Projektując konstrukcje budowlane podziemne, które wykonuje się metodą opuszczania gotowych odcinków, należy pamiętać o kilku zasadach. Dodatkowo zasady te nie różnią się za bardzo od zasad, które stosuje się przy projektowaniu budowli podziemnych, które wykonuje się innymi metodami (program na uprawnienia budowlane). Obciążenie pionowe i poziome konstrukcji obudowy należy przyjmować w ich pełnej, niezredukowanej wielkości parcia gruntu, zgodnie z wytycznymi.
Podczas projektowania konstrukcji skrzyń zatapianych należy wziąć pod uwagę kilka warunków ich pracy, które wiążą się bezpośrednio z metodą wykonania robót.
Warunki pracy zatapianych skrzyń
W pierwszej kolejności należy pamiętać o tym, że konstrukcję, którą wykonuje się w stoczni, powinna mieć dostateczną wyporność. Dzięki temu możliwe będzie przetransportowanie jej na miejsce zatopienia. Dodatkowo nie powinno się wykonywać w niej takich elementów wyposażenia, które można wykonać po opuszczeniu skrzyni i ustawieniu jej na dnie wybagrowanego rowu. Elementami takimi są konstrukcje jezdni czy ścian działowych drugorzędnych (np. dla kanałów wentylacyjnych).
Kolejnym warunkiem jest sprawdzenie za pomocą obliczeń statycznych, czy skrzynie te mają odpowiednią wytrzymałość podczas wodowania oraz transportu wodnego. Dodatkowo konstrukcja skrzyni musi być obciążona podczas zatapiania. Dzięki temu osiądzie ona na dnie. Po zatopieniu należy dbać o to, żeby skrzynia ta była cały czas obciążona, żeby nie wypłynęła na powierzchnię. Obciążenie to nie może być wykonane ani wodą, ani innym balastem wewnątrz skrzyni. Inaczej nie możliwe by było wykonanie robót wewnętrznych (akty zgodnie z wykazem Izby Inżynierów). Takim balastem najczęściej są dodatkowe obciążenie stropu lub zbiorniki wodne, które mocuje się z boków do skrzyni.
Warunki pracy – grunt oraz rów
Grunt, na którym opiera się skrzynia po zatopieniu, charakteryzuje się najczęściej tym, że rzadko kiedy ma dużą nośność. Dotyczy to w szczególności sytuacji, kiedy chodzi o dno rzek w ich dolnym biegu. Grunt w tamtym miejscu jest najczęściej pyłami bądź namułami z domieszkami części organicznych. Obudowa skrzyni powinna być zaprojektowana w ten sposób, żeby ciężar objętościowy oraz konstrukcja wewnętrzna nie przekraczała 1 T/m3. Przy takim założeniu konstrukcja posiada kilkunastoprocentowy zapas, jeśli chodzi o możliwość wypłynięcia skrzyni. Dodatkowo obciążenie jednostkowe powierzchni gruntu jest małe. W związku z tym konstrukcja może opierać się na słabym gruncie, bez konieczności jego wzmacniania.
Na dnie rowu zatapia się elementu tunelu. Rów taki najczęściej wykonuje się za pomocą pogłębiarek. W sytuacji, gdy prąd wody ma niewielką szybkość, to rów wykonuje się ze skarpami. Ich nachylenie powinno być odpowiednie do tego stopnia, żeby woda nie zamówiła rowu, zanim nie wykona się prac przy opuszczeniu i ustawieniu oraz połączeniu odcinków tunelu. Jeżeli prąd w rzece jest szybszy niż 1 m/s, to momentami konieczne jest zabezpieczenie rowu przed zamuleniem za pomocą ścianki wbitej od strony górnej. Należ pamiętać o tym, że ścianka nie musi być zupełnie szczelna (segregator z aktami prawnymi do egzaminu na uprawnienia budowlane). Jej zadaniem jest spełnienie roli zabezpieczenia przed zamuleniem wybagrowanego rowu.
Przykłady tuneli lub galerii podwodnych
Za pomocą metody opuszczania gotowych odcinków wykonano dużą ilość tuneli lub galerii podwodnych.
Najstarszym podwodnym tunelem kolejowym, który wykonano tą metodą, jest tunel w Detroit. Wykonano go w latach 1907-1909. Ma on długość 807 m. Jest to tunel bliźniaczy. Każdy z dwóch torów kolejowych znajduje się w rurze z blachy stalowej o średnicy 7,1 m. Konstrukcja z przepon i wzmocnień wykonano na lądzie. Ściany boczne i dno konstrukcji wykonano z bali drewnianych.
Konstrukcja ta posiadała takie wymiary oraz ciężar:
– ciężar: 550 ton,
– długość odcinka tunelu: 78,1 m,
– głębokość wybagrowanego rowu: 6,1-12 m,
– szerokość rowu: 15 m.
Podłoże pod skrzynię z chudego betonu wykonano pod wodą na dnie wybagrowanego rowu. Kiedy skrzynię opuszczono, zabetonowano przestrzeń, która była wokół stalowych rur aż do przekroju poprzecznego. Dokładność ustawienia skrzyń w czasie opuszczania kontrolowano przy wykorzystaniu stalowych wież (egzamin ustny uprawnienia budowlane – pytania). Wieże te ustawione były w końcach opuszczanych elementów. Elementy te pozwalały na to, żeby sporządzić oś tunelu oraz jego poziom dzięki instrumentom, które znajdowały się na brzegu.
