Výzva podzemní výstavby
Představte si, že potřebujete nainstalovat velký, robustní tunel – třeba pro elektrické kabely, vodovodní potrubí nebo dokonce podchod pro pěší – přímo pod rušnou městskou ulicí nebo choulostivým přírodním prostředím. Kopání tradičního otevřeného příkopu nebo „řezání a zakrytí“ je často nemožné. Narušilo by to dopravu, trvalo by to dlouho a mohlo by to destabilizovat okolní budovy.
Inženýři potřebovali chytřejší, méně invazivní řešení: způsob, jak vrtat vodorovně, zatlačit potrubí na místo a udělat to všechno, aniž by kdokoli na povrchu věděl, že pracuje obrovský stroj. Toto je místo bezvýkopové technologie přichází a jedním z jeho nejinovativnějších nástrojů je Stroj na protlačování obdélníkových trubek pro vyvážení zemního tlaku .
Co je to Pipe Jacking?
Protlačování potrubí je způsob instalace podzemních potrubí. Namísto kopání masivní jámy shora se speciální štít nebo řezací stroj spustí z hluboké jámy ("spouštěcí šachta") a razí si cestu do přijímací jámy. Když stroj hloubí, části potrubí – někdy i stovky metrů dlouhé – jsou za ním tlačeny dopředu pomocí výkonných hydraulických zvedáků.
Problém s kulatými trubkami
Pro určité aplikace, jako jsou technické chodby nebo velké podjezdy pro vozidla, a kruhový tunel je neefektivní. Kruhový tunel zabírá v podzemí větší objem, než je využitelný prostor, který poskytuje. A obdélníkový nebo krabicový průřez nabízí mnohem lepší využití prostoru a maximalizuje dostupnou plochu pro kabely nebo provoz ve stejné výšce výkopu. Problém je v tom, že tunelování obdélníku je mechanicky mnohem složitější než tunelování kruhu.
Stroj na protlačování obdélníkových trubek pro vyvážení zemního tlaku
Celý název stroje popisuje jeho komplexní schopnosti:
1. Obdélníkové protlačování potrubí:
To se týká tvaru a primární funkce stroje. Vyhloubí díru ve tvaru krabice a zatlačí prefabrikované obdélníkové betonové části potrubí. Tato geometrie je klíčová pro instalaci s vysokou hustotou inženýrských sítí a pěší tunely.
2. Vyvážení zemského tlaku (EPB):
To je génius za operací. Při ražení tunelu, zejména v měkké, mokré nebo nestabilní zemi (jako je jíl nebo písek), musí být tlak na zemi neustále vyrovnáván, aby se zabránilo zhroucení čela tunelu a aby voda nebo půda nezaplavily stroj.
Stroj EPB toho dosahuje přeměnou vytěžené zeminy na pastu nebo materiál pro úpravu půdy. Tento materiál je udržován pod přesným tlakem v uzavřené komoře stroje a působí jako tlaková zátka. Tento protitlak dokonale odpovídá okolnímu tlaku země a vody a zajišťuje stabilitu země přímo nad strojem. Je to jako mít dočasnou natlakovanou stěnu hlíny, která drží vše na svém místě, dokud se trubka nezvedne dopředu.
3. Součásti stroje:
Stroj je v podstatě mobilní továrna na špičce. Zahrnuje:
- Obdélníková řezná hlava: Toto je přední strana posetá rotujícími řeznými nástroji, které drtí půdu. Vzhledem k tomu, že je obdélníkový, musí být frézy uspořádány tak, aby efektivně pokrývaly celou plochu.
- Vyhazovací systém: Tím se upravená zemina přesune z řezací komory do systému zneškodňování, často pomocí dopravníkového pásu, na povrch.
- Systém řízení: Vzhledem k obdélníkovému tvaru je řízení obtížnější než u kruhového stroje. K udržení stroje na přesné lineární a vertikální dráze jsou zapotřebí vysoce přesné řídicí systémy a kloubové spoje.
- Hydraulické zvedáky: Skutečná síla systému. Tyto zvedáky sedí ve startovací šachtě a dodávají obrovskou sílu potřebnou k tlačení celého potrubí – které může vážit tisíce tun – dopředu do země.
Proč na této technologii záleží
The Stroj na protlačování obdélníkových trubek pro vyvážení zemního tlaku představuje zásadní pokrok v rozvoji městské infrastruktury.
Minimalizované narušení povrchu
Jeho bezvýkopová povaha znamená, že projekty mohou být dokončeny s minimálním dopadem na život ve městě. Silnice zůstávají otevřené, podniky pokračují v provozu a veřejnost si sotva uvědomuje masivní výstavbu, která se odehrává hluboko pod jejich nohama.
Zvýšená bezpečnost a účinnost
Udržováním rovnováhy zemského tlaku se drasticky snižuje riziko propadů nebo usazování země, což je hlavní nebezpečí při práci v podzemí. Tato stabilita umožňuje tunelování mnohem blíže ke stávajícím strukturám, než by umožňovaly tradiční metody.
Udržitelná infrastruktura
Obdélníkové tunely jsou odolné vůči budoucnosti. Nabízejí vyšší kapacitu pro veřejné služby a lze je snadno přizpůsobit upgradům nebo údržbě, což z nich činí nezbytný nástroj pro budování moderních, udržitelných měst, která jsou navržena tak, aby zvládla rostoucí populaci a technologické požadavky, aniž by trhala ulice.
