The Stroj za bušenje tunela ( TBM ), često nazivan jednostavno "krtica", predstavlja jedan od najznačajnijih napredaka u građevinarstvu i geotehnici. Ovi masivni, sofisticirani strojevi revolucionirali su izgradnju podzemne infrastrukture, omogućujući stvaranje tunela za transport, komunalije i rudarstvo neviđenom brzinom, preciznošću i sigurnošću.
Mehanizam i osnovne komponente
Stroj za bušenje tunela je u biti kompletna mobilna tvornica dizajnirana za iskopavanje lica tunela i istovremeno instaliranje privremenog ili trajnog sustava potpore. TBM se općenito sastoji od tri primarna odjeljka:
-
Glava rezača (lice):
- Ovo je krajnji prednji, rotirajući element, opremljen raznim alatima za rezanje—kao što su diskovi za rezanje tvrdih stijena ili kombinacija reznih bitova i krakova za mekše tlo.
- Glava rezača rotira i hidrauličnim dizalicama se gura naprijed, drobeći ili stružući stijene i tlo na strani tunela.
-
Štit i tijelo (sredina):
- The štitnik je veliko, cilindrično čelično kućište neposredno iza glave rezača. Pruža neposrednu strukturnu potporu svježe iskopanim zidovima tunela, štiteći stroj i radnike unutar od rastresitog tla dok se ne postavi trajna obloga tunela.
- The sustav potiska , sastavljen od snažnih hidrauličkih dizalica, pritišće posljednji instalirani segment obloge tunela kako bi napredovao stroj.
-
Zadnji zupčanik (stražnji):
- U ovom dijelu, koji se može protezati i preko stotinu metara u dužinu, smještena je neophodna pomoćna oprema.
- To uključuje sustav za uklanjanje prljavštine (transportne trake ili cijevi za gnojnicu) za učinkovit transport iskopanog materijala ("mulja") iz tunela, sustavi upravljanja i napajanja, oprema za ventilaciju i ključni uspravljač segmenta koji precizno postavlja predgotovljene betonske segmente koji tvore trajnu oblogu tunela.
Klasifikacija i vrste TBM-a
Odabir TBM-a ključna je odluka u svakom projektu, koja uvelike ovisi o specifičnim geološkim uvjetima i pritisku podzemne vode. TBM-ovi su široko kategorizirani na temelju tla kroz koje su dizajnirani da prođu:
1. Hard Rock TBM-ovi
- Otvoreni tip / hvataljka TBM: Koristi se u stabilnim, tvrdim stijenama koje se mogu izdržavati kratko vrijeme bez neposredne obloge. Koriste hidrauliku hvataljke za pričvršćivanje uz zidove tunela, što omogućuje stroju da reagira na potisak glave rezača prema naprijed.
- TBM s jednim štitom: Zaposlen u ispucalim ili manje stabilnim tvrdim stijenama. Oni postavljaju segmente betonske obloge izravno iza štita i potiskuju naprijed gurajući dovršenu oblogu.
- TBM s dvostrukim štitom: Najsvestraniji hard rock strojevi. Imaju dva teleskopska štitnika i sustav zahvata, što im omogućuje da postave oblogu istovremeno tijekom iskapanja (kontinuiranog tuneliranja) kada su u stabilnoj stijeni ili rade u izmjeničnim načinima rada kada su uvjeti nestabilni.
2. TBM-ovi za meko tlo (strojevi za štitove)
Ovi strojevi uključuju metode za aktivno balansiranje tlaka na strani tunela, što je ključno za sprječavanje urušavanja tla ili prodora vode u mekana tla (poput pijeska, gline i mulja).
- Ravnoteža tlačnog pritiska (EPB) TBM: Idealno za kohezivno, meko tlo. Oni održavaju stabilnost korištenjem iskopanog materijala (mulja) unutar komore pod tlakom na plohi rezača. Pužni transporter kontrolira brzinu uklanjanja prljavštine kako bi se precizno uravnotežio pritisak zemlje i vode ispred stroja.
- Slurry Shield TBM (Hydroshield): Koristi se u zrnatim tlima ili pod visokim pritiskom vode. Oni stabiliziraju lice ubrizgavanjem bentonitnog gnoja pod tlakom, koji stvara filterski kolač za brtvljenje tla. Iskopani materijal se miješa sa gnojnicom i ispumpava u postrojenje za separaciju na površini.
Prednosti u odnosu na konvencionalne metode
Globalno usvajanje Stroj za bušenje tunela ima nekoliko značajnih prednosti u usporedbi s tradicionalnom metodom "buši i pjeskari":
- Poboljšana sigurnost: Eliminira upotrebu eksploziva, drastično smanjujući rizike za osoblje.
- Minimalno oštećenje površine: Operacije su primarno pod zemljom, što smanjuje buku, vibracije i smetnje - što je velika prednost u urbanim područjima.
- Povećana brzina i učinkovitost: TBM-ovi pružaju kontinuirani proces tuneliranja, često postižući znatno veće stope napredovanja od bušenja i miniranja.
- Preciznost: Moderne TBM-ove vode sofisticirani laserski ili navigacijski sustavi, osiguravajući visoku točnost usmjeravanja.
- Smanjeno prekomjerno iskopavanje: TBM buši precizan kružni tunel, smanjujući količinu generiranog otpada i količinu potrebnog materijala za oblaganje.
U zaključku, Stroj za bušenje tunela je nezamjenjiv alat za razvoj infrastrukture 21. stoljeća. Kako urbano stanovništvo raste i potreba za složenom infrastrukturom na velikim udaljenostima poput tunela za brzu željeznicu i golemih komunalnih mreža raste, uloga TBM-a kao inženjerskog čuda postat će još vitalnija.
