Ang Mechanical Architecture ng Single Shield TBMs
Ang Single Shield Tunnel Boring Machine (TBM) ay partikular na ininhinyero para sa paghuhukay sa mga kondisyon ng matigas na bato kung saan ang masa ng bato ay bali o hindi matatag. Hindi tulad ng mga open beam na TBM, ang Single Shield na variant ay naglalaman ng buong panloob na makinarya nito sa loob ng isang proteksiyon na cylindrical na balat na bakal. Ang kalasag na ito ay nagbibigay ng agarang overhead at lateral na suporta, na pinoprotektahan ang mga tauhan at ang mga high-precision na bahagi mula sa pagbagsak ng mga labi o "mga pagsabog ng bato." Ang cutterhead sa harap ay nilagyan ng mga heavy-duty na disc cutter na naglalagay ng napakalaking pressure sa rock face, na lumilikha ng mga stress fracture na nagiging sanhi ng pag-chip ng bato sa mga mapapamahalaang fragment.
Sa loob ng kalasag, ang propulsion system ay umaasa sa isang longitudinal thrusting mechanism. Dahil ang makina ay gumagana sa isang solong kalasag na pagsasaayos, ito ay karaniwang itinutulak mula sa mga naunang naka-install na kongkretong mga segment upang sumulong. Ang pagsasama-sama ng paghuhukay at lining na ito ay ginagawa itong isang napakahusay na pagpipilian para sa malayuang water conveyance tunnels, railway passages, at utility conduits kung saan ang tapos na kongkretong lining ay kinakailangan kaagad pagkatapos ng boring na proseso.
Operational Dynamics at Boring Sequence
Ang operational cycle of a Single Shield TBM is a synchronized process of excavation and structural reinforcement. The cycle begins with the boring phase, where hydraulic cylinders extend to push the cutterhead into the rock. As the rock is crushed, a series of buckets or scoops on the cutterhead transfer the muck onto a conveyor belt that runs through the center of the machine to the rear. This continuous removal system ensures that the face remains clear for the cutters to maintain optimal penetration rates.
Ang Ring Building Phase
Kapag naabot na ng thrust cylinders ang kanilang maximum na extension, humihinto ang boring. Ang mga silindro ay binawi sa maliliit na grupo upang makagawa ng puwang para sa segment erector. Ang robotic arm na ito ay nagtataas ng mga precast concrete na segment at pinagsasama ang mga ito upang bumuo ng isang kumpletong singsing. Ang prosesong ito ay buod sa ibaba:
- Pagbawi ng mga hydraulic thrust cylinder laban sa huling nakumpletong singsing.
- Precision placement ng precast segments sa pamamagitan ng vacuum-grip erector arm.
- Pag-grouting ng annular gap sa pagitan ng bato at ng kongkretong segment upang matiyak ang katatagan.
- Isulong ang kalasag sa pamamagitan ng pagtulak sa bagong naka-install na singsing.
Teknikal na Paghahambing: Single Shield vs. Double Shield
Ang pagpili ng tamang TBM ay nakadepende nang husto sa Unconfined Compressive Strength (UCS) ng bato at sa pagkakaroon ng mga fault zone. Bagama't ang Double Shield TBM ay nagbibigay-daan para sa sabay-sabay na boring at lining, nangangailangan sila ng karampatang bato upang mahawakan ang kanilang "gripper" na sapatos. Ang mga Single Shield TBM ay mas maraming nalalaman sa geology na nag-iiba-iba sa pagitan ng karampatang bato at mga napaka-fractured zone, dahil hindi umaasa ang mga ito sa side-wall gripping para sa stability.
| Tampok | Single Shield TBM | Double Shield TBM |
| Pangunahing Suporta | Mga Kongkretong Segment | Mga Gripper Shoes / Segment |
| Geological na Kaangkupan | Nabali sa Stable Rock | Pangunahing Stable Hard Rock |
| Boring Mode | Sequential (Bore then Line) | Kasabay (Bore at Line) |
| Pagiging kumplikado | Ibaba | Mas mataas |
Mga Bentahe sa Mapanghamong Geological na Kondisyon
Ang primary advantage of the Single Shield TBM is its superior safety profile in "poor" rock. In zones where the rock is prone to collapsing or where water pressure is a concern, the shield acts as a secondary hull. Modern machines are often equipped with "back-loading" cutterheads, allowing disc changes from within the safety of the cutterhead itself, minimizing the time workers spend in front of the machine in unsupported ground.
Kahusayan sa Pamamahala ng Pag-agos ng Tubig
Kapag tunneling sa matigas na bato na naglalaman ng mga aquifer, ang Single Shield TBM ay maaaring lagyan ng mga espesyal na seal at probing equipment. Sa pamamagitan ng pagbabarena sa unahan ng cutterhead, ang mga inhinyero ay maaaring mag-inject ng grawt upang patatagin ang lupa at harangan ang pagpasok ng tubig bago pa man marating ng makina ang lugar. Ang disenyo ng kalasag ay nagbibigay-daan para sa isang mas kontroladong kapaligiran upang pamahalaan ang mga biglaang pagbabagong ito sa hydrogeology, na tinitiyak na ang timeline ng proyekto ay nananatiling buo sa kabila ng mga sorpresa sa ilalim ng lupa.
