Înțelegerea mecanicii unei mașini de ridicare a țevilor
O mașină de ridicare a țevilor, denumită adesea în industrie ca mașină de foraj pentru microtuneluri (MTBM), este o piesă de inginerie sofisticată concepută pentru a instala conducte subterane fără a fi nevoie de excavare extinsă de suprafață. Procesul implică o stație puternică de ridicare hidraulică situată într-un arbore de lansare, care împinge segmentele de țeavă prin sol. În partea din față a șirului de țevi, un scut specializat sau un cap de tăiere excava pământul. Această metodă este foarte favorizată în mediile urbane în care tehnicile tradiționale de „tăiere și acoperire” ar perturba traficul, ar deteriora infrastructura existentă sau ar necesita restaurarea costisitoare a amenajării de suprafață.
Precizia acestor mașini este menținută printr-un sistem de ghidare cu laser. Un fascicul laser este proiectat de la puțul de lansare către o țintă situată în scutul de tunel. Acest lucru permite operatorului să monitorizeze poziția mașinii în timp real și să facă ajustări minute la cilindrii de direcție. Menținând acest nivel ridicat de precizie, echipamentele de ridicare a conductelor pot instala conducte pe distanțe lungi și prin curbe complexe, cu o abatere minimă de la aliniamentul planificat.
Componentele de bază ale unui sistem de ridicare fără șanțuri
Pentru a asigura o instalare reușită, mai multe componente critice trebuie să funcționeze în perfectă sincronizare. Eficiența operațiunii depinde nu doar de capul de tăiere, ci și de sistemele de sprijin care gestionează presiunea, lubrifierea și îndepărtarea pământului. Mai jos sunt elementele principale implicate într-o configurație standard:
- Scutul: Un cilindru de protecție din oțel care găzduiește roata de tăiere și mecanismele de direcție, ferind mașinile și operatorii de presiunea solului.
- Stația principală de ridicare: Un cadru hidraulic rezistent care oferă forța masivă necesară pentru a împinge întregul șir de țevi prin pământ.
- Stații intermediare de ridicare (IJS): Folosite pentru transmisii pe distanțe lungi, acestea sunt plasate între segmentele de țeavă pentru a distribui forța totală de ridicare și a preveni depășirea capacității structurale a țevilor.
- Sistem de lubrifiere: Injectează bentonită sau polimeri specializați în suprataiere (spațiul dintre țeavă și sol) pentru a reduce frecarea.
- Sistem de gestionare a nămolului: La mașinile tip nămol, acest sistem circulă fluidul pe față pentru a îndepărta resturile excavate și a le transporta înapoi la suprafață pentru separare.
Compararea metodelor: Balanța presiunii nămolului vs. Pământ
Alegerea corectă mașină de ridicare țevi depinde în mare măsură de condițiile geologice ale amplasamentului proiectului. Două dintre cele mai comune variații sunt mașinile Slurry Shield și Earth Pressure Balance (EPB). Fiecare se ocupă de stabilitatea și îndepărtarea solului în mod diferit pentru a se asigura că fața tunelului nu se prăbușește în timpul conducerii.
| Caracteristică | Mașină de scut pentru șlam | Mașină EPB |
| Tipul de sol primar | Nisip, Pietriș, Pânză înaltă | Nămol, argilă, soluri coezive |
| Suport facial | Lichid de suspensie sub presiune | Sol excavat cu aditivi |
| Muck Transport | Conductă hidraulică (slam) | Transportor cu șurub sau curea |
| Impactul asupra mediului | Necesită instalație de separare a șlamului | Muck pentru uscător, eliminare mai ușoară |
Cele mai bune practici operaționale pentru succesul tunelurilor
Evaluare geotehnică și pregătire șantier
Înainte ca mașina de ridicare a țevilor să atingă pământul, este obligatorie o analiză amănunțită a solului. Înțelegerea prezenței rocii, a apelor subterane sau a obstacolelor create de om previne „înghețarea” mașinii sau uzura excesivă a sculei. De asemenea, inginerii trebuie să se asigure că puțurile de lansare și recepție sunt solide din punct de vedere structural și capabile să reziste la contrapresiunea exercitată de cilindrii principali de cric împotriva peretelui din spate.
Gestionarea rezistenței la frecare
Frecarea este principalul inamic al ridicării țevilor pe distanțe lungi. Pe măsură ce lungimea conductei crește, forța necesară pentru a o deplasa crește exponențial. Pentru a combate acest lucru, operatorii trebuie să mențină un „spațiu inelar” consistent umplut cu lubrifiere. Monitorizarea constantă a presiunii de ridicare este vitală; o creștere bruscă a presiunii indică adesea o defecțiune a lubrifierii sau o modificare a densității solului, necesitând acțiuni corective imediate pentru a evita deteriorarea segmentelor de conductă din beton sau oțel.
