Paano gumagana ang isang maching machine ng lagusan?

A Tunnel boring machine (TBM) ay mahalagang isang pabrika ng sarili sa mga riles, na idinisenyo upang maghukay ng mga lagusan nang tumpak at mahusay. Hindi tulad ng tradisyonal na mga pamamaraan ng drill-and-blast, ang mga TBM ay nag-aalok ng mga makabuluhang pakinabang sa mga tuntunin ng bilis, kaligtasan, at epekto sa kapaligiran.

Sa gitna ng bawat TBM ay nito Cutterhead . Ang napakalaking rotating wheel na ito ay nilagyan ng mga cutter ng disc, pagputol ng mga piraso, o mga scraper, depende sa mga kondisyon ng geological. Habang umiikot ang cutterhead at itinulak pasulong laban sa mukha ng lagusan, ang mga tool na ito ay naghuhukay sa materyal. Ang hinukay na spoil ay pagkatapos Conveyor System (madalas na tornilyo ang mga conveyor o belt conveyor) na nagdadala nito sa likuran ng makina para sa pag -alis mula sa tunel.

Mga pangunahing sangkap at ang kanilang mga pag -andar:

• Cutterhead: Ang harap-pinaka-bahagi ng TBM, na responsable para sa paghuhukay sa lupa. Ang uri ng mga cutter ay nag -iiba:

  • Mga cutter ng disc ay ginagamit para sa hard rock, pagdurog ng bato habang igulong nila ito.

  • Pagputol ng mga piraso at scraper ay mas karaniwan para sa mas malambot na mga lupa, pagputol at pag -scrape ng materyal.

• Sistema ng Thrust: Sa likod ng cutterhead ay malakas na hydraulic cylinders na nagtutulak sa pasulong ng TBM. Ang mga cylinders na ito ay karaniwang nagtutulak laban sa dating naka -install na mga segment ng lining ng tunel o laban sa mga grippers na nagpapasaya sa mga dingding ng tunel.

• Shield: Ito ang pangunahing katawan ng TBM, na nagbibigay ng suporta sa hinukay na lupa at pagprotekta sa mga nagtatrabaho na tauhan at makinarya mula sa mga pagbagsak. Ang kalasag ay naglalagay din ng iba't ibang mga system.

• Erector System: Habang sumusulong ang TBM, sabay -sabay itong nag -install ng Precast kongkreto na mga segment Na bumubuo ng permanenteng lagusan ng lagusan. Kinukuha ng braso ng erector ang mga segment na ito at tumpak na inilalagay ang mga ito upang lumikha ng isang singsing.

• Grouting System: Kapag naka -install ang isang singsing sa lagusan, ang grout ay na -injected sa annular gap sa pagitan ng mga naka -install na mga segment at ang hinukay na lupa. Nagsisilbi itong patatagin ang lupa, maglipat ng mga naglo -load, at maiwasan ang water ingress.

• Sistema ng pag -alis ng muck: Tulad ng nabanggit, ang mga conveyor ay nagdadala ng hinukay na materyal ("muck") sa likuran ng TBM, kung saan ito ay na -load sa mga tren, trak, o iba pang mga sistema para sa pag -alis mula sa tunel.

• Sistema ng gabay: Ang mga modernong TBM ay gumagamit ng sopistikadong mga sistema ng gabay sa laser, GPS, at iba pang mga kagamitan sa pagsisiyasat upang matiyak na ang tunel ay nahukay nang tumpak kasama ang dinisenyo na pagkakahanay at gradient.

• Trailing Gear (Backup System): Ang pagpapalawak sa likuran ng kalasag ng TBM para sa daan -daang metro, ang mga trailing gear ay may mga mahahalagang sistema ng suporta. Kasama dito ang mga transformer para sa kapangyarihan, mga ducts ng bentilasyon, mga linya ng tubig at grawt, mga silid ng control, at mga pasilidad ng crew.

Mga uri ng TBMS:

Ang pagpili ng isang uri ng TBM ay mahalaga at nakasalalay nang labis sa mga kondisyon ng geological at ang pagkakaroon ng tubig sa lupa:

• Open-face TBMS (gripper TBMS): Tamang -tama para sa matatag na mga kondisyon ng bato. Sumulong sila sa pamamagitan ng paghawak sa mga dingding ng lagusan at nagtutulak pasulong.

