Mașinile de plictisire de tunel (TBM) sunt minuni ale ingineriei moderne, concepute pentru a excava tunelurile cu o perturbare minimă la suprafață. În timp ce toate TBM -urile servesc același scop de bază, folosesc metode diferite pentru a gestiona materialul excavat, cunoscut sub numele de Muck și susțin fața tunelului. Cele mai frecvente două tipuri sunt Mașină Echilibrul presiunii Pământului (EPB) și Slurry Shield . Înțelegerea diferențelor lor este crucială pentru selectarea echipamentelor de plictisire a tunelului potrivit pentru un anumit proiect.
Mașini de echilibru a presiunii terestre (EPB)
Mașini EPB sunt un tip de scut mecanizat care este extrem de eficient în condiții coezive, moi, precum argila, siltul și nisipul. Principiul principal al unui scut EPB este de a utiliza materialul săpate în sine pentru a crea o presiune stabilă pe fața tunelului, împiedicând prăbușirea terenului înconjurător.
Cum funcționează:
-
Excavare și condiționare a mușchiului: Capul de tăietură rotativ al mașinii săpădă solul. Pe măsură ce mușchiul intră în camera presurizată a mașinii (camera transportoare cu șurub), este amestecată cu agenți de condiționare precum spumă, bentonită sau polimeri. Acești agenți transformă solul într-o consistență plastică, asemănătoare pastelor de dinți.
-
Controlul presiunii: Transportorul cu șuruburi, care este inima sistemului EPB, controlează viteza cu care este extras mușchiul condiționat din cameră. Prin reglarea vitezei transportorului cu șurub și forța de tracțiune a mașinii de tunelare, se menține o presiune constantă pe fața tunelului. Această presiune echilibrează perfect presiunea pământului și a apei, asigurând stabilitatea fără a provoca așezarea solului.
-
Muck Transport: Muck -ul condiționat este apoi transportat din tunel pe o bandă transportoare sau prin alte mijloace.
Avantaje:
-
Excelent pentru solurile moi, cu granulație fină.
-
Necesită mai puțin deshidratare în comparație cu alte metode, ceea ce îl face mai ecologic în unele cazuri.
-
Materialul excavat este adesea ușor de manevrat și de eliminat.
Dezavantaje:
-
Lupte în pământ grosier, puternic permeabil (de exemplu, pietriș) în care agenții de condiționare nu pot crea eficient o pastă etanșă la presiune.
-
Poate fi mai puțin eficient în condiții de față mixtă (unde fața tunelului este formată atât din rocă moale, cât și din rocă dură).
Slurry Shield TBMS
Slurry Shield TBMS În schimb, sunt concepute special pentru tunelarea în soluri care nu poartă apă, necoezive, cum ar fi nisipul și pietrișul, precum și condițiile cu fața mixtă. În loc să folosească solul excavat pentru echilibrul presiunii, folosesc o suspensie bentonită sub presiune.
Cum funcționează:
-
Săpături și injecție de suspensie: Capul de tăietor săpădă solul, care este amestecat imediat cu o suspensie bentonită în camera de excavare. Suspensia este pompată în cameră la o presiune controlată.
-
Controlul presiunii: Suspensia sub presiune formează o „tort de filtru” pe fața tunelului, care acționează ca o barieră pentru a împiedica apariția apei în cameră și la sol să se prăbușească. Presiunea suspensiei este controlată cu atenție pentru a contrabalansa presiunea externă a pământului și a apei.
-
Transport și separare a mușchiului: Amestecul de suspensie și mușchi este apoi pompat din tunel până la o instalație de separare a suprafeței. Aici, solul excavat este separat de suspensie, care este apoi recondiționat și pompat înapoi în mașina de tunel pentru a fi reutilizat.
Avantaje:
-
Foarte eficient în terenul de apă, non-coeziv.
-
Excelent pentru gestionarea presiunilor ridicate de apă.
-
Poate gestiona o mare varietate de condiții la sol, inclusiv fragmente de rocă și bolovani.
Dezavantaje:
-
Necesită la suprafață o stație complexă și costisitoare de tratare cu suspensie.
-
Procesul de separare a mușchiului de suspensie poate fi costisitor și consumă timp.
-
Eliminarea mușchiului excavat poate fi mai complexă datorită amestecului său cu suspensie.
Concluzie
În rezumat, alegerea dintre un EPB TBM și a Slurry Shield Depinde în mare măsură de condițiile geologice și hidrogeologice ale locului de tunelare. O mașină EPB este cea mai bună pentru Soluri coezive, moi , utilizând materialul excavat în sine pentru stabilitate. Pe de altă parte, un scut de nămol este opțiunea superioară teren purtător de apă, non-coeziv , bazându -se pe o suspensie bentonită pentru a menține presiunea feței. Ambele tipuri de mașini de plictisire a tunelului reprezintă soluții sofisticate la provocările construcției subterane, dar principiile lor operaționale distincte le fac potrivite pentru diferite medii subterane.
