Az alagút unalmas gépek (TBMS) kifinomult berendezések, amelyek forradalmasították a földalatti építést. Alapvetően mobil gyárak, amelyek célja az alagutak ásatása a környező talaj minimális zavarával.
Hogyan működik a TBMS: Az alapvető folyamat
A TBM alapvető működése több folyamatos lépést foglal magában:
-
Ásatás: A TBM elején egy hatalmas, forgó vágófej található. Ez az acéllemez különféle vágószerszámokkal van felszerelve, például tárcsavágóival a kemény kőzet vagy a vágó darabokhoz és a kaparókhoz lágyabb talajhoz. Amint a vágófej forog, őröli, kaparja vagy elolvassa az anyagot az alagút felületén.
-
Muck eltávolítása: Az ásatott anyag, az úgynevezett "Muck", a vágófej nyílásán keresztül esik egy kamrába. Innentől általában egy csavarszalag (lágy talaj TBMS -hez) szállítja, vagy egy sor szállítószalagra (a kemény kőzet TBMS -hez) töltik be, amelyek az alagút hosszát futtatják. Ezt a muckot ezután folyamatosan eltávolítják a felszínre ártalmatlanítás vagy újrahasznosítás céljából.
-
Tolóerő és előrehaladás: A TBM -et a vágófej mögött elhelyezkedő erőteljes tolóhengerek (emelő) előre hajtják. Ezek a hengerek elindulnak a korábban telepített alagút bélési szegmensekhez, így a vágófej a földbe történő előmozdításához szükséges erőt hoznak létre.
-
Alagút bélés telepítése: Közvetlenül a vágófej mögött, a TBM védőhéjában (a pajzs) fekszik az erektor. Ez a robotkar felveszi az előregyártott betonszegmenseket (általában ívelt, trapézdarabok), és aprólékosan elhelyezi őket, hogy az alagút bélése teljes gyűrűjét képezzék. Ezek a szegmensek össze vannak csavarozva, erős, vízálló és állandó szerkezetet teremtve, amely támogatja a talajt és képezi a kész alagút falát.
-
Fugázás: Miután a szegmensek gyűrűjét beépítették, a szegmensek és az ásatott talaj közötti üreg (a "farok üressége") azonnal megtelik egy speciális habarcsgal. Ez a habarcs megszilárdul, és további támogatást nyújt az alagút bélése, megakadályozva a földi települést és biztosítva a szoros illeszkedést.
-
Irányítás és navigáció: A TBM -ek kifinomult lézerirányító rendszerekkel és felmérési eszközökkel vannak felszerelve. Az operátorok pontosan szabályozhatják a TBM irányát azáltal, hogy beállítják az egyes csatlakozók tolóerőjét, változtatva a vágófej forgási sebességét, vagy a gépen belüli artikulációs ízületeket használva. Ez lehetővé teszi számukra a tervezett igazítás és a gradiens, még a navigációs görbék fenntartását.
-
Hátsó felszerelés (tartalék rendszer): A fő TBM test mögött a csuklós gantrák vagy pótkocsik (a "tartalék rendszer") sora következik. Ez a hátsó fogaskerék alapvető támogatási rendszereket tartalmaz, ideértve a következőket is:
- Tápegység és vezérlőszobák
- Szellőztető rendszerek
- Kagyló eltávolító szállítószalagok
- Habarcs szivattyúk és keverő növények
- Víz- és közművezetékek
- Személyzeti hozzáférési és biztonsági felszerelések.
A TBM -ek típusai és alkalmazásuk
A TBM típus megválasztása kritikus, és nagymértékben függ az alagútba tartozó talaj geológiai körülményeitől:
-
Hard Rock TBMS (nyitott ragasztó TBMS / Sheled Hard Rock TBMS): Ezeket a TBM-eket szilárd kőzet formációkhoz tervezték. Kiskorongvágókat használnak, amelyek mikrotermékeket hoznak létre a sziklafelületben.
- Nyílt ragasztó TBMS: Adja meg az alagút falainak (ROCK) megragadásával, megragadó párnákkal.
