Arta și știința construcției subterane au fost revoluționate de către Mașină de plictisire a tunelului (TBM). Aceste minuni mecanice, denumite adesea „alunițe”, au devenit soluția pentru a crea tuneluri lungi și precise, în special atunci când se confruntă cu provocarea formidabilă de a plictisi prin roca solidă.
Provocarea lui Hard Rock
Tunelul de rocă prezintă un set unic de obstacole. Puterea imensă și natura abrazivă a solului necesită o abordare diferită decât tunelarea prin sol moale. În timp ce metodele tradiționale de „foraj și explozie” sunt încă utilizate, ele sunt adesea mai lente, mai riscante și provoacă vibrații semnificative la sol, ceea ce le face improprii pentru zonele urbane sau proiecte în care stabilitatea geologică este esențială.
Aici este specializat Mașină de plictisire a tunelului Căci tunelul de rocă vine la propriu. Proiectate pentru a rezista la forțele extreme, aceste TBM oferă o metodă de excavare mai rapidă, mai sigură și mai controlată. Acestea creează o față curată, circulară, cu o perturbare minimă a masei de rocă din jur, ceea ce este esențial pentru stabilitatea tunelului pe termen lung.
Anatomia unui TBM plictisitor de rock
Un TBM specific rocilor este o piesă complexă de inginerie, construită pentru a-și zdrobi și macina drumul prin chiar și cel mai greu granit. Componentele cheie includ:
-
Cutterhead: Aceasta este partea cea mai crucială, un disc rotativ masiv montat în fața mașinii. Este echipat cu tăieturi cu discuri de oțel întărit - nu dinți, ci o serie de discuri rulante care aplică o presiune imensă pe fața de stâncă. Pe măsură ce capul de tăietură se rotește, aceste tăieturi fracturau roca, determinându -l să se despartă în chipsuri mici.
-
Sistem de tracțiune: Pentru a genera forța necesară, cilindrii hidraulici puternici împinge capul tăietorului înainte. Această tracțiune înainte este reacționată împotriva pereților tunelului sau împotriva unei căptușeli de tunel instalate anterior.
-
Sistem de îndepărtare a mușchiului: Jetoanele de rocă săpate, cunoscute sub numele de „Muck”, cad în găleți de pe capul tăietorului și sunt apoi transportate în spatele mașinii. Acest lucru se face de obicei printr -un transportor cu șuruburi sau o serie de curele transportoare, care transportă materialul din tunel.
-
Sistem Gripper: Multe TBM -uri rock, în special TBM -uri „deschise” sau „Gripper”, folosesc un sistem puternic de prindere. Aceste mașini se ancorează pe pereții tunelului cu plăcuțe hidraulice, oferind o bază stabilă pentru a împinge capul tăietorului înainte.
Tipuri de TBM -uri cu tuneluri de rocă
Alegerea unui Mașină de plictisire a tunelului depinde foarte mult de geologia rocilor specifice. Nu toată roca este aceeași; Unele sunt competente și stabile, în timp ce alte formațiuni pot fi fracturate sau conțin ape subterane.
-
TBM -uri cu fascicul principal (TBMS deschis): Acestea sunt cel mai frecvent tip pentru roca grea și stabilă. Acestea au o structură deschisă în spatele capului de tăiere, permițând echipajelor să instaleze șuruburi de rocă, plasă și shotcrete pentru a sprijini pereții tunelului pe măsură ce mașina avansează. Acest design este extrem de eficient și oferă o vizibilitate excelentă a geologiei.
-
TBM -uri cu un singur scut: Când roca este mai puțin stabilă și predispusă la spargerea sau prăbușirea, o mașină ecranată este o alegere mai sigură. Scutul, o carcasă de oțel de protecție, se extinde peste corpul TBM, protejând echipajul și echipamentul. Acest tip de Mașină de plictisire a tunelului Instalează segmente de beton pre-turnate pentru a crea o căptușeală permanentă imediat în spatele scutului pe măsură ce avansează.
-
TBM -uri cu scut dublu: Aceste mașini combină cele mai bune caracteristici ale modelelor deschise și cu un singur scut. Acestea pot funcționa în două moduri: un mod „Gripper” pentru roca stabilă și un mod „ecranat” pentru zone mai puțin stabile. Principalul avantaj al unui scut dublu Mașină de plictisire a tunelului este capacitatea sa de a instala segmente de tunel simultan cu procesul de plictisire în roca stabilă, ceea ce duce la rate de avans foarte mari.
Evoluția continuă a Mașină de plictisire a tunelului a făcut posibilă abordarea proiectelor de tunelare a rocilor din ce în ce mai dificile și mai lungi, de la căile ferate trans-montane și liniile de metrou la nivel profund până la infrastructura critică de apă și utilități. Pe măsură ce inginerii continuă să împingă limitele a ceea ce este posibil, acești titani subterani vor rămâne în fruntea ingineriei civile moderne.
