Zrozumienie mechaniki maszyny do przeciskania rur
Maszyna do przeciskania rur, często nazywana w branży maszyną do wiercenia mikrotunelingu (MTBM), to wyrafinowane urządzenie inżynieryjne zaprojektowane do instalowania podziemnych rurociągów bez konieczności wykonywania rozległych wykopów powierzchniowych. W procesie tym wykorzystuje się potężną stację przecisku hydraulicznego umieszczoną w szybie startowym, która przepycha segmenty rury przez grunt. Z przodu ciągu rur specjalistyczna tarcza lub głowica tnąca wydobywa ziemię. Metoda ta jest bardzo preferowana w środowiskach miejskich, gdzie tradycyjne techniki „wycinania i zakrywania” zakłócałyby ruch uliczny, uszkadzały istniejącą infrastrukturę lub wymagały kosztownej renowacji krajobrazu na powierzchni.
Precyzja tych maszyn jest utrzymywana dzięki laserowemu systemowi prowadzenia. Wiązka laserowa jest rzucana z szybu startowego na cel znajdujący się w osłonie tunelu. Umożliwia to operatorowi monitorowanie położenia maszyny w czasie rzeczywistym i dokonywanie drobnych regulacji siłowników sterujących. Utrzymując tak wysoki poziom dokładności, sprzęt do przeciskania rur może instalować rurociągi na długich dystansach i po skomplikowanych łukach przy minimalnym odchyleniu od planowanego ułożenia.
Podstawowe elementy bezwykopowego systemu przeciskowego
Aby instalacja przebiegła pomyślnie, kilka kluczowych komponentów musi działać w doskonałej synchronizacji. Wydajność operacji zależy nie tylko od głowicy tnącej, ale także od systemów wspomagających, które zarządzają ciśnieniem, smarowaniem i usuwaniem zanieczyszczeń. Poniżej znajdują się podstawowe elementy składające się na standardową konfigurację:
- Tarcza: Ochronny stalowy cylinder, w którym znajduje się koło tnące i mechanizmy kierownicze, chroniący maszyny i operatorów przed naciskiem gleby.
- Główna stacja przeciskowa: Wytrzymała rama hydrauliczna zapewniająca ogromny nacisk wymagany do przepchnięcia całego ciągu rur przez ziemię.
- Pośrednie stacje przeciskowe (IJS): Stosowane w napędach długodystansowych, umieszczane są pomiędzy segmentami rur w celu rozłożenia całkowitej siły przeciskowej i zapobiegania przekroczeniu nośności konstrukcyjnej rur.
- System smarowania: Wstrzykuje bentonit lub specjalistyczne polimery w nadcięcie (przestrzeń pomiędzy rurą a gruntem) w celu zmniejszenia tarcia.
- System zarządzania szlamem: W maszynach typu szlamowego system ten powoduje cyrkulację płynu w kierunku przodka w celu usunięcia wydobytego gruzu i przetransportowania go z powrotem na powierzchnię w celu oddzielenia.
Porównanie metod: Bilans ciśnienia gnojowicy i gruntu
Wybór słuszności maszyna do przeciskania rur zależy w dużej mierze od warunków geologicznych miejsca realizacji inwestycji. Dwie najpopularniejsze odmiany to maszyny z osłoną gnojowicy i maszynami do równoważenia ciśnienia gruntu (EPB). Każdy z nich inaczej radzi sobie ze stabilizacją i usuwaniem gleby, aby zapewnić, że czoło tunelu nie zapadnie się podczas jazdy.
| Funkcja | Maszyna z osłoną gnojowicy | Maszyna EPB |
| Podstawowy rodzaj gleby | Piasek, żwir, wysoki poziom wody | Muł, glina, gleby spoiste |
| Wsparcie twarzy | Płynna zawiesina pod ciśnieniem | Wydobyta gleba z dodatkami |
| Transport śmieci | Rurociąg hydrauliczny (szlam) | Przenośnik ślimakowy lub taśma |
| Wpływ na środowisko | Wymaga instalacji separacji gnojowicy | Błoto z suszarki, łatwiejsze usuwanie |
Najlepsze praktyki operacyjne zapewniające sukces w tunelowaniu
Ocena geotechniczna i przygotowanie terenu
Zanim maszyna do przeciskania rur dotknie gruntu, obowiązkowa jest dokładna analiza gleby. Zrozumienie obecności skał, wód gruntowych lub przeszkód stworzonych przez człowieka zapobiega „zamrożeniu” maszyny lub nadmiernemu zużyciu narzędzi. Inżynierowie muszą także upewnić się, że szyby startowe i odbiorcze są w dobrej kondycji konstrukcyjnej i są w stanie wytrzymać przeciwciśnienie wywierane przez główne cylindry przeciskowe na tylną ścianę.
Zarządzanie oporem tarcia
Tarcie jest głównym wrogiem przeciskania rur na duże odległości. Wraz ze wzrostem długości rurociągu siła potrzebna do jego przemieszczania rośnie wykładniczo. Aby temu zaradzić, operatorzy muszą utrzymywać stałą „przestrzeń pierścieniową” wypełnioną smarem. Niezbędne jest ciągłe monitorowanie ciśnienia przecisku; nagły wzrost ciśnienia często wskazuje na awarię smarowania lub zmianę gęstości gleby, co wymaga natychmiastowych działań naprawczych, aby uniknąć uszkodzenia betonowych lub stalowych segmentów rur.
