Alagút unalmas gépek (TBM) a modern mérnöki csodák, amelyek forradalmasítják a földalatti építést azáltal, hogy az alagutakat különféle geológiai körülmények között ásatják, a legpuhább talajoktól a legnehezebb kőzet formációkig. A hagyományos fúrási és robbantási módszerekkel ellentétben a TBM-ek folyamatos, biztonságosabb és gyakran gyorsabb alagút-eljárást kínálnak. Működésük magja egy speciális vágószerszámmal felszerelt forgó vágófejben rejlik, amelynek célja az előző talaj kölcsönhatása és lebontása.
Az alapelv: forgó ásatás
A legalapvetőbb, hogy egy TBM feltár egy kör alakú vágófej forgatása az alagút arca ellen, miközben egyidejűleg jelentős alkalmazást alkalmaz tolóerő hogy előre tolja. A vágószerszámok típusa és az ásatott anyag kezelésének módszere (gyakran „muck”) a talaj körülményeitől függően nagyban eltérő.
Ásatás a kemény kőzetben
Hard rock formációkban a TBMS használja lemezvágók A vágófejre szerelve. Ezeket a lemezvágókat nem úgy tervezték, hogy "őröljék" a kőzetet, hanem a stressztörések kiváltására. Ahogy a vágófej forog, és a TBM előrehajolódik, az edzett acél vagy a volfrám -karbid tárcsa vágók óriási nyomóstresszet gyakorolnak a sziklafelületen. Ez a stressz a sziklát okozza Törés és forgács a fő testről a gép előtt.
A "muck" előállított, jellemzően szikla chips és fragmensek formájában, majd a vágófej nyílásán és a szállítószalag -rendszer A TBM -en belül. Ez a rendszer az ásatott anyagot a gépen és az alagútból ártalmatlanítás céljából szállítja. A Hard Rock TBM -ek is lehetnek nyílt típusú (teljes pajzs nélkül, lehetővé téve az azonnali rock -támogatást a vágófej mögött) vagy árnyékolt (ideiglenes támogatást nyújt az alagút falaihoz, különösen a törött kőzetben). Az előrelépéshez a kemény kőzet TBM -ek gyakran a megfogó rendszer Ez a már feltárt alagút oldalfalaihoz nyomja, biztosítva a szükséges reakcióerőt az előre tolóerőhöz.
Ásatás lágy talajban
A lágy talajon keresztüli feltárás, amely magában foglalja az agyagot, iszapot, homokot és kavicsot, különféle kihívásokat jelent, elsősorban az arc stabilitásának fenntartásával és a talaj összeomlásának megakadályozásával. Ennek kezelésére speciális TBM -eket alkalmaznak:
Földnyomás -egyenleg (EPB) gépek
Az EPB TBM -eket általában kohéziós lágy területeken használják. A vágófejük kombinációval van felszerelve Tungfen karbidvágó darabok, húzás és néha tárcsavágók (vegyes talajhoz, néhány nehezebb zárványokkal). Az EPB műveletének kulcsa az, hogy képes kiegyensúlyozza a nyomást Az alagút arcán maga az ásatott anyag felhasználásával.
A vágófej forgatja és ásatja a talajt, amelybe belép a munkakamra A vágófej mögött. A csavaros szállító A kamra hátulján szabályozza a muck eltávolításának sebességét. A vágófej forgási sebességének és a csavarszalag kisülési sebességének gondos szabályozásával a kamrán belüli nyomás pontosan szabályozható, lehetővé téve az ásatott talaj tartó tápközegként történő működését, ezáltal stabilizálva az alagút felületét és megakadályozva a települést a felszínen. Az adalékanyagokat, mint például a hab, injektálhatók a talajba, hogy javítsák annak áramlását és csökkentsék annak ragaszkodását, megakadályozva a vágófej és a szállítószalag eltömődését.
Zagyló pajzs TBMS
A SLURRY SHIELD TBM -ek a legjobban telített vagy instabil szemcsés talajhoz, különösen a magas talajvíznyomásúakhoz. Ahelyett, hogy kizárólag az ásatott anyagra támaszkodnának az arctámogatás céljából, ezek a TBM -ek a nyomás alatt álló iszap (Víz és bentonit agyag keveréke) az ásatási felület stabilizálására.
A vágófej, gyakran az EPB -khez hasonló vágószerszámokkal felszerelve, feltárja a talajt, amely ezután keveredik a nyomás alatt álló iszapokkal ásatási kamra - Ezt a szövőszekrénykeveréket ezután az alagútból kiszivárogtatják a elválasztó berendezés a felszínen. A növénynél az ásatott anyagot elválasztják a iszaptól, amelyet ezután kezelnek és újrahasznosítanak a TBM -hez. A nyomás alatt álló iszap folyamatos keringése biztosítja, hogy az alagút felületén a hidrosztatikus nyomás kiegyensúlyozzon a külső talaj és a víznyomás, megakadályozva a víz behatolását és a talaj instabilitását.
Tolóerő és előrehaladás
A talajviszonyoktól függetlenül minden TBM -nek mechanizmust igényelnek, hogy előmozdítsák magukat. Ezt általában átélik hidraulikus tolóerőhengerek - Ezek a hengerek a beépített alagút bélése (előre gyártott betonszegmensek vagy lövöldözős) ellen nyomják, vagy a TBM -ek megfogása esetén közvetlenül az ásatott kőzethez vezetve, a vágófejet az alagút felületébe vezetve. A gép fejlődésével az új alagút bélési szegmenseket állítják fel a pajzs mögött, így az állandó alagút szerkezete.
Lényegében a TBM -ek kifinomult földalatti gyárak, folyamatosan feltárják és támogatják az alagútot, miközben továbblépnek, és nélkülözhetetlen eszközöket tesznek a modern infrastruktúra fejlesztéséhez. $ $ $
