‬ ‫את מאפייני התימוך‪ ,‬עיתוי התימוך וגודל פסיעת ההתקדמות ללא תימוך )תרשים ‪.(2.22‬‬ ‫ שיטת בייניאבסקי )‪ (Bieniawski‬המוכרת כשיטת ‪ RMR‬ומהווה כיום אמצעי בקרה מקובל על‬ ‫שיטת ‪ .Q‬גם שיטה זו מתבססת על שישה פרמטרים גיאו‪-‬הנדסיים‪ ,‬חלקם דומים וחלקם שונים‬ ‫מאלו של ברטון‪ ,‬וקביעה לפיה של מאפייני תכנון וביצוע דומים‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-14‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫תרשים ‪ :2.19‬ג'מבו לברגי‪-‬סלע‪ ,‬כולל תימוך מקדים‬ ‫תרשים ‪ :2.20‬סוגים שונים של‬ ‫ברגי‪-‬סלע‬ ‫תרשים ‪ :2.21‬מערכת אופיינית של מקטעים טרומיים‬ ‫‬ ‫שיטת דיר )‪ (Deere‬המוכרת כשיטת ‪ .RQD‬פרמטר "דירוג איכות הסלע" )‪rock quality‬‬ ‫‬ ‫‪ (designation‬פותח לפני השיטות שהוצגו לעיל ומהווה פרמטר מוביל בשתיהן )תרשים ‪.(2.23‬‬ ‫שיטת טרצגי )‪ – (Tetzaghi‬השיטה ה"ותיקה" שפותחה עוד לפני השימוש בבטון מותז וברגי‪-‬סלע‪,‬‬ ‫והמתאימה רק לתימוך בקשתות פלדה או מסבכונים‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-15‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‬ ‫שיטת הק המוכרת כשיטת ‪ ,GSI‬ויתרונה בהתאמתה לתוכנת מחשב ייעודית לעבודות מנהור‪.‬‬ ‫שיטת הק מאפשרת קביעה נוחה של פרמטרים אלסטיים שונים כמודול יאנג‪ ,‬מקדם פואסון‪ ,‬חוזק‬ ‫הלחיצה של מסת הסלע וכו'‪ ,‬ובכך ליצור כלי מתמטי לחישובי "אלמנטים סופיים" )תרשים ‪.(2.24‬‬ ‫תרשים ‪ :2.23‬מיון סלע וקביעת ‪RQD‬‬ ‫עפ"י דיר‬ ‫תרשים ‪ :2.22‬מיון סלע ובחירת תימוך‬ ‫עפ"י ברטון‬ ‫תרשים ‪ :2.24‬מיון סלע עפ"י הק )‪(GSI‬‬ ‫‪2.9‬‬ ‫טיפול במים תת‪-‬קרקעיים‬ ‫טיפול במים תת‪-‬קרקעיים תוך כדי מהלך הביצוע מתחלק למספר שיטות אפשריות‪ ,‬חלקן עוסקות‬ ‫בהרחקת המים החודרים למנהרה‪ ,‬אחרות מנסות לאטום את מסת הסלע כך שכמות המים תוקטן‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-16‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫מלכתחילה‪ ,‬ואחרות עוסקות באיטום מערכת הדיפון‪.‬‬ ‫פרק ‪ 54‬למפרט הכללי הבינמשרדי מגדיר את הפעולות שעל הקבלן לבצע כחלק בלתי‪-‬נפרד משגרת‬ ‫עבודתו על מנת שחדירת מים לא תפריע למהלך עבודתו או תסכן את העובדים ומבנה המנהרה‪ .‬כאשר‬ ‫הפעולות הנדרשות לסילוק המים חורגות מפעולות ניקוז שגרתיות‪ ,‬יש לתכנן את עבודות מניעת חדירת‬ ‫המים בהתאם למאפיינים ההידרו‪-‬גיאולוגיים של הבעיה‪.‬‬ ‫נושאים אופייניים לטיפול במים תת‪-‬קרקעיים כוללים‪:‬‬ ‫ שאיבה בחזית הכרייה‪ ,‬החיונית במיוחד כאשר המנהרה נכרית במורד‪.‬‬ ‫ שאיבה לפני חזית הכרייה מקי‬ ‫ דוחי‪-‬גישוש )‪ ,(probe holes‬כאשר קיים חשש ללחץ מים משמעותי בחזית המנהרה‪.‬‬ ‫‬ ‫שאיבה ממנהרת‪-‬חלוץ או קידוח‪-‬חלוץ )‪ ,(pilot bore‬כאשר קיים חשש לאקוויפר משמעותי בחזית‬ ‫המנהרה‪.‬‬ ‫‬ ‫דיוס )‪ (grouting‬המכונה לעיתים גם הזרקה )‪ ,(injection‬המאפשר איטום‪ ,‬חלקי או מלא‪ ,‬של מסת‬ ‫הסלע‪ ,‬ומניעת או הקטנת כמות המים החודרים למנהרה‪ .‬קיימים סוגים שונים של דיוס‪ ,‬בחלקו‬ ‫לייצוב מסת הסלע‪ ,‬ולכן חייב המתכנן להגדיר הן את חומרי הדיוס והן את מערך הדיוס‪.‬‬ ‫‬ ‫הקפאה – הניתנת לביצוע ע"י תמלחת )‪ (brine‬או חנקן נוזלי‪ ,‬והמקובלת רק כאשר הקרקע רווייה‬ ‫במים‪.‬‬ ‫הפעלת ציוד ייעודי לעבודה בקרקע רוויית מים תחת מפלס מי התהום‪ ,‬כגון‪ :‬מכונת מנהור עם‬ ‫‬ ‫מערכת סלארי )‪ ,(Slurry TBM‬או מכונה עם "איזון לחץ הקרקע" )‪Earth Pressure Balance‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‪ ,(EPBM – Machine‬או מגן עם חזית סגורה )‪.(closed face‬‬ ‫אוויר דחוס בו מוצב תא לחץ בחזית הכרייה‪ ,‬ולחץ האוויר מאזן את לחץ המים מבחוץ ומונע‬ ‫חדירתם למנהרה‪.‬‬ ‫יריעות איטום וניקוז שהינה המערכת המקובלת ביותר למנהרות רכב מוגדרות בת"י ‪ ,5826‬חלק ‪.5‬‬ ‫יריעות האיטום הינן דו‪-‬שכבתיות‪ ,‬שכבה חיצונית הפונה לסלע והינה בד‪-‬גיאוטכני מנקז‪ ,‬ושכבה‬ ‫פנימית הפונה לדיפון הבטון שהינה שכבה אוטמת )תרשימים ‪ 2.25‬ו‪ .(2.26-‬האיטום יכול להיות‬ ‫סביב כל היקף המנהרה‪ ,‬כולל רצפה )שיטת "צוללת"(‪ ,‬או רק הקירות והתקרה ללא הרצפה )שיטת‬ ‫"מטריה"(‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-17‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫תרשים ‪ :2.25‬מערכת איטום עם יריעות פלסטיות‬ ‫מולחמות עליהן מבוצע בשלב השני דיפון מבטון מזוין‬ ‫תרשים ‪ :2.26‬פרט הניקוז בקצה מערכת‬ ‫האיטום‬ ‫‪ 2.10‬מנהור בקרקע רכה‬ ‫מנהור בקרקע רכה )‪ (soft ground tunneling‬שונה באורח מהותי ממנהור בסלע‪ .