Tunnel boring machine (Ang mga TBM) ay mga modernong kamangha -mangha ng engineering, na nagbabago sa ilalim ng konstruksyon sa pamamagitan ng paghuhukay ng mga lagusan sa pamamagitan ng iba't ibang mga kondisyon ng geological, mula sa pinakamalambot na mga lupa hanggang sa pinakamahirap na pormasyon ng bato. Hindi tulad ng tradisyonal na mga pamamaraan ng drill-and-blast, ang mga TBM ay nag-aalok ng isang tuluy-tuloy, mas ligtas, at madalas na mas mabilis na proseso ng pag-tunneling. Ang core ng kanilang operasyon ay namamalagi sa isang umiikot na pamutol na nilagyan ng dalubhasang mga tool sa paggupit, na idinisenyo upang makipag -ugnay sa at masira ang lupa sa unahan.
Ang Pangunahing Prinsipyo: Rotary Excavation
Sa pinaka -pangunahing, isang TBM na naghuhukay ng pag -ikot ng isang pabilog na pamutol laban sa mukha ng tunel habang sabay na nag -aaplay ng makabuluhan lakas ng tulak upang itulak ito pasulong. Ang uri ng mga tool sa paggupit at ang pamamaraan ng pamamahala ng hinukay na materyal (madalas na tinatawag na "muck") ay nag -iiba nang malaki depende sa mga kondisyon ng lupa.
Paghukay sa Hard Rock
Sa mga form ng hard rock, ginagamit ng TBMS Mga cutter ng disc Naka -mount sa cutterhead. Ang mga cutter ng disc na ito ay hindi idinisenyo upang "giling" ang bato, ngunit sa halip na pukawin ang mga bali ng stress. Habang umiikot ang cutterhead at ang TBM ay hinihimok pasulong, ang matigas na bakal o tungsten carbide disc cutter ay nagbibigay ng napakalawak na compressive stress sa mukha ng bato. Ang stress na ito ay nagiging sanhi ng bato Fracture at chip ang layo mula sa pangunahing katawan sa harap ng makina.
Ang "muck" na ginawa, karaniwang sa anyo ng mga rock chips at fragment, pagkatapos ay bumagsak sa pamamagitan ng mga pagbubukas sa cutterhead at papunta sa a Conveyor System sa loob ng TBM. Ang sistemang ito ay naghahatid ng hinukay na materyal sa pamamagitan ng makina at labas ng tunel para sa pagtatapon. Ang Hard Rock TBMS ay maaaring maging alinman Open-type (nang walang isang buong kalasag, na nagpapahintulot para sa agarang suporta sa bato sa likod ng cutterhead) o Shielded (Nagbibigay ng pansamantalang suporta sa mga dingding ng tunel, lalo na sa bali ng bato). Upang mag -advance, ang mga hard rock tbms ay madalas na gumagamit ng a GRIPPER SYSTEM Iyon ay nagtutulak laban sa mga dingding ng gilid ng naka -excavated na tunel, na nagbibigay ng kinakailangang puwersa ng reaksyon para sa pasulong na tulak.
Paghukay sa malambot na lupa
Ang paghuhukay sa pamamagitan ng malambot na lupa, na kinabibilangan ng luad, silt, buhangin, at graba, ay nagtatanghal ng iba't ibang mga hamon, pangunahin na nauugnay sa pagpapanatili ng katatagan ng mukha at maiwasan ang pagbagsak ng lupa. Upang matugunan ito, ang mga dalubhasang TBM ay nagtatrabaho:
Earth Pressure Balance (EPB) machine
Ang mga EPB TBM ay karaniwang ginagamit sa cohesive soft grounds. Ang kanilang cutterhead ay nilagyan ng isang kumbinasyon ng tungsten carbide cutting bits, drag pick, at kung minsan ay disc cutter (para sa halo -halong lupa na may ilang mas mahirap na mga pagkakasundo). Ang susi sa operasyon ng isang EPB ay ang kakayahan nitong Balansehin ang presyon sa mukha ng tunel gamit ang nahukay na materyal mismo.
Ang cutterhead ay umiikot at naghuhukay ng lupa, na pagkatapos ay pumapasok sa a Working Chamber sa likod ng cutterhead. A screw conveyor Sa likuran ng silid na ito ay kinokontrol ang rate kung saan tinanggal ang muck. Sa pamamagitan ng maingat na pag -regulate ng bilis ng pag -ikot ng cutterhead at ang paglabas ng rate ng tornilyo ng tornilyo, ang presyon sa loob ng silid ay maaaring tumpak na makontrol, na pinapayagan ang hinukay na lupa na kumilos bilang isang daluyan ng suporta, sa gayon ay nagpapatatag ng mukha ng tunel at maiwasan ang pag -areglo sa ibabaw. Ang mga additives tulad ng bula ay maaaring mai -injected sa lupa upang mapabuti ang kakayahang umangkop at mabawasan ang pagiging malagkit nito, na pumipigil sa pag -clog ng cutterhead at conveyor.
Slurry Shield TBMS
Ang Slurry Shield TBMS ay pinakaangkop para sa lubos na puspos o hindi matatag na butil na butil, lalo na ang mga may mataas na presyon ng tubig sa lupa. Sa halip na umasa lamang sa hinukay na materyal para sa suporta sa mukha, ang mga TBM na ito ay gumagamit ng a Pressurized slurry (isang halo ng tubig at bentonite clay) upang patatagin ang mukha ng paghuhukay.
Ang cutterhead, na madalas na nilagyan ng mga tool sa paggupit na katulad ng mga EPB, ay naghuhukay sa lupa, na pagkatapos ay ihalo sa pressurized slurry sa Kamara sa paghuhukay . Ang pinaghalong slurry-muck na ito ay pagkatapos ay pumped sa labas ng tunel sa a Plant ng paghihiwalay sa ibabaw. Sa halaman, ang hinukay na materyal ay nahihiwalay mula sa slurry, na kung saan ay pagkatapos ay ginagamot at na -recycle pabalik sa TBM. Ang tuluy -tuloy na sirkulasyon ng pressurized slurry ay nagsisiguro na ang hydrostatic pressure sa mukha ng tunel ay balanse laban sa panlabas na lupa at presyon ng tubig, na pumipigil sa water ingress at kawalang -tatag sa lupa.
I -thrust at advance
Anuman ang mga kondisyon ng lupa, ang lahat ng mga TBM ay nangangailangan ng isang mekanismo upang maitulak ang kanilang sarili. Ito ay karaniwang nakamit sa pamamagitan ng Hydraulic thrust cylinders . Ang mga cylinders na ito ay nagtutulak laban sa naka -install na lining ng tunel (prefabricated kongkreto na mga segment o shotcrete) o, sa kaso ng gripper TBMS, nang direkta laban sa hinukay na bato, na nagmamaneho ng cutterhead sa mukha ng tunel. Habang sumusulong ang makina, ang mga bagong segment ng lining ng lagusan ay itinayo sa likod ng kalasag, na bumubuo ng permanenteng istraktura ng tunel.
Sa kakanyahan, ang mga TBM ay sopistikadong mga pabrika sa ilalim ng lupa, patuloy na paghuhukay at pagsuporta sa tunel habang sumusulong sila, na ginagawa silang kailangang -kailangan na mga tool para sa modernong pag -unlad ng imprastraktura.
