Kako radi stroj za dosadni tunel?

A Tunel dosadni stroj (TBM) u osnovi je samostalna tvornica na tračnicama, dizajnirana za precizno i ​​učinkovito iskopavanje tunela. Za razliku od tradicionalnih metoda bušenja i bluza, TBMS nudi značajne prednosti u pogledu brzine, sigurnosti i utjecaja na okoliš.

U srcu svakog tbm je njegov rezač . Ovaj masivni rotirajući kotač opremljen je rezačima diskova, rezanje bitova ili strugača, ovisno o geološkim uvjetima. Dok se rezač okreće i gura se prema naprijed na licu tunela, ovi alati iskopavaju materijal. Iskopani plijen se zatim usmjerava kroz otvore u rezaču do a transportni sustav (Često vijni transportni uređaji ili transportne trake) koji ga prenose na stražnji dio stroja radi uklanjanja iz tunela.

Ključne komponente i njihove funkcije:

• Cutterhead: Prednji dio TBM-a, odgovoran za iskopavanje tla. Vrsta rezača varira:

  • Rezači diskova koriste se za tvrdu stijenu, drobljenje stijene dok se prevrću preko nje.

  • Rezanje komada i strugača češći su za mekša tla, rezanje i struganje materijala.

• Sustav potiska: Iza rezanja su moćni hidraulički cilindri koji guraju TBM naprijed. Ovi cilindri obično se guraju na prethodno ugrađene segmente obloga tunela ili protiv hvatača koji vrše pritisak na zidove tunela.

• Štit: Ovo je glavno tijelo TBM -a, pružajući potporu iskopanom tlu i zaštitu radne ekipe i strojeva od urušavanja. Štit također sadrži razne sustave.

• Sustav erektora: Kako TBM napreduje, istovremeno instalira Prekinuti betonski segmenti koji tvore trajnu oblogu tunela. Erector ruka podiže ove segmente i precizno ih postavlja kako bi stvorili prsten.

• Sustav fugiranja: Jednom kada se ugradi prsten tunela, fugira se ubrizgava u prstenasti jaz između instaliranih segmenata i iskopanog tla. To služi za stabilizaciju tla, prenošenje opterećenja i spriječiti ulazak u vodu.

• Sustav uklanjanja muke: Kao što je spomenuto, transporteri prevoze iskopani materijal ("Muck") na stražnju stranu TBM -a, gdje je natovaren u vlakove, kamione ili druge sustave za uklanjanje iz tunela.

• Sustav vodstva: Moderni TBM -ovi koriste sofisticirane laserske upravljačke sustave, GPS i drugu opremu za istraživanje kako bi se osiguralo da se tunel precizno iskopava duž dizajniranog poravnanja i gradijenta.

• Zaustavljeni zupčanik (sigurnosni sustav): Prostirući se iza TBM štita za stotine metara, u trajnim zupčanicima se nalazi ključne sustave za podršku. To uključuje transformatore za napajanje, ventilacijske kanale, vodne i linije za fugiranje, kontrolne sobe i sadržaje posade.

Vrste TBMS -a:

Odabir tipa TBM je presudan i uvelike ovisi o geološkim uvjetima i prisutnosti podzemne vode:

• TBMS otvorenog lica (Gripper TBMS): Idealno za stabilne stijene. Oni napreduju prianjajući zidove tunela i gurajući se naprijed.

• Štit tbms: Koristi se u nestabilnim uvjetima tla gdje je potrebna neposredna podrška. Štit štiti zemlju dok se ne ugrade segmenti.

  • Strojevi za ravnotežu tlaka zemlje (EPBMS): Obično se koristi u mekom tlu s različitom konzistencijom. Oni održavaju ravnotežu između tlaka iskopanog tla u komori i tlaka potrebnog za podupiranje lica tunela, sprječavajući naseljavanje tla.

  • Slurry TBMS: Najprikladnije za vrlo mokro, zasićeno tlo ili mljeve s visokim tlakom vode. Smobota pod pritiskom (Bentonit ili polimerna smjesa) koristi se za podupiranje lica tunela, a iskopani materijal se miješa s ovom suspenzijom i ispumpava se.

  • Single Shield TBMS: Radite u kohezivnom tlu gdje tlo može stajati kratko vrijeme prije pologa ugradnje.

  • Dvostruki štit TBMS: Koristi se u lomljenoj stijeni ili miješanom tlu. Imaju dva štita koji omogućuju kontinuirano iskopavanje i erekciju segmenta, što dovodi do bržih unaprijed.

Prednosti TBMS -a:

• Ubrzati: TBM -ovi mogu postići značajno brže stope iskopavanja u usporedbi s konvencionalnim metodama, posebno na velikim udaljenostima.

• Sigurnost: Oni pružaju sigurnije radno okruženje odmah podržavajući tlo iza rezanja, smanjujući rizik od urušavanja i izloženosti opasnim uvjetima.

• Preciznost: TBM -ovi mogu održavati vrlo uske tolerancije, osiguravajući da se tunel iskopava na točne dizajnerske specifikacije.

• Utjecaj na okoliš: Oni uzrokuju manje poremećaja površine, smanjuju buku i vibracije i minimiziraju potrebu za eksplozijama, čineći ih idealnim za urbana područja.

• Smanjena radna snaga: Iako zahtijevaju kvalificirane operatere, TBMS-u je uglavnom potrebno manje osoblja na licu tunela u usporedbi s bušilicom i bluzom.

Izazovi i razmatranja:

• Trošak: TBMS je izuzetno skupo za kupnju i rad.

• Logistika: Prijevoz, sastavljanje i pokretanje TBM -a ogroman je logistički poduhvat.

• Osnovni uvjeti: Neočekivane promjene u geologiji, poput susreta s vrlo slomljenim stijenama ili velikih gromada u mekom tlu, mogu značajno usporiti ili zaustaviti operacije. Vodeni ulazak je još jedan veliki izazov.

• Održavanje: TBMS su složeni strojevi koji zahtijevaju kontinuirano održavanje i specijalizirani rezervni dijelovi.

• Duljina tunela: TBM-ovi su najisplativiji za duge tunele, jer su početni troškovi postavljanja visoki.

Zaključno, TBMS svjedoči o modernim inženjerskim čudima, revolucionirajući kako se tuneli grade na globalnoj razini. Njihova sposobnost da se probijaju kroz izazovne tlo uvjeti s preciznošću, brzinom i poboljšanom sigurnošću čini ih neophodnim alatom za glavne infrastrukturne projekte širom svijeta, od sustava podzemne željeznice do tunela za opskrbu vodom i zaobilaznih autocesta.