Nudne maszyny tunelowe (TBMS) to nowoczesne cuda inżynierii, rewolucjonizujące podziemne konstrukcje poprzez wykopanie tuneli przez różne warunki geologiczne, od najmłodszych gleb po najtrudniejsze formacje skalne. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod wiertarki i blastu, TBM oferują ciągły, bezpieczniejszy i często szybszy proces tunelowania. Rdzeń ich działalności leży w obracającym się futrze wyposażonym w wyspecjalizowane narzędzia tnące, zaprojektowane do interakcji i rozkładania ziemi.
Podstawowa zasada: wykopu obrotowe
W najbardziej podstawowym to wykopanie TBM obracanie okrągłego noża na twarzy tunelu, jednocześnie stosując znaczące siła ciągu popchnąć to do przodu. Rodzaj narzędzi tnących i metoda zarządzania wykopanym materiałem (często nazywanym „błotem”) różnią się znacznie w zależności od warunków gruntowych.
Wykopalisko w Hard Rock
W formacjach hard rocka wykorzystuje TBMS nożyce zamontowany na głowicy. Te nożyczki nie są zaprojektowane do „odcięcia” skały, ale raczej do wywołania złamań stresowych. Gdy noża obraca się, a TBM jest napędzany do przodu, utwardzona stal lub trawki z węglików wolframowych wywierają ogromne naprężenie ściskające na twarzy skalnej. Ten stres powoduje skałę złamanie i odejście z głównego ciała przed maszyną.
„Muck” wyprodukowany, zazwyczaj w postaci rockowych wiórów i fragmentów, a następnie spada przez otwory na głowice nożnej i na System przenośnika W obrębie TBM. System ten transportuje wykopany materiał przez maszynę i z tunelu w celu usunięcia. Hard Rock TBMS może być albo Typ otwarty ) osłonięty (Zapewnienie tymczasowego wsparcia ścianom tunelu, szczególnie w złamanej skale). Aby awansować, TBM Hard Rock często używa System chwytania To naciska na boczne ściany już wykopanego tunelu, zapewniając niezbędną siłę reakcyjną do pchnięcia do przodu.
Wykopalisko w miękkim podłożu
Wykopuwanie przez miękką ziemię, która obejmuje glinę, muł, piasek i żwir, stanowi różne wyzwania, przede wszystkim związane z utrzymaniem stabilności twarzy i zapobiegania upadkowi gruntu. Aby rozwiązać ten problem, zatrudnione są wyspecjalizowane TBM:
Maszyny bilansu na ciśnieniu ziemi (EPB)
EPB TBM są powszechnie stosowane w spójnych miękkich podstawach. Ich noża jest wyposażona w kombinację Tunki z węglików wolframowych, przeciąganie, a czasem nożyce (dla mieszanego gruntu z niektórymi trudniejszymi wtrąceniami). Kluczem do działania EPB jest jego zdolność Zrównoważyć presję na twarzy tunelu za pomocą samego wykopanego materiału.
Głowica obraca się i wykopuje glebę, która następnie wchodzi Komnata robocza Za głowicą nożną. A Przenośnik śruby Z tyłu tej komory kontroluje szybkość, z jaką błoto jest usuwane. Starannie regulując prędkość obrotu głowicy przecinającej i prędkość wyładowania przenośnika śrubowego, ciśnienie w komorze może być precyzyjnie kontrolowane, umożliwiając wykopaną glebę działanie jako pożywka podporowa, w ten sposób stabilizując twarz tunelu i zapobiegając osiedleniu się na powierzchni. Dodatki, takie jak piana, można wstrzykiwać do gleby, aby poprawić jej wypływność i zmniejszyć jej lepkość, zapobiegając zatkaniu głowicy i przenośnika.
TBMS THELRY TABLE
TBM tarczy zawiesiny najlepiej nadają się do wysoce nasyconych lub niestabilnych gleb ziarnistych, szczególnie tych o wysokim ciśnieniu wód gruntowych. Zamiast polegać wyłącznie na wykopanym materiale w celu wsparcia twarzy, te TBMS używają zawiesinę ciśnieniową (Mieszanina wody i gliny bentonitowej) w celu ustabilizowania twarzy wykopu.
Cutterhead, często wyposażony w narzędzia tnące podobne do EPB, wykopuje ziemię, która następnie miesza się z zawiesiną pod ciśnieniem komora wykopu . Ta mieszanina gnojowicy jest następnie wypompowana z tunelu do Zakład separacji zewnętrznie. W zakładzie wykopany materiał jest oddzielony od zawiesiny, która następnie jest traktowana i poddawana recyklingowi z powrotem do TBM. Ciągłe krążenie zawiesiny pod ciśnieniem zapewnia, że ciśnienie hydrostatyczne na powierzchni tunelu jest zrównoważone na zewnętrznym podłożu i ciśnieniu wody, zapobiegając wnikaniu wody i niestabilności uziemienia.
Pchnięcie i postęp
Niezależnie od warunków gruntowych, wszystkie TBM wymagają mechanizmu napędu do przodu. Zazwyczaj osiąga się to Hydrauliczne cylindry ciągu . Te cylindry naciskają na zainstalowaną podszewkę tunelową (prefabrykowane segmenty betonowe lub beton strzałowy) lub, w przypadku chwytaków TBM, bezpośrednio na wykopanej skały, wbijając głowicę nożną do twarzy tunelu. W miarę postępu maszyny nowe segmenty podszewki tunelu są wzniesione za tarczą, tworząc trwałą strukturę tunelu.
Zasadniczo TBM są wyrafinowanymi fabrykami podziemnymi, nieustannie wykopującymi i wspierającą tunel, gdy idą naprzód, czyniąc je niezbędnymi narzędziami do nowoczesnego rozwoju infrastruktury.
