Ang mga machine boring machine (TBM) ay mga sopistikadong piraso ng kagamitan na nagbago ng konstruksiyon sa ilalim ng lupa. Ang mga ito ay mahalagang mga mobile na pabrika na idinisenyo upang maghukay ng mga lagusan na may kaunting kaguluhan sa nakapalibot na lupa.
Paano Gumagana ang TBMS: Ang pangunahing proseso
Ang pangunahing operasyon ng isang TBM ay nagsasangkot ng maraming patuloy na mga hakbang:
-
Paghukay: Sa pinakadulo ng TBM ay isang napakalaking, umiikot na ulo ng pamutol. Ang bakal na disk na ito ay nilagyan ng iba't ibang mga tool sa paggupit, tulad ng mga cutter ng disc para sa hard rock o cutter bits at scraper para sa mas malambot na lupa. Habang umiikot ang ulo ng pamutol, gumiling ito, mga scrape, o paggugupit ng materyal sa mukha ng tunel.
-
Pag -alis ng Muck: Ang hinukay na materyal, na kilala bilang "muck," ay bumagsak sa pamamagitan ng mga pagbubukas sa ulo ng pamutol sa isang silid. Mula roon, karaniwang dinala ito ng isang conveyor ng tornilyo (para sa malambot na mga TBM) o na -load sa isang serye ng mga sinturon ng conveyor (para sa mga hard rock TBM) na nagpapatakbo ng haba ng tunel. Ang muck na ito ay pagkatapos ay patuloy na tinanggal sa ibabaw para sa pagtatapon o pag -recycle.
-
I -thrust at advance: Ang TBM ay hinimok ng pasulong ng mga makapangyarihang thrust cylinders (jacks) na matatagpuan sa likod ng ulo ng pamutol. Ang mga cylinders na ito ay nagtutulak laban sa dating naka -install na mga segment ng lining ng tunel, na lumilikha ng kinakailangang puwersa upang isulong ang ulo ng pamutol sa lupa.
-
Pag -install ng Tunnel Lining: Kaagad sa likod ng ulo ng pamutol, sa loob ng proteksiyon na shell ng TBM (ang kalasag), ay namamalagi ang erector. Ang robotic braso na ito ay pumili ng precast kongkreto na mga segment (karaniwang hubog, trapezoidal piraso) at maingat na inilalagay ang mga ito upang makabuo ng isang kumpletong singsing ng lining ng tunel. Ang mga segment na ito ay pinagsama -sama, na lumilikha ng isang malakas, watertight, at permanenteng istraktura na sumusuporta sa lupa at bumubuo sa natapos na pader ng tunel.
-
Grouting: Kapag naka -install ang isang singsing ng mga segment, ang walang bisa sa pagitan ng labas ng mga segment at ang hinukay na lupa (ang "buntot na walang bisa") ay agad na napuno ng isang dalubhasang grawt. Ang grout na ito ay nagpapatibay, na nagbibigay ng karagdagang suporta sa lining ng tunel, pumipigil sa pag -areglo ng lupa, at tinitiyak ang isang masikip na akma.
-
Pagpipiloto at nabigasyon: Ang mga TBM ay nilagyan ng sopistikadong mga sistema ng gabay sa laser at mga instrumento sa pagsisiyasat. Ang mga operator ay maaaring tumpak na makontrol ang direksyon ng TBM sa pamamagitan ng pag -aayos ng tulak ng mga indibidwal na jacks, na nag -iiba sa bilis ng pag -ikot ng ulo ng pamutol, o paggamit ng mga kasukasuan ng articulation sa loob ng makina. Pinapayagan silang mapanatili ang nakaplanong pagkakahanay at gradient, kahit na ang pag -navigate ng mga curves.
-
Trailing gear (back-up system): Sa likod ng pangunahing katawan ng TBM, isang serye ng mga articulated gantries o trailer (ang sumusunod na "back-up system"). Ang mga trailing gear na ito ay nagtataglay ng mga mahahalagang sistema ng suporta, kabilang ang:
- Power Supply at Control Room
- Mga sistema ng bentilasyon
- Mga conveyor ng pag -alis ng muck
- Mga bomba ng grout at paghahalo ng mga halaman
- Mga linya ng tubig at utility
- Mga Kagamitan sa Pag -access at Kaligtasan.
Mga uri ng TBM at ang kanilang mga aplikasyon
Ang pagpili ng uri ng TBM ay kritikal at nakasalalay nang labis sa mga kondisyon ng geological ng lupa na mai -tunnel:
-
Hard Rock TBMS (Open-Gripper TBMS / Shielded Hard Rock TBMS): Ang mga TBM na ito ay dinisenyo para sa mga solidong pormasyong bato. Gumagamit sila ng mga cutter ng disc na lumikha ng mga micro-fracture sa mukha ng bato.
- Open-Gripper TBMS: Advance sa pamamagitan ng pag-gripping laban sa mga dingding ng tunel (bato) na may mga gripper pad.