‬מנהור זה רלוונטי‬ ‫בכל מישור החוף‪ ,‬ועיקרו מינהור בחול‪ ,‬בחרסית‪ ,‬בחמרה ובמיוחד מתחת למפלס מי התהום‪ .‬קיימים‬ ‫הבדלים מהותיים בשיטה‪ ,‬בציוד ובחישובי היציבות בהתאם לתנאי הקרקע )חול שפיך‪ ,‬חרסית תופחת‬ ‫וכו'(‪.‬‬ ‫שיטות הכרייה העיקריות הן‪:‬‬ ‫ כרייה בחסות מגן )‪;(shield tunneling‬‬ ‫ מכונת מנהור עם חזית פתוחה )‪ (open face TBM‬רק מעל למפלס מי תהום;‬ ‫ מכונת מנהור בשיטת "איזון לחץ הקרקע" )‪;(EPB – Earth Pressure Balanced‬‬ ‫ מכונת מנהור בשיטת הסלארי )‪ slurry machine‬או ‪.(slurry face shield‬‬ ‫מגוון מכונות המינהור לקרקע רך מוצג בתרשים ‪.2.27‬‬ ‫כאשר קיימת ודאות שהקרקע הרכה הנה יבשה‪ ,‬ניתן לבצע הכרייה בשיטת ‪ NATM‬או ‪ SEM‬בדומה‬ ‫לשיטה במנהור בסלע‪.‬‬ ‫כל נושא מיון מסת הסלע אשר תואר בסעיפים הקודמים אינו רלוונטי למינהור בקרקע רכה‪ ,‬והעיסוק‬ ‫מתרכז בתכונות ובתופעות המוכרות יותר ממכניקת קרקע‪.‬‬ ‫הפרמטר הדומיננטי בחישובי היציבות הופך להיות עקומת השקיעה בפני הקרקע )תרשים ‪,(2.28‬‬ ‫התפשטותה לצדדים והשפעתה האפשרית על מבנים סמוכים‪ .‬השימוש באנליזת "אלמנטים סופיים"‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-18‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫הופך לכלי תכנוני מרכזי‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.27‬חלופות מנהור עם מגן )‪ (shielded‬בקרקע רכה‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-19‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫תרשים ‪ :2.28‬עקומת התפלגות השקיעה בפני הקרקע‬ ‫‪ 2.11‬ניטור גיאו‪-‬הנדסי‬ ‫ניטור גיאו‪-‬הנדסי )‪ (geo-engineering monitoring‬או מכשור גיאוטכני )‪(geotechnical instrumentation‬‬ ‫של התנהגות המנהרה מיועד לתת מענה לנושאים הבאים‪:‬‬ ‫ יציבות המנהרה בעת הביצוע )בקרת תכנון ובקרת ביצוע(‪.‬‬ ‫ יציבות המנהרה לטווח ארוך‪.‬‬ ‫ השפעה על כבישים ומבנים סמוכים‪.‬‬ ‫ השפעה על תשתיות סמוכות‪.‬‬ ‫ השפעה על מנהרות סמוכות‪.‬‬ ‫ השפעת רטט מפיצוצי הכרייה‪.‬‬ ‫ שינויים במשטר ובלחצי המים בתת‪-‬הקרקע‪.‬‬ ‫מידת חשיבותו של הניטור הגיאוטכני תלויה בעיקר במאפייני הקרקע מחד‪-‬גיסא‪ ,‬ובגודל החלל הכרוי‬ ‫מאידך גיסא‪ ,‬אולם בנוסף לשני גורמים הנדסיים אלו קיימת השפעה ברורה לאסכולה בה חונך העוסק‬ ‫בניטור‪ .‬במרכז אירופה יש לניטור מקום מרכזי במעקב אחר ביצוע המנהרה‪ ,‬בעוד הניסיון שנרכש‬ ‫בארץ בשלושים השנים האחרונות הוכיח כי במסלע הישראלי יש חשיבות לנושא בעיקר במינהור‬ ‫בחוואר ובסלעים רכים אחרים‪ ,‬או במנהרות רדודות בסמוך למבנים קיימים‪.‬‬ ‫אמצעי המכשור המקובלים כוללים‪:‬‬ ‫ נקודות בקרה )‪(bechmarks‬‬ ‫‬ ‫אקסטנציומטרים )‪(extensiometer‬‬ ‫‬ ‫מדי התכנסות )‪(convergence meters‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-20‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫מדי שיפוע )‪(inclinometers‬‬ ‫מדידי מאמץ )‪(stress gauges‬‬ ‫מדידי מעוות )‪(strain gauges‬‬ ‫הניטור הגיאוטכני נדרש במיוחד בתנאי תת‪-‬קרקע גרועים או בקרבה למבנים ותשתיות‪ .‬בתנאי סלע‬ ‫טובים לא נדרש ניטור גיאוטכני‪ ,‬כפי שהוכח במדידות שבוצעו במנהרות שונות‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.29‬מערכת אופיינית למכשור במסת הסלע‬ ‫‪ 2.12‬מערכת כיבוי אש‬ ‫מערכת כיבוי אש בעת תפעול מנהרות רכב חייבת לבחון ולתת מענה לנושאים הבאים‪:‬‬ ‫ הגנה על אלמנטי המבנה הנושא‪.‬‬ ‫ גילוי אש‪.‬‬ ‫ מערכת התראה‪/‬התקשורת‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫בקרת תנועה‪.‬‬ ‫מערכת כיבוי אש )הספקת מים‪ ,‬עמדות כיבוי‪ ,‬מטפים ניידים וכו'(‬ ‫מערכת ניקוז‪ ,‬במיוחד חומ"ס‪.‬‬ ‫ מילוט בחירום‪.‬‬ ‫ מערכת החשמל‪.‬‬ ‫ תכנית פעולה לשעת חירום‪.‬‬ ‫הנושא נידון בהרחבה בפרק ‪") 5‬בטיחות אש"( ולכן לא ייסקר להלן‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-21‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫נושא בטיחות אש‪ ,‬ובטיחות בכלל‪ ,‬בזמן ביצוע המנהרה‪ ,‬מוגדר ומפורט בת"י ‪) 5567‬הוראות והנחיות‬ ‫לבטיחות בעבודות מינהור(‪ :‬סעיף ‪" 13‬אש ועשן" וסעיף ‪" 14‬כיבוי והצלה"‪.