• Shield TBMS: Ginamit sa hindi matatag na mga kondisyon ng lupa kung saan kinakailangan ang agarang suporta. Pinoprotektahan ng kalasag ang lupa hanggang sa mai -install ang mga segment.

  • Earth Pressure Balance Machines (EPBMS): Karaniwang ginagamit sa malambot na lupa na may iba't ibang pagkakapare -pareho. Pinapanatili nila ang isang balanse sa pagitan ng presyon ng hinukay na lupa sa silid at ang presyon na kinakailangan upang suportahan ang mukha ng tunel, na pumipigil sa pag -areglo ng lupa.

  • Slurry TBMS: Pinakamahusay na angkop para sa basa, puspos na lupa o lupa na may mataas na presyon ng tubig. Ang isang pressurized slurry (bentonite o polymer halo) ay ginagamit upang suportahan ang mukha ng tunel, at ang hinukay na materyal ay halo -halong sa slurry at pumped out na ito.

  • Single Shield TBMS: Magpatakbo sa cohesive ground kung saan ang lupa ay maaaring tumayo para sa isang maikling panahon bago ang pag -install ng lining.

  • Double Shield TBMS: Ginamit sa bali ng bato o halo -halong lupa. Mayroon silang dalawang kalasag na nagbibigay -daan para sa patuloy na paghuhukay at pagtayo ng segment, na humahantong sa mas mabilis na mga rate ng pagsulong.

Mga kalamangan ng TBMS:

• Bilis: Ang mga TBM ay maaaring makamit ang makabuluhang mas mabilis na mga rate ng paghuhukay kumpara sa mga maginoo na pamamaraan, lalo na sa mahabang distansya.

• Kaligtasan: Nagbibigay sila ng isang mas ligtas na kapaligiran sa pagtatrabaho sa pamamagitan ng agad na pagsuporta sa lupa sa likod ng pamutol, binabawasan ang panganib ng mga pagbagsak at pagkakalantad sa mga mapanganib na kondisyon.

• Katumpakan: Ang mga TBM ay maaaring mapanatili ang masikip na pagpapaubaya, tinitiyak na ang tunel ay nahukay sa eksaktong mga pagtutukoy ng disenyo.

• Epekto sa Kapaligiran: Nagdudulot sila ng mas kaunting pagkagambala sa ibabaw, bawasan ang ingay at panginginig ng boses, at mabawasan ang pangangailangan para sa pagsabog, na ginagawang perpekto para sa mga lunsod o bayan.

• Nabawasan ang paggawa: Habang nangangailangan ng mga bihasang operator, ang mga TBM sa pangkalahatan ay nangangailangan ng mas kaunting mga tauhan sa mukha ng tunel kumpara sa drill-and-blast.

Mga hamon at pagsasaalang -alang:

• Gastos: Ang mga TBM ay sobrang mahal upang bumili at gumana.

• Logistik: Ang transporting, pagtitipon, at paglulunsad ng isang TBM ay isang napakalaking logistik na gawain.

• Mga Kondisyon ng lupa: Ang mga hindi inaasahang pagbabago sa geology, tulad ng nakatagpo ng lubos na bali ng bato o malalaking bato sa malambot na lupa, ay maaaring makabuluhang mabagal o ihinto ang mga operasyon. Ang water ingress ay isa pang pangunahing hamon.

• Pagpapanatili: Ang mga TBM ay kumplikadong mga makina na nangangailangan ng patuloy na pagpapanatili at dalubhasang mga ekstrang bahagi.

• Haba ng Tunnel: Ang mga TBM ay pinaka-epektibo sa gastos para sa mga mahabang tunnels, dahil ang mga paunang gastos sa pag-setup ay mataas.

Sa konklusyon, ang mga TBM ay isang testamento sa mga modernong kamangha -manghang engineering, na nagbabago kung paano itinayo ang mga tunnels sa buong mundo. Ang kanilang kakayahang maipanganak sa pamamagitan ng mapaghamong mga kondisyon ng lupa na may katumpakan, bilis, at pinahusay na kaligtasan ay gumagawa sa kanila ng isang kailangang -kailangan na tool para sa mga pangunahing proyekto sa imprastraktura sa buong mundo, mula sa mga sistema ng subway hanggang sa mga tunnels ng tubig at mga bypasses ng highway.