Stroj za dizanje cijevi za balansiranje tlaka u zemlji: kako radi i gdje se koristi

Što zapravo radi stroj za dizanje cijevi za balansiranje tlačnog pritiska

Stroj za dizanje cijevi za ravnotežu tlačnog pritiska sustav je tuneliranja bez iskopa koji iskopava tlo na površini rezanja dok istovremeno ugrađuje cijevi iza njega, a sve to bez potrebe za otvorenim rovom duž cijele trase cjevovoda. Obično se koristi za izgradnju velikih komunalnih cjevovoda kao što su kanalizacija, vodoopskrba, energetski i komunikacijski kabeli, obično s betonskim ili čeličnim dijelovima cijevi prilagođenim tlu, pijesku, šljunku i šljunku s malim veličinama čestica. Umjesto da kopaju ulicu ili otvoreno područje, posade pokreću stroj iz okna i on buši naprijed dok se predfabricirani dijelovi cijevi ugrađuju neposredno iza njega, ostavljajući površinu uglavnom neometanom.

Dio naziva "balans tlaka zemlje" odnosi se na to kako stroj upravlja površinom iskopa. Tlak zemlje na glavi rezača je uravnotežen kontroliranjem brzine napredovanja tunela u odnosu na brzinu pražnjenja iskopanog tla, sa senzorima na pregradi, pužnom transporteru i upravljačkim cilindrima koji vraćaju podatke o tlaku operateru radi podešavanja u stvarnom vremenu. Ovo stalno balansiranje je ono što održava okolno tlo stabilnim tijekom iskopavanja, sprječavajući slijeganje ili urušavanje površine do kojih može doći kada lice tunela nije pravilno poduprto.

Kako radi metoda ravnoteže tlačnog pritiska korak po korak

EPB postupak podizanja cijevi oslanja se na zatvorenu komoru za iskopavanje na prednjem dijelu stroja, gdje se iskopana zemlja drži pod kontroliranim pritiskom umjesto da se odmah uklanja. Ova se tehnologija oslanja na mehaničku primjenu pritiska kroz komoru promjenjive gustoće koja održava ravnotežu između tlaka tla i unutarnjeg strojnog tlaka tijekom cijelog procesa iskopavanja. Dok se glava rezača okreće i razbija zemlju na strani tunela, taj materijal ispunjava komoru i djeluje kao privremeni potporni medij, zadržavajući okolnu zemlju i podzemnu vodu dok stroj nastavlja napredovati.

U mekim, kohezivnim tlima općenito se preferiraju strojevi za bušenje tunela s potporom za ravnotežu tlačnog pritiska, budući da rastresito i kondicionirano tlo djeluje kao plastični potporni medij za čelo tunela, a nakon što se komora za iskop potpuno napuni, to sprječava nekontrolirano prodiranje tla u stroj, dok stvara uvjete potrebne za brzo i sigurno probijanje tunela. Kako bi se pomoglo u tome, sredstva za kondicioniranje tla poput pjene i drugih polimera mogu se ubrizgati u komoru kako bi se povećala plastičnost i nepropusnost tla, što je osobito korisno kada se radi s tipovima tla koji se prirodno ne drže dobro pod pritiskom.

Osnovne komponente uključene u proces

• Rotirajuća glava za rezanje koja razbija tlo, fragmente stijena ili mješovite uvjete tla na strani tunela
• Zatvorena komora za iskop koja drži iskopani materijal pod kontroliranim pritiskom
• Pužni transporter ili sustav gnojnice koji uklanja iskopano tlo kontroliranom brzinom
• Senzori tlaka na pregradi i cilindrima upravljača koji prenose podatke uživo operateru
• Hidraulički cilindri za podizanje koji guraju predfabricirane dijelove cijevi naprijed iza stroja

Zašto inženjeri biraju EPB umjesto drugih metoda postavljanja cijevi

Projekti postavljanja cijevi općenito biraju između dva glavna pristupa balansiranju tlaka: balans gnojnice i balans tlačnog pritiska. Dok sustavi gnojnice cirkuliraju tekućinom pod tlakom za upravljanje podzemnom vodom i stabilizaciju lica tunela, an stroj za balansiranje tlačnog pritiska cijevi postiže sličan cilj korištenjem samog iskopanog tla, kondicioniranog po potrebi, umjesto da se oslanja na zasebni krug tekućine. Ova razlika je važna jer izravno utječe na složenost opreme, površinski otisak i koliko dobro određeni stroj radi u specifičnim uvjetima tla.