‬‬ ‫‪ 2.13‬קביעת מספר מנהרות‬ ‫מספר המנהרות נקבע מאופטימיזציה של שיקולים אחדים לרבות‪:‬‬ ‫ נפח התנועה )מספר הנתיבים הנדרש( בשנת היעד‪.‬‬ ‫ נפח התנועה )מספר הנתיבים הנדרש( בהנחות גידול אחרות לתכנית אב‪.‬‬ ‫ מגבלות מקרקעין‪ ,‬הן באזור הפורטלים והן עקב בנייה על פני הקרקע‪ .‬הגישה שהבעלות על‬ ‫‬ ‫הקרקע הינה "עד מרכז כדור הארץ" משתנה בשנים האחרונות‪ ,‬ומוחלפת ע"י "קדסטר תלת מימדי"‬ ‫אשר מחלק את הבעלות בהתאם לגובה‪/‬עומק‪ ,‬תוך קביעת עקרונות תיאום בין הבעלים השונים‪.‬‬ ‫אילוצים גיאו‪-‬הנדסיים‪ ,‬במיוחד כאשר נדרשים מפתחים גדולים באזורים בעלי איכות סלע‪/‬קרקע‬ ‫‬ ‫נמוכה‪.‬‬ ‫שיקולי בטיחות‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫שיקולי תפעול )איוורור(‪ ,‬ובמיוחד באזורים עירוניים בהם פליטת האוויר מהמנהרה עלולה ליצור‬ ‫אזורים בעלי ריכוז זיהום גבוה‪.‬‬ ‫אילוצי תקציב והאפשרות לבנייה בשלבים‪.‬‬ ‫כעקרון עדיף תמיד לבצע צמד מנהרות חד‪-‬סיטריות )"מנהרה כפולה"(‪ ,‬בין אם מדובר בתנועה חד‪-‬‬ ‫נתיבית לכיוון או דו‪-‬נתיבית או תלת‪-‬נתיבית‪ .‬אפקט הבוכנה של תנועת הרכב יוצר איוורור בכיוון‬ ‫התנועה‪ ,‬מקטין במידה רבה את התלות באיוורור מאולץ‪ ,‬ומתבטא בחסכון ניכר בהוצאות לאנרגיה‪.‬‬ ‫נושא זה מוצג בהרחבה בפרק ‪" 4‬איוורור במנהרות"‪.‬‬ ‫במנהרה יחידה עם תנועה דו‪-‬סיטרית )"מנהרה אחודה"( ישנה בעיית בטיחות מובנית‪ ,‬ועל המתכנן‬ ‫לבחון האם הפרדה ע"י קו כפול מספיקה‪ ,‬או שיש להוסיף הפרדה פיזית על כל ההשלכות הנובעות‬ ‫מקיומה‪ .‬בנוסף‪ ,‬אפקט הבוכנה אינו בא לכלל ביטוי‪ ,‬ולכן יש צורך בהפעלה ממושכת יותר של מערכת‬ ‫האיוורור‪ ,‬המתבטאת הן בהוצאות אנרגייה והן בבעיות תחזוקה‪.‬‬ ‫‪ 2.14‬מנהרות ופירי מילוט‬ ‫אמצעי מילוט ממנהרה כוללים מספר חלופות‪:‬‬ ‫ בצמד מנהרות מקבילות )מנהרה כפולה(‪ :‬הפתרון המועדף הינו מנהרות מילוט קצרות )מנהרות‬ ‫מקשרות( למנהרת הרכב המקבילה‪.‬‬ ‫ במקרה של מנהרה יחידה )אחודה(‪ :‬מנהרות מילוט אופקיות או משופעות לשיפולי ההר‪.‬‬ ‫‬ ‫פירים אנכיים עד פני הקרקע‪.‬‬ ‫מנהרות המילוט )"המקשרות"( משמשות‪ ,‬במידת הצורך‪ ,‬גם כחדרי חשמל‪ ,‬בקרה וכו'‪ .‬עלותן נמוכה‬ ‫באורח יחסי‪ ,‬מאחר שאורכן‪ ,‬בדרך כלל‪ ,‬כ‪ 15-‬עד ‪ 20‬מטר בלבד‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-22‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫מנהרות מילוט אופקיות או משופעות קלות מותנות בטופוגרפיה‪ .‬אם המרחק לשיפולי ההר גדול – אזי‬ ‫העלות מתחילה להיות גבוהה במידה ניכרת‪.‬‬ ‫חלופה של מנהרת מילוט בחתך קטן יחסית‪ ,‬המקבילה למנהרה הראשית‪ ,‬לצורך תנועת רכב הצלה‪,‬‬ ‫אינה הגיונית מבחינה הנדסית‪ .‬עלותה מתקרבת לעלות מנהרה ראשית שנייה‪ ,‬ועדיף במקרה זה לבצע‬ ‫צמד מנהרות לתעבורה תוך קישור ביניהן‪.‬‬ ‫תכנון הפירים מורכב יותר משיקולי שינוע לגובה‪ .‬בתקנים שונים מוגבל גובה המדרגות לכ‪ 15-‬מטר‪,‬‬ ‫ובמנהרות רכבת בגרמניה עד ‪ 30‬מטר‪ .‬מעבר לגובה זה יש לשקול חילוץ במעלית‪ .‬הנושא הטופוגרפי‬ ‫הינו בעל ההשפעה הגדולה ביותר‪ .‬בעייה המשותפת הן למנהרות מילוט לשיפולי ההר והן לפירים הינה‬ ‫בעיית הבעלות על פני הקרקע‪.‬‬ ‫‪ 2.15‬השפעת מנהרות על מבנים סמוכים‬ ‫השפעת מנהרה על מבנים סמוכים משתנה בהתאם לעיתוי הביצוע‪ ,‬וכמובן למאפיינים הגיאו‪-‬הנדסיים‪.‬‬ ‫ההשפעה שונה כאשר‪:‬‬ ‫המנהרה קיימת ויש לבנות מעליה או בסמוך לה‪ ,‬או שהבנייה העילית קיימת ויש לכרות את המנהרה‬ ‫מתחת לבנייה זו‪.‬‬ ‫להשפעה ההדדית מספר השלכות‪:‬‬ ‫ מניעת‪/‬הקטנת נזק בזמן הביצוע;‬ ‫ מניעת‪/‬הקטנת נזק המתפתח עם הזמן;‬ ‫‬ ‫‬ ‫מניעת‪/‬הקטנת הפגיעה בזכויות בנייה;‬ ‫אחריות על נזקים עתידיים ותחזוקה‪.‬‬ ‫כיום מטופל הנושא בארץ ע"י משרדי הפנים והמשפטים בקשר לחקיקת חוק חדש שיגדיר "קדסטר‬ ‫תלת‪-‬מימדי"‪ ,‬המיועד להסדיר את מגבלות ההשפעה ההדדית‪ .‬דוגמה אפשרית ליישום גישה זו נתונה‬ ‫להלן‪:‬‬ ‫"תחום התכנית" במנהרות כביש נקבע כך שגבולו התחתון יהיה ‪ 10‬מטר מתחת לתחתית המנהרה‬ ‫וגבולו העליון יפוצל לשניים‪:‬‬ ‫א‪ 30 .‬מטר מעל שיא קמרון המנהרה הינו אזור הנמצא בבעלות מלאה של בעל המבנה התת‪-‬קרקעי‪,‬‬ ‫ותופקענה זכויותיו של בעל החלקה‪/‬המבנה העילי‪.‬‬ ‫ב‪ 20 .‬מטר נוספים )‪ 50‬מטר מעל שיא קמרון המנהרה( הינו אזור הנמצא בבעלות בעל המבנה העילי‪,‬‬ ‫אולם חלה עליו החובה לתאם תכניות הבינוי‪ ,‬ואופן ביצוען‪ ,‬עם בעל המבנה התת‪-‬קרקעי‪.