Az alagútfúró gépek anatómiája és tervezése
A Alagútfúró gép (TBM), amelyet gyakran "mechanikus vakondnak" is emlegetnek, egy kifinomult nehézberendezés, amelyet kör keresztmetszetű alagutak feltárására terveztek különböző talaj- és kőzetrétegeken. A hagyományos fúrási és robbantási módszerekkel ellentétben a TBM-ek azt az előnyt kínálják, hogy korlátozzák a környező talaj zavarását, és sima alagútfalat hoznak létre. A gép egy forgó vágófejből áll, amely feltöri a kőzet vagy talaj felületét, egy tolórendszerből, amely a gépet előre tolja, és egy vontató fogaskerékből, amely megkönnyíti a szennyeződés eltávolítását és az állandó alagútburkolatok felszerelését.
A TBM alapvető összetevői
- Vágófej: Az elülső tárcsa keményfém- vagy geológiai képződmények átcsiszolására tervezett tárcsás marókkal van felszerelve.
- Pajzs: Védő acélhenger, amely megakadályozza, hogy a környező föld a gépbe zuhanjon az alagút burkolatának felszerelése közben.
- Nyomóhengerek: Hidraulikus emelők, amelyek az előzőleg beépített betonszegmensekhez nyomódnak, hogy előre mozdítsák a gépet.
- Szállítószalag rendszer: Szállítószalag vagy csigás szállítószalag, amely a kitermelt anyagot (sár) a gép elejétől a hátsó részig szállítja ártalmatlanítás céljából.
Speciális TBM típusok változatos geológiai feltételekhez
A megfelelő alagútgép kiválasztása nagymértékben függ a talajviszonyoktól, például kemény kőzettől, lágy agyagtól vagy víztartalmú homoktól. A mérnököknek kiterjedt geológiai felméréseket kell végezniük az egyedi gyártású TBM üzembe helyezése előtt. Például az Földnyomásmérleg (EPB) gépek ideálisak puha, kohéziós talajhoz, míg a Slurry Shield TBM-ek jobban megfelelnek instabil talajhoz, magas hidrosztatikus nyomással.
| TBM típus | Alapállapot | Elsődleges mechanizmus |
| Hard Rock TBM | Tömör gránit/bazalt | Tárcsás marók kőzet aprításához |
| Earth Pressure Balance (EPB) | Iszap, agyag, homok | Kitermelt talajt használ a nyomás kiegyenlítésére |
| Slurry Shield | Magas víznyomás/laza talaj | Nyomás alatt álló bentonit szuszpenzió |
A földalatti ásatások működési ciklusa
A TBM működése a feltárás és a bélés folyamatos ciklusa. Ahogy a vágófej forog és a gép előrehalad, az előreöntött betonszegmenseket a pajzs hátulján lévő vákuum-felállító kar emeli a helyükre. Ezek a szegmensek összecsavarozva egy teljes gyűrűt alkotnak, amely az alagút állandó szerkezetévé válik. Amint egy gyűrű elkészült, a nyomóhengerek lenyomják az új gyűrűt, és megkezdik a következő ásási löketet. Ez az eljárás nagy sebességű alagútépítést tesz lehetővé, amely gyakran eléri a napi 10-15 métert az átmérőtől és a környezettől függően.
Precíziós útmutatás és navigáció
A modern alagútgépek kifinomult lézeres irányítási rendszereket és GPS-t használnak a pontos pálya fenntartása érdekében. A kezelők a TBM belsejében található vezérlőfülkéből figyelik a gép helyzetét, biztosítva, hogy a tervezett beállítástól való eltérés milliméteren belül maradjon. Ez a pontosság kritikus fontosságú városi környezetben, ahol a gépnek a meglévő épületalapok, metróvonalak és közművezetékek között kell navigálnia anélkül, hogy felszíni leülepedést okozna.
A mechanikus alagútépítés környezetvédelmi és biztonsági előnyei
A kézi földkiemelésről a TBM technológiára való áttérés drasztikusan javította a biztonsági előírásokat az építőiparban. Mivel a gép folyamatos acélpajzsot biztosít a dolgozók számára, a betörések kockázata szinte kiküszöbölhető. Ezen túlmenően a környezeti hatás is csökken az ellenőrzött szennyeződés eltávolítása és a zajszennyezés csökkentése a felszíni építéshez képest. A Slurry TBM-ekben található zárt hurkú rendszerek lehetővé teszik a fúrófolyadékok újrahasznosítását is, így a folyamat fenntarthatóbbá válik a hosszú távú infrastrukturális projektek esetében.
- A csökkentett felületi vibráció védi a városközpontok történelmi épületeit.
- Az automatizált szegmensbeépítés minimálisra csökkenti a kézi munkát a magas kockázatú zónákban.
- Hatékony logisztika a vontatmányok használatával tiszta munkaterületet biztosít.
