Umění a věda o podzemní výstavbě byla revolucionizována nudný stroj na tunel (TBM). Tyto mechanické zázraky, často označované jako „krtky“, se staly řešením pro vytváření dlouhých, přesných tunelů, zejména když čelily impozantní výzvě nudné prostřednictvím solidní skály.
Výzva Hard Rock
Rock tuneling představuje jedinečný soubor překážek. Obrovská síla a abrazivní povaha země vyžadují odlišný přístup než tunelování měkkou půdou. Zatímco tradiční metody „vrtání a výbuchu“ jsou stále používány, jsou často pomalejší, riskantnější a způsobují významné vibrace na pozemní pozemek, což je činí nevhodné pro městské oblasti nebo projekty, kde je prvořadá geologická stabilita.
Zde se specializoval nudný stroj na tunel Pro rockové tunelování přichází na jeho vlastní. Tyto TBM jsou navrženy tak, aby vydržely extrémní síly, nabízejí rychlejší, bezpečnější a kontrolovanější způsob výkopu. Vytvářejí čistou, kruhový tunel s minimálním narušením okolní skalní hmoty, což je rozhodující pro dlouhodobou stabilitu tunelu.
Anatomie skála-nudné TBM
TBM specifický pro skálu je složitý kus inženýrství, postavený tak, aby rozdrtil a rozdrtil se i přes nejtěžší žulu. Mezi klíčové komponenty patří:
-
Cutterhead: Toto je nejdůležitější část, masivní rotující disk namontovaný na přední straně stroje. Je vybaven kabelovými ocelovými řezačkami disků - nikoli zuby, ale řadou válcovacích disků, které vyvíjejí obrovský tlak na skalní tvář. Když se řezací hlava otáčí, tyto řezačky zlomí skálu, což způsobuje, že se v malých čipech odtrhne.
-
Thrust System: Pro generování potřebné síly tlačí výkonné hydraulické válce dopředu. Tento dopředný tah reaguje na stěny tunelu nebo proti dříve nainstalovanému tunelu.
-
Systém odstraňování bláta: Vykopané skalní čipy, známé jako „bláto“, spadají do kbelíků na řezací hlavici a poté jsou přepravovány do zadní části stroje. To se obvykle provádí pomocí šroubového dopravníku nebo řady dopravních pásů, které materiál vynášejí z tunelu.
-
Systém přístaviště: Mnoho rockových TBM, zejména „otevřených“ nebo „příšerných“ TBM, používá výkonný systém uchopení. Tyto stroje se ukotvují ke stěnám tunelu s hydraulickými podložkami a poskytují stabilní základnu pro posunutí řezací hlavy dopředu.
Typy skalních tunelování TBMS
Volba a nudný stroj na tunel do značné míry závisí na konkrétní geologii skalních. Ne všechny skály jsou stejné; Některé jsou kompetentní a stabilní, zatímco jiné formace mohou být zlomeny nebo obsahují podzemní vodu.
-
Hlavní paprsek TBMS (otevřený TBMS): Jedná se o nejběžnější typ tvrdé a stabilní horniny. Mají otevřenou strukturu za řezanou hlavou a umožňují posádkám instalovat skalní šrouby, síťoviny a stříkané šňůry, aby podporovaly stěny tunelu, jak stroj postupuje. Tento design je vysoce efektivní a nabízí vynikající viditelnost geologie.
-
Single Shield TBMS: Když je skála méně stabilní a náchylná k rozpadu nebo kolapsu, chráněný stroj je bezpečnější volbou. Štít, ochranné pouzdro oceli, se rozprostírá nad tělem TBM a chrání posádku a vybavení. Tento typ nudný stroj na tunel Nainstaluje předbalené betonové segmenty, aby vytvořila trvalá podšívka bezprostředně za štítem, jak to postupuje.
-
Dvojitý štít TBMS: Tyto stroje kombinují nejlepší funkce jak otevřených, tak jednorázových vzorů. Mohou pracovat ve dvou režimech: režim „uchopovacího“ pro stabilní skálu a režim „stíněného“ pro méně stabilní oblasti. Hlavní výhoda dvojitého štítu nudný stroj na tunel Je to jeho schopnost instalovat segmenty tunelu současně s nudným procesem ve stabilním hornině, což vede k velmi vysokým předem.
Pokračující vývoj nudný stroj na tunel umožnil řešit stále obtížnější a dlouhé rockové tunelování projektů, od železnic a hlubokých linií metra pro kritickou vodu a infrastrukturu. Jak inženýři nadále posouvají hranice toho, co je možné, tito podzemní Titani zůstanou v popředí moderního stavebního inženýrství.