‬‬ ‫ג‪ .‬באזורי הפורטלים )פורטל החציבה ולא פורטל בנייה מלאכותית( תחול בנוסף לאמור לעיל חובת‬ ‫תיאום למרחק ‪ 40‬מטר מקיר החציבה‪ ,‬במישורים אופקי ואנכי‪.‬‬ ‫יש לציין כי מדובר בדוגמא אפשרית‪ ,‬אם כי רק התב"ע הרלוונטית בה נכללת המנהרה קובעת את‬ ‫הגבול התחתון והגבול העליון של "תחום התכנית" במנהרות‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-23‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫במקרה של בנייה למגורים ושימושים מותרים אחרים עפ"י תב"ע קיימת )אם קיימת(‪ ,‬יחולו הכללים‬ ‫הבאים‪:‬‬ ‫א‪ .‬לא יחולו מגבלות בנייה כאשר המרחק האופקי בין קירות‪/‬מערכת הביסוס של המבנים העיליים לבין‬ ‫קירות המנהרה עולה על מפתח המנהרה‪.‬‬ ‫ב‪ .‬כאשר המרחק האופקי לקירות המנהרה קטן ממפתחה – על בעל המגרש לתאם‪ ,‬לפני תחילת‬ ‫התכנון ו‪/‬או הביצוע‪ ,‬עם בעל המנהרה את מגבלות הבנייה הבאות‪:‬‬ ‫‪ (1‬כאשר עובי כיסוי הסלע בין תחתית יסודות המבנה לבין קמרון המנהרה קטן מהמפתח – לא‬ ‫תבוצע כל בנייה מעל פני הקרקע‪.‬‬ ‫‪ (2‬כאשר עובי כיסוי הסלע בין תחתית יסודות המבנה לבין קמרון המנהרה גדול מהמפתח אך קטן‬ ‫מ‪ 50-‬מטר – יש לתאם עם בעל המנהרה את נושא הביסוס ושיטת החציבה )רמת הרטט‬ ‫הנגרמת וכו'(‪.‬‬ ‫‪ (3‬כאשר עובי כיסוי הסלע בין תחתית יסודות המבנה לבין קמרון המנהרה גדול מ‪ 50-‬מטר – אין‬ ‫מגבלות‪.‬‬ ‫ג‪ .‬בקטעי מנהרה המבוצעת בשיטת "חפירה וכיסוי" )‪ (cut and cover‬חייבים שני בעלי המבנים‪ ,‬העילי‬ ‫והתת‪-‬קרקעי‪ ,‬לתאם התכנון‪ ,‬שיטות הביצוע ושלבי הביצוע‪.‬‬ ‫התיאום ההנדסי בין בעל הזכות לבין בעל המנהרה )הרשות המקומית או האזורית( הוא תנאי להיתר‪,‬‬ ‫ואין להתחיל בביצוע ללא האישור‪.‬‬ ‫‪ 2.16‬אפשרות הרחבת מנהרה‬ ‫הגישה המקובלת בעולם היא לבצע מנהרה במימדיה הסופיים‪ ,‬ובמידת האפשר אף להכניס רזרבה‬ ‫לשדרוג עתידי‪ .‬שדרוג זה אינו מתבטא בהוספת נתיב‪ ,‬אלא בהגדלה סבירה בגין שינויים אפשריים בכלי‬ ‫התעבורה‪ .‬הרכבת הפדרלית הגרמנית דורשת הגדלה מראש של המנהרה ב‪ 30-‬ס"מ לשדרוגים‬ ‫אפשריים במערכת החישמול או המערך הנייד‪ .‬לא נמצאה בספרות דרישה דומה למנהרות רכב‪.‬‬ ‫באירופה בוצע בשנים האחרונות שדרוג מנהרות שונות‪ ,‬בעיקר באלפים‪ ,‬ע"י הרחבה או הגבהה‪.‬‬ ‫העבודה הנידונה קשה‪ ,‬מסובכת‪ ,‬יקרה ולא מומלצת‪ .‬היא בוצעה כאשר כל חלופה אחרת )פתיחת תוואי‬ ‫חדש( הוערכה כיקרה בהרבה‪.‬‬ ‫כעקרון עדיף‪ ,‬תמיד‪ ,‬לכרות את המנהרה מלכתחילה עם נתיב נוסף )כמו שבוצע בכביש ‪ ,(6‬אם קיימת‬ ‫ודאות כלכלית שהנתיב הנוסף יידרש בעוד מספר שנים‪ .‬הקשיים בהרחבת מנהרה קיימת רבים‬ ‫ומשמעותיים‪ ,‬ולכן כדאי להימנע מגישה זו‪.‬‬ ‫‪ 2.17‬תכנון לתחזוקה‬ ‫תכנון לתחזוקה מתחלק לשני רכיבים עיקריים‪:‬‬ ‫א‪ .‬תחזוקת המערכות במנהרה‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-24‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫ב‪ .‬תחזוקת מבנה המנהרה‪.‬‬ ‫תחזוקת מנהרות הינה‪ ,‬בדרך כלל‪ ,‬תחזוקת המערכות שבהן‪ ,‬קרי תחזוקת מערכות התאורה‪ ,‬איוורור‪,‬‬ ‫בקרת תנועה‪ ,‬בטיחות אש‪ ,‬הספקת הכח לכל המערכות וכו'‪ .‬תחזוקה זו אינה שונה מבחינה עקרונית‬ ‫מתחזוקת כבישים עירוניים או בינעירוניים חדישים ועתירי‪-‬מערכות‪ ,‬למעט מערכת האיוורור שאינה‬ ‫קיימת בהם‪.‬‬ ‫לכן הגישה המיושמת במנהרות הינה זו המקובלת בתכנון מבנים או כבישים עתירי‪-‬מערכות‪ ,‬ויש‬ ‫לעשות מאמץ מרבי להשגת אחידות בסוגי המערכות להקטנת הנטל התחזוקתי‪.‬‬ ‫תחזוקת מבנה המנהרה כמעט שאינה קיימת‪ ,‬למעט שטיפת דיפון מפיח מצטבר‪ .‬קיים נוהל של בקרה‬ ‫תקופתית המיועדת לזהות התפתחות פגמים במבנה המנהרה‪ ,‬אשר עלולים לגרום לצורך בתיקונים או‬ ‫שיפוצים‪ .‬בדרך כלל פגמים אלו הם תולדה של תנאים גיאולוגיים שלא נלקחו בחשבון בעת התכנון‪ ,‬או‬ ‫שהשתנו עם הזמן וגורמים לשינויים בתגובת מערכת הדיפון‪.‬‬ ‫בדיקה ובקרה של מבנה המנהרה מוצגת בת"י ‪ 5826‬חלק ‪ ,10‬ואילו תחזוקת מבנה המנהרה מוצגת‬ ‫בת"י ‪ 5826‬חלק ‪.11‬‬ ‫תכנון עבודות התחזוקה‪:‬‬ ‫לאור מאפייני הנסיעה במנהרה ובעיות הבטיחות‪ ,‬ביצוע עבודות תחזוקה מחייב לעיתים קרובות סגירה‬ ‫של המנהרה‪ ,‬ולכן רצוי לתכנן את עבודות התחזוקה כך שימוזער הצורך בסגירת המנהרה‪.‬‬ ‫‪ 2.18‬שילוב מערכות תשתית זרות‬ ‫שילוב מערכות תשתית זרות מבוצע לעיתים רחוקות‪ ,‬ולא נמצא בספרות מידע המתרכז בנושא זה‪.