Ravnoteža tlačnog pritiska u odnosu na ravnotežu gnojnice na prvi pogled

Ključne prednosti izvedbe na stvarnim projektima

Osim osnovne mehanike, nekoliko praktičnih prednosti objašnjava zašto su strojevi za podizanje cijevi za ravnotežu tlačnog pritiska postali glavni izbor za gradske infrastrukturne projekte. Ovom se metodom postiže sigurno, učinkovito i visokokvalitetno polaganje srednjih i velikih cjevovoda bez iskopa na ravnim ili zakrivljenim udaljenostima koje ne prelaze 1000 metara, s transportom troske koji je prikladan i učinkovit u kontroli slijeganja tla. Ta je kontrola naseljavanja jedan od najvećih razloga zbog kojih gradovi preferiraju ovu metodu za projekte koji se izvode ispod prometnih cesta, postojećih komunalnih usluga ili osjetljivih struktura, budući da se smanjenjem oštećenja površine izbjegavaju skupi popravci i prekidi u prometu koje bi inače zahtijevao pristup otvorenog rova.

Moderni EPB strojevi za dizanje cijevi također primjenjuju metodologiju prijenosa niske brzine i velikog zakretnog momenta za povećanje sile rezanja, s faktorima preopterećenja koji mogu dosegnuti trostruko normalno radno opterećenje, što im daje veliku fleksibilnost za rad kroz širok raspon vrsta tla, uključujući grubi pijesak i trošni pješčenjak. Neovisni sustavi za injektiranje tla i injektiranje mogu dodatno poboljšati uvjete iskopa prema potrebi, a budući da je slijeganje tla povezano s izgradnjom malo, minimalni potrebni pokrov može biti samo 1,5 puta veći od promjera tunela, što otvara mogućnosti pliće ugradnje koje ne bi bile izvedive s manje preciznim metodama.

Tipične primjene u infrastrukturnim projektima

Strojevi za dizanje cijevi za ravnotežu tlačnog pritiska najviše se koriste na projektima gdje je smanjivanje oštećenja površine jednako važno kao i sam cjevovod. Gradska kanalizacija i vodoopskrbni vodovi i dalje su najčešća primjena, osobito u gusto naseljenim urbanim područjima gdje bi kopanje otvorenog rova ​​ometalo promet, postojeće komunalije i obližnje građevine tjednima ili mjesecima. Vodovi za strujne kabele i cijevi za komunikacijske kabele slijede odmah iza njih, budući da pružatelji komunalnih usluga sve više preferiraju instalaciju bez iskopa kako bi izbjegli troškove i smetnje površinskog iskopa preko prometnih koridora.

Tamo gdje ova metoda ima tendenciju da nadmaši konstrukciju otvorenog rova

• Guste urbane ulice gdje poremećaj površine treba biti minimalan
• Prijelazi ispod cesta, željeznica ili vodenih putova gdje otvoreni iskop nije praktičan
• Mjesta s postojećim podzemnim instalacijama koje se ne smiju ometati tijekom postavljanja
• Ekološki osjetljiva područja gdje bi površinski iskop uzrokovao trajnu štetu
• Dužinski cjevovod prolazi tamo gdje međustanice za dizalice mogu produžiti ukupnu duljinu pogona

Što procijeniti prije odabira stroja za vaš projekt

Odabir odgovarajućeg stroja za dizanje cijevi za balansiranje tlačnog pritiska za određeni projekt počinje s jasnim razumijevanjem uvjeta tla, budući da je metoda najbolja u određenim tipovima tla, a može biti problematična u drugim bez pravih izmjena. Pregled geotehničkih podataka prije odabira opreme pomaže u određivanju hoće li standardna EPB konfiguracija biti dovoljna ili su potrebne dodatne značajke, kao što su poboljšani sustavi za injektiranje ili specijalizirane glave za rezanje, za rukovanje tvrđim ili promjenjivim tlom. Duljina projekta, zahtjevi za krivulje i potrebni promjer cijevi također utječu na odabir stroja, budući da nije svaki EPB sustav ocijenjen za iste udaljenosti dizalice ili tolerancije zakrivljenosti.

Pitanja koja trebate riješiti sa svojim dobavljačem opreme

• Što pokazuje geotehničko istraživanje o sastavu tla duž planirane trase
• Koji je potrebni promjer cijevi i spada li unutar nazivnog raspona stroja
• Uključuje li projekt zakrivljeno poravnanje i koju toleranciju zakrivljenosti podržava stroj
• Hoće li za duže vožnje biti potrebne međustanice za dizalice
• Koje mogućnosti injektiranja ili kondicioniranja tla nudi stroj za promjenjivo tlo