- Shielded Hard Rock TBMS: Ginamit kapag ang mga kondisyon ng bato ay bali o halo -halong, na nagbibigay ng buong suporta sa lupa na may isang kalasag at madalas na pag -install ng isang linya ng linya.
-
Earth Pressure Balance (EPB) TBMS: Tamang -tama para sa malambot, cohesive na mga lupa (luad, silt, buhangin) na maaaring tumayo nang walang suporta para sa isang maikling panahon. Ginagamit ng isang EPB TBM ang hinukay na materyal mismo upang lumikha ng isang "muck cake" na nalalapat ang presyon sa mukha ng tunel, binabalanse ang nakapalibot na presyon ng lupa. Kinokontrol ng isang conveyor ng tornilyo ang pag -alis ng muck habang pinapanatili ang balanse na ito.
-
Slurry TBMS: Pinakamahusay na angkop para sa maluwag, mga lupa na nagdadala ng tubig (sands, gravel, saturated ground). Sa isang slurry TBM, ang ulo ng pamutol ay nagpapatakbo sa isang pressurized slurry na puno ng silid. Ang slurry ay nagpapatatag ng mukha ng lagusan at ipinadala ang hinukay na materyal sa ibabaw sa pamamagitan ng mga tubo, kung saan naproseso upang paghiwalayin ang mga solido mula sa likido.
-
Mixed ground TBMS (variable density tBMS): Ang mga ito ay maraming nalalaman machine na maaaring umangkop sa iba't ibang mga kondisyon ng lupa, kung minsan pinagsasama ang mga tampok ng EPB at slurry TBMS. Maaari nilang ayusin ang mga parameter tulad ng presyon ng mukha at mga rate ng pag -alis ng muck upang umangkop sa pagbabago ng mga katangian ng lupa na nakatagpo.
-
Pipe Jacking Machines (Microtunneling TBMS): Ang mas maliit na mga bersyon ng TBMS, madalas na remote-control, na ginagamit para sa pag-install ng mga pipeline o mas maliit na mga conduit ng utility. Itinulak nila ang mga tubo nang direkta sa likod ng ulo ng pamutol.
Mga bentahe ng paggamit ng TBMS
- Bilis at kahusayan: Ang mga TBM ay maaaring patuloy na nanganak at sa pangkalahatan ay naghuhukay ng mga lagusan nang mas mabilis kaysa sa maginoo na mga pamamaraan tulad ng pagbabarena at pagsabog.
- Kaligtasan: Ang nakapaloob na kalasag ng TBM ay nagbibigay ng isang mas ligtas na kapaligiran sa pagtatrabaho para sa mga tauhan, na pinoprotektahan ang mga ito mula sa mga pagbagsak at ingress ng tubig sa lupa.
- Minimal na kaguluhan sa ibabaw: Habang nagpapatakbo sila sa ilalim ng lupa, ang mga TBM ay makabuluhang bawasan ang pagkagambala sa mga imprastraktura sa ibabaw, trapiko, at mga komunidad, na ginagawang perpekto para sa mga lunsod o bayan.
- Nabawasan ang epekto sa kapaligiran: Mas mababang mga antas ng panginginig ng boses at mas kaunting ingay kumpara sa pagsabog, na may mas kaunting mga sosyal na tambak sa ibabaw.
- Pare -pareho ang hugis ng lagusan: Ang mga TBM ay gumagawa ng isang makinis, pabilog na lagusan na nanganak, na madalas na binabawasan ang halaga ng pangalawang lining na kinakailangan.
- Automation: Maraming mga pag -andar ng TBM ang awtomatiko, na humahantong sa pare -pareho ang pagganap at nabawasan ang manu -manong paggawa.
Mga kilalang proyekto ng TBM
Ang mga TBM ay naging instrumento sa pagtatayo ng ilan sa mga pinaka -kahanga -hangang proyekto sa imprastraktura sa buong mundo, kabilang ang:
- Channel Tunnel (Eurotunnel): Pagkonekta sa UK at Pransya sa ilalim ng English Channel.
- GOTTHARD BASE TUNNEL: Ang pinakamahabang tunel ng riles ng mundo, na tumatakbo sa Alps sa Switzerland.
- Crossrail (Elizabeth Line) sa London: Isang napakalaking sistema ng tren sa ilalim ng lupa.
- Second Avenue Subway sa New York City: Pagpapalawak ng subway network.
- Seattle's SR 99 Tunnel (Bertha): Isang malaking diameter na tunel ng highway.
Sa konklusyon, ang mga TBM ay mga kamangha -manghang engineering na nagbago sa paraan ng pagbuo ng ilalim ng lupa. Ang kanilang kahusayan, kaligtasan, at kakayahang hawakan ang magkakaibang mga kondisyon ng geological na ginagawang mga ito ay kailangang -kailangan na mga tool para sa paglikha ng mahahalagang nakatagong mga arterya ng modernong lipunan.