‬‬ ‫השיקולים העיקריים שנשקלו בארץ היו‪:‬‬ ‫ קיום חלופות אחרות;‬ ‫ סיכון לתנועה )כגון במקרה של פיצוץ צינור בלחץ גבוה(;‬ ‫ סיכון ליציבות מבנה המנהרה;‬ ‫ הפרעות לתנועה בגין תחזוקה עתידית‪.‬‬ ‫במקרים של מערכת חשמל במתח גבוה או עליון‪ ,‬אין הפרעה ממשית למבנה המנהרה‪ ,‬והסיכוי‬ ‫להפרעה בתנועה בגין תקלה בקו נמוכה למדי‪.‬‬ ‫במקרים של קווי מים או ביוב‪ ,‬הסכנה לנזק בקו והצורך בתחזוקתו‪ ,‬תוך הפרעה לתנועה‪ ,‬גדולים יותר‪.‬‬ ‫יתר על כן‪ ,‬פריצת נוזל בלחץ עלולה לסכן את יסודות המנהרה במקרים מסויימים‪.‬‬ ‫‪ 2.19‬פורטלים‬ ‫התכנון האדריכלי של פורטלים )כניסות למנהרה( קיבל משנה חשיבות בתקופה האחרונה‪ ,‬בהיותו‬ ‫הרכיב החשוף ביותר במנהרה ובעל ההשלכה הציבורית‪-‬סביבתית הבולטת ביותר‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-25‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫ניתן למנות היום תשע‪-‬עשרה גישות המקובלות בתכנון פורטלים‪ ,‬בחלוקה כמפורט להלן‪:‬‬ ‫א‪ .‬חלוקה עפ"י חומרי הבנייה‪:‬‬ ‫‪ (1‬כניסות המנצלות גישה במערות טבעיות‪.‬‬ ‫‪ (2‬כניסות בסלע חשוף‪ ,‬ללא מבנה פורטל‪.‬‬ ‫‪(3‬‬ ‫‪(4‬‬ ‫כניסות עם מבנה פורטל "אמנותי" – בניית לבנים וכו'‪.‬‬ ‫כניסות עם מבנה בטון מסיבי‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.30‬מגוון פורטלים מקבוצה א'‬ ‫ב‪ .‬חלוקה עפ"י הצורה וסוג הבנייה‪:‬‬ ‫‪ (1‬כניסות חצי מעגליות‪ ,‬אובליות או בצורת פרסת‪-‬סוס‪.‬‬ ‫‪ (2‬כניסות בעלות צורה גיאומטרית‪ :‬מלבנית או פריזמטית‪.‬‬ ‫‪ (3‬כניסות בעלות צורות גיאומטריות אחרות‪ :‬היפרבוליות‪ ,‬פרבוליות וכו'‪.‬‬ ‫ג‪ .‬חלוקה עפ"י תנוחת הפורטל וחזית המנהרה‪:‬‬ ‫‪ (1‬פורטל משופע עם כוון הקרקע‪.‬‬ ‫‪ (2‬פורטל עם שיפוע הפוך‪.‬‬ ‫‪(3‬‬ ‫‪(4‬‬ ‫‪(5‬‬ ‫‪(6‬‬ ‫חזית אנכית‪.‬‬ ‫פורטל בולט עם קירות צידיים‪.‬‬ ‫פורטלים המשלבים מבני איוורור בתוך הכניסה‪.‬‬ ‫פורטלים המשלבים מבני איוורור בצד הכניסה‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.31‬מגוון פורטלים מקבוצות ב' ו‪-‬ג'‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-26‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫ד‪ .‬מנהרות אחרות‪:‬‬ ‫‪ (1‬מנהרות כרויות‪.‬‬ ‫‪ (2‬מנהרות שקועות מאלמנטים טרומיים‪.‬‬ ‫‪(3‬‬ ‫‪(4‬‬ ‫‪(5‬‬ ‫‪(6‬‬ ‫פתחים המשולבים בנוף בנוי‪.‬‬ ‫פתחים המשולבים בהגנה בפני מפולות שלג‪.‬‬ ‫מנהרות עירוניות "מלאכותיות" )חפירה וכסוי(‪.‬‬ ‫מנהרות בינעירוניות "מלאכותיות"‪.‬‬ ‫תרשים ‪ :2.32‬מגוון פורטלים מקבוצה ד'‬ ‫הפורטלים הראשונים‪ ,‬במאה ה‪ ,19-‬היו מונומנטליים‪ ,‬ותוכננו כאנדרטה להישג ההנדסי שהיה כרוך‬ ‫בביצוע המנהרות באותה תקופה‪ .‬אז לא הוענקה תשומת לב לשילוב הנופי עם הסביבה‪ ,‬אלא הפורטל‬ ‫הובלט כסמל‪ .‬חומרי הבנייה היו אבן ולבנים‪ ,‬והשימוש בקשתות עם "אבן ראשה" היה מקובל במיוחד‪.‬‬ ‫במנהרות אחדות‪ ,‬כמנהרת פרג'וס הראשונה‪ ,‬בין איטליה לצרפת‪ ,‬תוכננה קשת הכניסה כחיקוי לקשת‬ ‫הניצחון של טיטוס ברומא‪ .‬כחמישים שנה לאחר מכן‪ ,‬עם כניסת עבודות המנהור לשגרה הנדסית‪,‬‬ ‫נעלמה תופעה זו‪ ,‬למעט במקרים מסוימים כדוגמת כניסות לערים היסטוריות‪ ,‬בהן הפורטל המונומנטלי‬ ‫מרמז על הקשר לעבר המפואר של העיר‪.‬‬ ‫בשנות השלושים של המאה העשרים החל השימוש בפורטלים מבטון יצוק‪ .‬הפתרונות התבססו על‬ ‫מבנים תומכים כבדים‪ ,‬מאחר שהיה עליהם לשאת את מלוא עומסי העפר שהוערכו במידה רבה של‬ ‫שמרנות‪ .‬בשנות השמונים החל השימוש בטכניקות נוספות לייצוב הסלע‪ ,‬ובמיוחד הקרקע‪ .‬טכניקות‬ ‫אלו‪ ,‬לרבות טכניקות לשיריון קרקע )עוגנים‪ ,‬מסמרי עפר‪ ,‬ברגי סלע‪ ,‬דיוס וכו'(‪ ,‬פתחו את הדרך‬ ‫לפורטלים בקרקע רכה‪ ,‬לעומת הפורטלים הראשונים שהיו בסלע בלבד‪ .‬בנוסף‪ ,‬הן מאפשרות להקטין‬ ‫את מבני התמך על ידי הפחתת העומסים המוטרחים עליהם‪.‬‬ ‫בשנים האחרונות החלו גורמי איכות הסביבה להיות בעלי השפעה גדולה יותר על עיצוב הפורטלים‪,‬‬ ‫מתוך כוונה לשלב את הפורטל כחלק מתכנון הנוף‪ .‬עיצוב הפורטלים כיום כולל גם מילוי חוזר בקרקע‬ ‫חקלאית לצורך שתילת צמחיה המשתלבת בסביבה‪ ,‬או ציפוי אבן במקרים בהם הסביבה צחיחה‪.