- Árnyékolt kemény kőzet TBMS: Ha a kőzet körülményeket törnek vagy keverik, teljes földi támogatást nyújtanak pajzsgal, és gyakran egy szegmens bélést telepítenek.
-
Földnyomás -egyenleg (EPB) TBMS: Ideális puha, kohéziós talajokhoz (agyag, iszap, homok), amely rövid ideig támogatás nélkül állhat. Az EPB TBM maga az ásatott anyagot használja egy "muck -sütemény" létrehozásához, amely nyomást gyakorol az alagút felületére, kiegyensúlyozva a környező talajnyomást. Egy csavarszalag szabályozza a muck eltávolítását, miközben fenntartja ezt az egyensúlyt.
-
SLURRY TBMS: A legmegfelelőbb laza, vízhordozó talajokhoz (homok, kavicsok, telített talaj). Egy iszapos TBM-ben a vágófej nyomás alatt álló, iszapdal töltött kamrában működik. Az iszap stabilizálja az alagút felületét, és a feltárott anyagot a csöveken keresztül szállítja a felületre, ahol a szilárd anyagok elválasztására a folyadéktól.
-
Vegyes földi TBMS (változó sűrűségű TBMS): Ezek sokoldalú gépek, amelyek képesek alkalmazkodni a különböző talajviszonyokhoz, néha kombinálva az EPB és a SLURry TBM -ek tulajdonságait. Beállíthatják a paramétereket, mint például az arcnyomás és a muck eltávolítási sebessége, hogy megfeleljenek a tapasztalt talajtulajdonságoknak.
-
Csövek emelőgépei (mikrotunnelling TBMS): A TBM-ek kisebb verziói, gyakran távirányítva, csővezetékek vagy kisebb segédprogramok felszerelésére használnak. A csöveket közvetlenül a vágófej mögé tolja.
A TBMS használatának előnyei
- Sebesség és hatékonyság: A TBM -ek folyamatosan fúrhatnak, és általában sokkal gyorsabban áshatnak az alagutaknál, mint a hagyományos módszerek, például a fúrás és a robbantás.
- Biztonság: A TBM zárt pajzsa biztonságosabb munkakörnyezetet biztosít a személyzet számára, megvédve őket az összeomlásoktól és a talajvíz bejutásától.
- Minimális felületi zavar: A földalatti működésével a TBM -ek jelentősen csökkentik a felszíni infrastruktúra, a forgalom és a közösségek zavarát, így ideálisak a városi területeken.
- Csökkent környezeti hatás: Alacsonyabb rezgési szint és kevesebb zaj a robbantáshoz képest, kevesebb elrontott cölöpmel a felszínen.
- Konzisztens alagút alakja: A TBM -ek sima, kör alakú alagútfúrást eredményeznek, amely gyakran csökkenti a szükséges másodlagos bélés mennyiségét.
- Automatizálás: Számos TBM -funkció automatizálódik, ami következetes teljesítményhez és csökkentett kézi szüléshez vezet.
Figyelemre méltó TBM projektek
A TBM -ek hozzájárultak a világ leglátványosabb infrastrukturális projektjeinek felépítéséhez, ideértve a következőket is:
- Csatorna -alagút (Eurotunnel): Az Egyesült Királyság és Franciaország összekapcsolása a La Manche Channel alatt.
- Gotthard alap alagút: A világ leghosszabb vasúti alagútja, amely Svájcban az Alpokon halad át.
- Crossrail (Elizabeth Line) Londonban: Egy hatalmas földalatti vasúti rendszer.
- Második Avenue metró New York City -ben: A metróhálózat kibővítése.
- Seattle's SR 99 alagút (Bertha): Egy nagy átmérőjű autópálya alagút.
Összegezve: a TBM -ek olyan mérnöki csodák, amelyek átalakították a földalatti építkezés módját. Hatékonyságuk, biztonságuk és képességük a változatos geológiai állapotok kezelésére nélkülözhetetlen eszközöket tesz lehetővé a modern társadalom létfontosságú rejtett artériáinak megteremtéséhez.
