Tunelirajući dosadni strojevi (TBMS) su čudo od modernog inženjerstva, dizajniranih za iskopavanje tunela s minimalnim poremećajem na površini. Dok svi TBM -ovi služe u istoj osnovnoj svrsi, oni koriste različite metode za upravljanje iskopanim materijalom, poznatim kao Muck, i podržavaju lice tunela. Dvije najčešće vrste su Stroj za ravnotežu tlaka zemlje (EPB) I Štit od kaša . Razumijevanje njihovih razlika ključno je za odabir prave opreme za dosadu tunela za određeni projekt.
Strojevi ravnoteže tlaka zemlje (EPB)
EPB strojevi su vrsta mehaniziranog štita koji je vrlo učinkovit u kohezivnim, mekim uvjetima tla poput gline, mulja i pijeska. Temeljni princip EPB štita je uporaba iskopanog materijala za stvaranje stabilnog tlaka na licu tunela, sprječavajući da se okolno tlo uruši.
Kako to funkcionira:
-
Iskopavanje i kondicioniranje muke: Rotirajuća glava rezača stroja iskopava tlo. Kad muka ulazi u komoru pod pritiskom stroja (komora vijčanog transportera), pomiješana je s sredstvima za kondicioniranje poput pjene, bentonita ili polimera. Ovi agensi pretvaraju tlo u plastičnu konzistenciju poput paste za zube.
-
Kontrola tlaka: Vijačni transporter, koji je srce EPB sustava, kontrolira brzinu kojom se kondicionirani muka ekstrahira iz komore. Podešavanjem brzine vijčanog transportera i potisne sile stroja za tuneliranje održava se konstantni tlak na licu tunela. Ovaj pritisak savršeno uravnotežuje okolni tlak i tlak vode, osiguravajući stabilnost bez izazivanja naseljavanja tla.
-
Muck Transport: Konditirani muka se zatim prevozi iz tunela na transportnoj traci ili drugim sredstvima.
Prednosti:
-
Izvrsno za meka, finozrnata tla.
-
Zahtijeva manje odvodnjavanja u usporedbi s drugim metodama, što ga čini ekološki prihvatljivijim u nekim slučajevima.
-
Iskopani materijal često je lako podnijeti i odlagati.
Nedostaci:
-
Borbe u grubim, vrlo propusnim tlom (npr. Šljunka) gdje sredstva za kondicioniranje ne mogu učinkovito stvoriti pastu natečenu pritisak.
-
Može biti manje učinkovit u uvjetima mješovitog lica (gdje se lice tunela sastoji od meke i tvrde stijene).
Shield Shield Shield
Shield Shield Shield , nasuprot tome, posebno su dizajnirani za tuneliranje u vodnoj, nehezivnim tlima poput pijeska i šljunka, kao i uvjeti mješovitog lica. Umjesto da iskopano tlo koriste za ravnotežu tlaka, oni koriste suspenziju bentonita pod tlakom.
Kako to funkcionira:
-
Injekcija iskopavanja i suspenzije: Glava rezanja iskopava tlo, koje se odmah pomiješa s suspenzijom bentonita u komori za iskopavanje. Griva se pumpa u komoru pod kontroliranim tlakom.
-
Kontrola tlaka: Suspenzija pod pritiskom tvori "filtriranu tortu" na licu tunela, koji djeluje kao prepreka kako bi se spriječilo da voda uđe u komoru i mljeve od urušavanja. Pritisak suspenzije pažljivo se kontrolira kako bi se uravnotežila vanjska zemlja i tlak vode.
-
MUCK TRANSKE I DESPACIONALO: Smjesa gnoja i muke zatim se ispumpa iz tunela u postrojenje za odvajanje površine. Ovdje je iskopano tlo odvojeno od suspenzije, koja se zatim obnavlja i pumpa natrag u stroj za tuneliranje kako bi se ponovno upotrijebila.
Prednosti:
-
Izuzetno učinkovit u zamršenom, nekohezivnom tlu.
-
Izvrsno za rukovanje visokim pritiscima vode.
-
Može upravljati širokim brojem zemaljskih uvjeta, uključujući fragmente stijena i gromade.
Nedostaci:
-
Za površinu zahtijeva složeno i skupo postrojenje za obradu suspenzija.
-
Proces odvajanja muke od gnojenja može biti skup i dugotrajan.
-
Odlaganje iskopanog muke može biti složenije zbog svoje smjese s suspenzijom.
Zaključak
Ukratko, izbor između EPB TBM i a Štit od kaša U velikoj mjeri ovisi o geološkim i hidrogeološkim uvjetima mjesta tuneliranja. EPB stroj je go-to za kohezivna, mekana tla , iskorištavanje samog iskopanog materijala radi stabilnosti. S druge strane, štit od suspenzije je superiorna opcija za vodeni, ne-kezivno tlo , oslanjajući se na bentonitnu suspenziju za održavanje pritiska lica. Obje vrste tunela za dosadni strojevi predstavljaju sofisticirana rješenja za izazove podzemne konstrukcije, ali njihovi različiti operativni principi čine ih prikladnim za različita podzemna okruženja.