‬‬ ‫הגורמים העיקריים המשפיעים על תכנון פורטלים הם‪:‬‬ ‫ מורפולוגיה של האתר;‬ ‫ תנאים גיאולוגיים וגיאו‪-‬הנדסיים;‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-27‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫יציבות מדרונות;‬ ‫נוכחות מים )נחלים‪ ,‬תעלות( ומי תהום;‬ ‫אילוצי תשתית קיימת )מבנים סמוכים‪ ,‬מערכות עיליות ותת‪-‬קרקעיות(;‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫כיוון החציבה;‬ ‫אילוצים סביבתיים;‬ ‫אילוצי בטיחות‪.‬‬ ‫שני הגורמים העיקריים הינם התנאים הגיאולוגיים והאילוצים הסביבתיים‪ ,‬אשר השפעתם מעיבה‪,‬‬ ‫בדרך כלל‪ ,‬על השפעת הגורמים האחרים‪ .‬כאשר הפורטל מתבצע בסלע‪ ,‬גם בסלע חלש יחסית‪ ,‬ניתן‬ ‫לעצב מדרונות סלע תלולים יותר‪ ,‬והפורטל המעוצב עדין יותר‪ .‬כאשר הפורטל מתבצע בעפר‪ ,‬העומסים‬ ‫הצפויים גדולים בהרבה‪ ,‬והפורטל נוטה להיות מסיבי‪.‬‬ ‫עבודות החציבה בפורטל גורמות למפגעי רעש‪ ,‬רטט ואבק‪ ,‬אשר מדרך הטבע מופחתים במידה רבה‬ ‫כאשר החציבה באותו סלע מתבצעת הרחק מתחת לקרקע‪ .‬משום כך חייב תכנון הפורטל לקחת‬ ‫בחשבון אילוצים סביבתיים‪ ,‬כך שמפגעים אלו יצומצמו למינימום‪.‬‬ ‫התנאים הגיאולוגיים משפיעים גם הם על יציבות המדרונות ועל בעיות הבטיחות הנובעות מנפילות‬ ‫אקראיות של גושי אבן‪ .‬הפתרונות המקובלים בארץ הינם תכנון מדרגות סלע )"ברמות"(‪ ,‬אשר פותרות‬ ‫מחד‪-‬גיסא את בעיות היציבות והבטיחות‪ ,‬ומאפשרות‪ ,‬מאידך‪-‬גיסא‪ ,‬שילוב צמחיה או אמצעים‬ ‫ארכיטקטוניים אחרים עליהן‪.‬‬ ‫‪ 2.20‬דיוס‬ ‫א‪ .‬דיוס חללים בבניית מנהרות‬ ‫דיוס )‪ (grouting‬הינה פעולה של הזרקת דיס )‪ ,(grout‬צמנטי או כימי‪ ,‬לחללים בתת‪-‬הקרקע‪ .‬החללים‬ ‫הינו מונח הכולל כל סוגי החללים הטבעיים לרבות מערות‪ ,‬סדקים‪ ,‬נקבובים וכו'‪ ,‬ומלאכותיים לרבות‬ ‫מנהרות ואולמות‪ .‬הדייס הינו נוזל‪ ,‬או נוזל למחצה‪ ,‬הניתן לשאיבה ולהזרקה תחת לחץ מבוקר אל תוך‬ ‫החללים למלאם‪.‬‬ ‫בהעדר תקן ישראלי בנושא דיוס‪ ,‬מומלץ כי דיוס חללים בתת‪-‬הקרקע ודיוס לאיטום המבנה המייצב‬ ‫)הדיפון(‪ ,‬יבוצעו על בסיס התקן הגרמני ‪ DIN 4093‬או תקן אירופאי שווה‪-‬ערך‪.‬‬ ‫למטרת דיוס מותר להשתמש רק בחומרים מאושרים‪ ,‬שהינם בלתי מזיקים מבחינת איכות הסביבה‪.‬‬ ‫דבר זה חשוב במיוחד בעת השימוש בג'ל סיליקה או בשרפים סינטטיים‪ ,‬העלולים להשפיע על איכות‬ ‫מי התהום‪.‬‬ ‫השיטות לדיוס חללים מקיפות את שיטות הבנייה המקובלות‪ ,‬שמטרתן למלא חללים בלתי רצויים‬ ‫בחומר מילוי מתאים המוכנס תחת לחץ‪ .‬מבחינים בין‪:‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-28‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫דיוס למילוי חללים וסדקים בתת‪-‬הקרקע המכונה ‪ consolidation grouting‬או ‪ grouting cavity‬או‬ ‫‪.permeation grouting‬‬ ‫דיוס חללים בין הדיפון לבין תת‪-‬הקרקע )המכונה גם "דיוס מגע" או ‪ ,(contact grouting‬וכן דיוס‬ ‫דיפון הבטון‪ ,‬למקרה של סידוק בו‪.‬‬ ‫מילוי תת‪-‬הקרקע וההזרקה )מעבר לדיפון הפנימי( מתבצעים בדרך כלל בדייס צמנטי או בשרפים‬ ‫פולימריים או בצמנט דק‪-‬גרגר‪ .‬ההזרקה בסדקים שבדיפון בבטון ניתנת לביצוע בשרפים‪.‬‬ ‫טבלה ‪ :2.1‬התאמת סוג הדייס לסוג הקרקע‬ ‫סוג הקרקע‬ ‫סוג הדייס‬ ‫חלוקים‪ ,‬חול גס‪ ,‬חול‬ ‫וחלוקים‬ ‫תרחיף צמנטי‪ ,‬תרחיף צמנט‪-‬חרסית‪ ,‬תרחיף‬ ‫חרסית‪ ,‬ג'ל סיליקה‬ ‫חול‪ ,‬טין חולי‬ ‫תרחיף חרסית‪ ,‬ג'ל סיליקה‪ ,‬שרפים סינטטיים‬ ‫חול דק‪ ,‬טין גס‬ ‫ג'ל סיליקה‪ ,‬שרפים סינטטיים‬ ‫מערות‪ ,‬סדקים רחבים מעל‬ ‫‪ 10‬מ"מ בסלע‬ ‫סדקים בסלע בין ‪ 0.1‬מ"מ‬ ‫ו‪ 10-‬מ"מ‬ ‫סדקים בסלע הקטנים מ‪-‬‬ ‫‪ 0.1‬מ"מ‬ ‫מלט צמנטי‪ ,‬עיסה צמנטית‪ ,‬תרחיף צמנט‪,‬‬ ‫תרחיף צמנט‪-‬חרסית‪ ,‬שרפים סינטטיים‬ ‫תרחיף צמנט‪ ,‬תרחיף צמנט‪-‬חרסית‪ ,‬ג'ל‬ ‫סיליקה‪ ,‬שרפים סינטטיים‬ ‫ג'ל סיליקה‪ ,‬שרפים סינטטיים‬ ‫ב‪ .‬מילוי חללים בתת‪-‬הקרקע‬ ‫דיוס לשם מילוי חללים בתת‪-‬הקרקע מבוצע בתת‪-‬קרקע לא יציב כדי לחזקו‪ .‬מילוי החללים מיועד‬ ‫להגדיל את כושר הנשיאה של תת‪-‬הקרקע‪ ,‬ולהפחית את הדפורמציות‪ .‬בחירת חומר הדיוס מותנית‬ ‫במאפייני הקרקע‪.‬‬ ‫ג‪ .‬דיוס מגע‬ ‫דיוס מגע ממלא את החללים בין דיפון הבטון לבין תת‪-‬הקרקע‪ ,‬הן כאשר דיפון הבטון נחלש‪ ,‬כגון‬ ‫בעקבות עבודות תיקון‪ ,‬והן כדי למנוע התרופפויות של תת‪-‬הקרקע‪ .‬דיוס מגע מבוצע‪ ,‬בדרך כלל‪ ,‬כשלב‬ ‫שגרתי לאחר תום עבודות יציקת הדיפון‪ ,‬מאחר שבדרך כלל נשארות בועות אוויר שלא הספיק‬ ‫להשתחרר‪ ,‬וע"י כך נשארים חללים מאחורי הדיפון‪.‬‬ ‫ד‪ .‬דיוס לשיפור דיפון המנהרה‬ ‫דיוס המבנה המייצב )דיפון המנהרה( מיועד להביא לידי הגדלת כושר הנשיאה‪ ,‬איטום בפני חדירת‬ ‫מים‪ ,‬וכן סגירת מחברים‪.‬‬ ‫נושא הדיוס משפיע גם על תחזוקת המנהרה‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-29‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫ה‪ .‬לחץ בדיוס חללים )דיוס מגע(‬ ‫לחץ הדיוס חייב להיקבע על בסיס מאפיינים גיאוטכניים של מסת הסלע‪/‬הקרקע מחד‪-‬גיסא‪ ,‬ותסבולת‬ ‫הדיפון מאידך גיסא‪.‬‬ ‫ו‪ .‬קביעת תכנית העבודה‬ ‫תכנית עבודת הדיוס תתוכנן ותיקבע לפני תחילת העבודה העיקרית‪ ,‬על בסיס הזרקות ניסיוניות‬ ‫בשטח‪.‬‬ ‫בתכנית העבודה ייקבעו הפרמטרים הבאים‪:‬‬ ‫ היקף ועומק אזור ההזרקה‪.‬‬ ‫ הרכב חומר ההזרקה‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫המספר‪ ,‬העומק‪ ,‬המרווח‪ ,‬הכיוון והסידור המתוכננים של הקדחים‪.‬‬ ‫שיטת הקידוח‪.‬‬ ‫שיטת ניקוי הקדחים ושטיפתם‪.‬‬ ‫שיטת ההזרקה ושלביה‪.‬‬ ‫לחץ ההזרקה‪.‬‬ ‫הספקי ההזרקה ליח' זמן או יח' אורך מנהרה‪.‬‬ ‫הגדרת החוזק הנדרש מהאזור המדוייס‪ ,‬או מסוג הניסוי‪ .‬יש להקפיד על כך‪ ,‬שפעולתם של מתקני‬ ‫הניקוז לא תיפגע עקב עבודות ההזרקה‪.‬‬ ‫אם חומר מילוי חדר לתוך מובילי מי ניקוז או חריצי חלחול‪ ,‬יש לשטוף אותם מיידית כדי למנוע סתימות‪.‬‬ ‫‪ 2.21‬שיקולי איכות הסביבה‬ ‫נושא זה נדון במפורט בפרק ‪") 8‬היבטים סביבתיים"(‪ ,‬והאמור לעיל הינו בגדר רשימת תיוג לנקודות‬ ‫עיקריות‪ .‬מנהרות רכב מוערכות כיום כבעלות יתרונות משמעותיים באיכות הסביבה‪:‬‬ ‫ הקטנת צפיפות התנועה על פני הקרקע ‪ ,‬במיוחד באזורים צפופי אוכלוסיה;‬ ‫ שיפור איכות האוויר ע"י איסוף הגזים וסילוקם בצורה מבוקרת;‪.‬‬ ‫ הקטנת הרעש בסביבה;‬ ‫ העלאת ערך המבנים ע"י סילוק ההפרעה התנועתית;‬ ‫ מתן אפשרות לניצול טוב וכלכלי יותר של פני הקרקע‪.‬‬ ‫בנושא זה ישנה חשיבות רבה לשיטת הביצוע של המנהרה‪ ,‬מאחר ששיטות ביצוע שונות הינן בעלות‬ ‫השלכות שונות מבחינת רטט‪ ,‬רעש‪ ,‬אבק‪ ,‬זיהום מים‪ ,‬הפרעה לתנועה וכו'‪ .‬לדוגמה‪ :‬שיטת "החפירה‬ ‫והכיסוי" )‪ (cut and cover‬תתבטא בהפרעה ממושכת לאיכות החיים‪ ,‬פקקי תנועה וכו'‪ ,‬ותחייב שיקום‬ ‫מהותי של פני הקרקע לאורך כל התוואי‪ ,‬ואילו מנהור מכני ימנע מפגעים אלו ולא יותיר כל חותם על פני‬ ‫הקרקע‪.‬‬ ‫כל האמור לעיל נידון בשני שלבים עיקריים השונים באורח מהותי זה מזה‪:‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-30‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫א‪ .‬שלב הביצוע או שלב עבודות הקבלן‪.‬‬ ‫ב‪ .‬שלב תיפעול המנהרה‪.‬‬ ‫כאמור לעיל‪ ,‬הנושא מפורט בפרק ‪.8‬‬ ‫‪ 2.22‬שיקולי תפעול‬ ‫בעת תכנון המנהרה יש לתת הדעת על שיקולי תפעול ותחזוקה של הרכיבים הבאים‪:‬‬ ‫ בקרת תנועה – ראו דו"ח נפרד של הנחיות לתכנון מערכות ניהול ובקרת תנועה במנהרות‪ ,‬וכן‬ ‫סעיפים ‪ 7.5 ,3.9‬בהנחיות שלפניכם;‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫איוורור – ראו פירוט בפרק ‪;4‬‬ ‫תאורה – ראו פירוט בפרק ‪;6‬‬ ‫מערכות בטיחות ומילוט – ראו פירוט בפרק ‪;5‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫תחזוקת מערכות וציוד;‬ ‫ניקוי המנהרה‪.‬‬ ‫רכיבים אלו מתוארים בפרקים האחרים של ההנחיות‪ ,‬ולא יפורטו להלן‪.‬‬ ‫יש לתכנן את המנהרה כך שהתחזוקה תבוצע תוך מזעור ההפרעות לתנועה‪.‬‬ ‫‪ 2.23‬סיכונים בשלב הביצוע‬ ‫נושא הסיכונים בעבודות מנהור נידון בשני תקנים ישראליים‪:‬‬ ‫ ת"י ‪ – 5567‬בטיחות בעבודות מנהור‪.‬‬ ‫ ת"י ‪ 5826‬חלק ‪ – 8‬מינהור‪ :‬ניהול סיכונים בעבודות מינהור‪.‬‬ ‫ת"י ‪ 5826‬חלק ‪ 8‬מציג תמונה רחבה של זיהוי וניהול הסיכונים משלב הייזום‪ ,‬בדיקת ההיתכנות‪,‬‬ ‫המעבר לתכנון‪ ,‬מכרז‪/‬מו"מ והביצוע‪ ,‬ואילו ת"י ‪ 5567‬דן במכלול הסיכונים הקיימים בשלב הביצוע‬ ‫ובנוהלי הבטיחות אותם חייב הקבלן לקיים במטרה למזער ו‪/‬או להעלים את הסיכונים‪.‬‬ ‫בעת ביצוע מנהרות יש לתת הדעת על גורמי‪-‬סיכון מגוונים כגון‪:‬‬ ‫ גזים טבעיים כגון מתאן‪ ,‬וגזים הידרו‪-‬קרבוניים אחרים‪ ,CO2 ,H2S ,‬ראדון ועוד;‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫גזים הנובעים מפעילות הקבלן כגון הידרו‪-‬קרבוניים שונים‪; CO2 ,H2S ,‬‬ ‫גזי פיצוץ בעת עבודה בחנ"מ;‬ ‫אבק‪ ,‬לעיתים מסרטן;‬ ‫הצפות;‬ ‫חישמול;‬ ‫ שריפות;‬ ‫ מפולות‪.‬‬ ‫כאמור לעיל‪ ,‬פירוט מלא של הסיכונים והוראות הבטיחות מופיע בת"י ‪.5567‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-31‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‪ 2.24‬מרכיבי עלות המנהרה‬ ‫נושא המנהור בישראל עבר מהפכה מהותית בעשרים השנים האחרונות‪ ,‬ונצברו בארץ ידע וניסיון‪ ,‬הן‬ ‫בתכנון והן בבצוע‪:‬‬ ‫הושלם ביצוען של שמונה‪-‬עשרה מנהרות רכב בסוגי סלע שונים )דולומיט‪ ,‬גיר‪ ,‬קירטון‪ ,‬חוואר וטוף(‪,‬‬ ‫ושתי מנהרות לרכבת‪ .‬מנהרות רכב ורכבת נוספות נמצאות בשלבי ביצוע‪ ,‬ואחרות בשלבי יציאה‬ ‫למכרז‪ .‬כמו כן הושלם ביצוען של שלוש מנהרות לכבלי מתח עליון ומנהרות רבות לקווי ניקוז‪ ,‬מים‬ ‫וביוב‪ .‬מגוון נתונים זה מאפשר הערכה ראשונית של מגמות העלות‪.‬‬ ‫המנהרות בוצעו עד היום באמצעות "מכונת חיתוך" )‪ (road header‬או "קידוח ופיצוץ מבוקר"‪ ,‬אשר‬ ‫מסיבות שונות מכונות בארץ שיטת ‪ ,NATM‬למרות שיש לשיטות אלו שמות שונים במדינות שונות‪ .‬עד‬ ‫כה לא בוצע מנהור עם מכונות מנהור )‪ ,(TBM‬כי שיטה זו כלכלית רק מאורך של ‪ 4-5‬ק"מ ומעלה‪ ,‬עקב‬ ‫עלות בסיסית גבוהה מאד‪ ,‬אולם שתי מכונות הגיעו ארצה למנהרות הרכבת בקו ירושלים במהלך שנת‬ ‫‪.2011‬‬ ‫מנהרה הינה מצרך יקר‪ :‬בהשוואה ישירה לפי מטר אורך‪ ,‬עלות מנהרה גבוהה פי שלושה ויותר מעלות‬ ‫כביש בעל אותו מספר נתיבים‪ .‬למנהרה יש צידוק כלכלי כאשר היא מביאה לקיצור משמעותי בתוואי‬ ‫הכביש‪ ,‬כגון בעת חציית הרים‪ .‬ישנן סיבות רבות להצדקת הבחירה בחלופת המנהור‪ ,‬ובמיוחד שמירה‬ ‫על איכות הסביבה ומניעת פגיעה נופית‪ ,‬אולם על המציע לזכור כי במרבית המקרים זו חלופה יקרה‬ ‫יותר‪ ,‬ועליו להציג את אותם גורמי‪-‬איכות המצדיקים תוספת העלות‪.‬‬ ‫מרכיבי עלות מנהרה דו‪-‬נתיבית "טיפוסית"‪ 1‬יחסית לסך עלות מינהור נטו על בסיס מכרזים שונים‬ ‫בארץ הינם‪:‬‬ ‫‪28%‬‬ ‫כרייה‬ ‫תימוך ראשוני‬ ‫איטום‬ ‫דיפון סופי‬ ‫הכנות לתשתיות‬ ‫תגמירים‬ ‫דיוס ומלוי חללים‬ ‫‪23%‬‬ ‫‪3%‬‬ ‫‪28%‬‬ ‫‪8%‬‬ ‫‪4%‬‬ ‫‪6%‬‬ ‫האחוזים מוצגים גרפית בתרשים ‪.2.33‬‬ ‫מרכיבי עלות מערכות המנהרה יחסית לסך עלות מערכות‪:‬‬ ‫‪36%‬‬ ‫מערכת חשמל‬ ‫‪34%‬‬ ‫מערכת איוורור‬ ‫‪ 1‬המושג "טיפוסי" נועד להגדיש את העובדה ההפוכה שאין מנהרה טיפוסית‪ ,‬וכי כל מנהרה עומדת בפני עצמה‪ .‬לא דומה‬ ‫מנהרה עירונית מתחת למבנים למנהרה בינעירונית בשדה הפתוח‪ .‬לכן יש להתייחס בזהירות רבה לתחום המחירים‬ ‫שהוצג להלן‪.‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-32‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫‪4%‬‬ ‫‪26%‬‬ ‫גילוי וכבוי אש‬ ‫בקרה‬ ‫מרכיבי עלות מנהרה נטו ועלות מערכות המנהרה יחסית לסה"כ עלות המנהרה הינם‪:‬‬ ‫‪70%‬‬ ‫מנהור נטו‬ ‫‪30%‬‬ ‫מערכות‬ ‫אחוזי הפילוח הינם ממוצעים ויכולים להשתנות עקב מספר גורמים‪:‬‬ ‫א‪ .‬תנאים וקשיים גיאולוגיים וגיאוטכניים;‬ ‫ב‪ .‬נוכחות מי תהום;‬ ‫ג‪ .‬דרישות הלקוח בדבר רמת שירות‪ ,‬בטיחות והגימור;‬ ‫ד‪ .‬קירבה למבנים או לתשתיות קיימות;‬ ‫ה‪ .‬עומק שכבות הסלע;‬ ‫ו‪ .‬התחרות בין הקבלנים‪.‬‬ ‫דיוס ומלוי חללים‬ ‫‪6%‬‬ ‫תגמירים‬ ‫‪4%‬‬ ‫כרייה‬ ‫‪28%‬‬ ‫הכנות לתשתיות‬ ‫‪8%‬‬ ‫דיפון סופי‬ ‫‪28%‬‬ ‫תימוך ראשוני‬ ‫‪23%‬‬ ‫איטום‬ ‫‪3%‬‬ ‫תרשים ‪ :2.33‬התפלגות עלות במנהרה דו‪-‬נתיבית "ממוצעת"‬ ‫נושא הבטיחות במנהרות תעבורה עבר בשנים האחרונות טלטלה לאור מספר אסונות שאירעו‬ ‫באירופה‪ .‬בעקבות אסונות אלה הומלץ לבצע מספר שינויים‪ ,‬שעיקרם שדרוג משמעותי של מערכת‬ ‫סילוק העשן‪ ,‬ושימת דגש בנושא חילוץ ומילוט‪ .‬דרישות אלו מוצאות ביטויין בעלות גבוהה יותר של‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-33‬‬ ‫‪10/2012‬‬ ‫נושאי הבטיחות‪ ,‬ובמיוחד בתוספת מנהרות מקשרות למטרות מילוט בין צמד מנהרות‪ ,‬או מנהרות‪/‬פירי‬ ‫מילוט במקרה של מנהרה יחידה‪ .‬דבר זה נכון במיוחד במנהרות שאורכן מספר קילומטרים‪.‬‬ ‫חשוב לזכור כי במידה שהמנהרה מבוצעת בתנאים גיאולוגיים או סביבתיים חריגים‪ ,‬עלות המנהרה‬ ‫למטר אורך עשויה לגדול באופן משמעותי‪.‬‬ ‫בכל המקרים שהוצגו להלן מדובר במנהרה שעומקה גדול מ‪ 15-‬מטר סלע! מנהרה שנמצאת בכיסוי‬ ‫רדוד מאד או בסלע מעורב בעפר תעלה אף יותר‪ ,‬בגין תימוך חריג‪ ,‬כגון תימוך מקדים‪ .‬איכות מסת‬ ‫סלע )עפ"י ברטון( גרועה יכולה להגדיל את עלות עבודות הכרייה והתימוך ב‪ .50%-100%-‬איכות סלע‬ ‫בינונית יכולה להגדיל את עלות הכרייה והתימוך ב‪.25%-‬‬ ‫פרק ‪ – 2‬היבטים הנדסיים‬ ‫הנחיות לתכנון מנהרות‬ ‫‪2-34‬‬ ‫‪10/2012‬‬