Stroj na vrtání tunelů: Jak to funguje, jaké typy existují a proč na tom záleží

Základní myšlenka stroje na vrtání tunelů

Tunelový vrtací stroj – běžně nazývaný TBM – je velký kus hloubícího zařízení, které razí kruhový tunel skrz zemi v jediné nepřetržité operaci, řezáním horniny nebo zeminy na čele a současně za ní instaluje strukturální obložení. Koncept je přímočarý, i když tomu tak není: rotační řezací hlava v přední části stroje těží materiál, vytěžená hlušina je odváděna skrz tělo stroje a tunel je podepřen betonovými nebo ocelovými prefabrikáty, které jsou vztyčeny uvnitř zadního štítu stroje při jeho pohybu. To, co se objeví na druhém konci náhonu, je hotový lemovaný tunel připravený k vybavení.

TBM se používají ke stavbě linek metra, železničních tunelů, silničních tunelů, vodovodních tunelů, kanalizačních tunelů, vodních náhonů a inženýrských koridorů. Byly použity v některých z nejnáročnějších a ikonických tunelových projektů na světě – tunel pod Lamanšským průlivem, Gotthardský základní tunel přes švýcarské Alpy, tunel Thames Tideway v Londýně a desítky systémů městského metra ve městech od Tokia přes Istanbul po Sydney. Přitažlivost TBM ve srovnání s konvenčními vrtnými a odstřelovacími nebo silničními ražbami spočívá v jeho kombinaci rychlosti, bezpečnosti, přesnosti a schopnosti hloubit a lemovat tunel současně, aniž by byla okolní půda vystavena nekontrolovanému kolapsu.

Moderní stroje na ražení tunelů patří mezi nejsložitější a nejdražší stavební stroje, jaké existují. Největší TBM přesahují 17 metrů v průměru a stojí více než 80 milionů USD. Dokonce i skromné ​​stroje v měřítku metru o průměru 6–9 metrů představují investice ve výši 15–40 milionů USD a vyžadují týmy desítek inženýrů, operátorů a techniků údržby, aby pracovaly nepřetržitě 24 hodin denně. Pochopení toho, jak tyto stroje fungují, proč existuje tolik různých typů a co řídí výkon a náklady na projektech TBM, je základní znalost pro každého, kdo se podílí na velké podzemní infrastruktuře.

Jak hloubí a postupuje stroj na vrtání tunelů

Operační cyklus TBM se opakuje, ale přesně choreografuje. V přední části stroje se velká kruhová řezná hlava – vybavená řeznými nástroji vhodnými pro hloubený terén – otáčí proti čelu tunelu. Řezací hlava je poháněna řadou elektromotorů přes převodovky nebo přímým hydraulickým pohonem, generujícím jak rotační moment potřebný k řezání materiálu, tak přítlačnou sílu potřebnou k přitlačení řezných nástrojů do čela. Přítlačnou sílu zajišťují hydraulické válce, které tlačí na poslední dokončený prstenec segmentů tunelového ostění instalovaných za strojem.

Jak se řezná hlava otáčí a posouvá, odřezky propadají otvory v čele řezné hlavy – nazývané otvory pro hlínu nebo kbelíky – do sběrné komory za řeznou hlavou. Odtud je hlušina dopravována přes těleso stroje řadou pásových dopravníků, šnekových dopravníků nebo kalových potrubí podle typu stroje a dopravována k portálu tunelu nebo šachtě k odvozu z místa. Současně v prstencovém prostoru hned za řeznou hlavou sbírá vzpřimovač segmentů – robotické rameno pracující uvnitř ocasního štítu – prefabrikované betonové segmenty obložení dodávané z povrchu a staví je do kompletního prstence. Jakmile je vztyčen celý prstenec, přítlačné válce se posunou, aby zatlačily na nový prstenec, a cyklus začíná znovu.

Za příznivých pozemních podmínek může dobře fungující TBM dokončit více prstenců za směnu, přičemž každý prstenec představuje postup obvykle o 1,2 až 2,0 metry tunelu. Denní rychlost posunu u pohonů TBM v měřítku metra se pohybuje od 8 do 20 metrů za den za normálních podmínek, přičemž výjimečný výkon na zemi a stroji občas dosáhne 30 metrů nebo více za 24 hodin. Během celé jízdy trvající mnoho měsíců se tyto rychlosti akumulují do kilometrů dokončeného tunelu – produktivita, které se žádná konvenční metoda ražby v ekvivalentním měřítku nevyrovná.

Hlavní typy strojů na vrtání tunelů

Neexistuje jediný univerzální design TBM. Stroj musí být vybrán a nakonfigurován pro konkrétní terénní podmínky podél trasy tunelu a důsledky výběru nesprávného typu stroje se pohybují od špatného výkonu a nadměrného opotřebení frézy až po katastrofické zřícení půdy nebo zaplavení. Primární klasifikace typů TBM se řídí metodou podpory porubu — jak stroj řídí stabilitu porubu tunelu během ražby.

Open-Face Hard Rock TBM

V kompetentních, samonosných horninách – kde je podklad dostatečně pevný, aby stál bez podpory na čele tunelu po dobu trvání cyklu ražby – je standardní volbou TBM s tvrdou skálou na otevřeném povrchu. Tyto stroje, nazývané také chapadla TBM nebo TBM s hlavním nosníkem, používají velká hydraulická chapadla, která vyčnívají bočně z těla stroje a tlačí na stěny tunelu, aby poskytovaly reakční sílu pro přítlačné válce. Řezací hlava je vybavena kotoučovými frézami – tvrzenými ocelovými koly, která se valí po skalní stěně pod vysokým bodovým zatížením, lámou horninu podél trhlin, které se šíří mezi sousedními dráhami frézy, a rozbíjejí ji na třísky. Otevřené hardrockové TBM mohou dosáhnout velmi vysoké míry pronikání do silné, kompetentní horniny a byly zodpovědné za některé z nejrychlejších záznamů o ražení tunelů, jaké byly kdy zaznamenány.

Omezení otevřených chapadel TBM je jejich neschopnost vyrovnat se se slabou nebo stlačovanou půdou, rozbitými horninovými zónami, přítokem vody nebo jinými podmínkami, kdy stěny tunelu nemohou zajistit spolehlivou reakci chapadla. Ve smíšeném terénu nebo proměnlivé kvalitě horniny – běžné u dlouhých alpských tunelů – musí být stroj schopen instalovat dočasná podpůrná opatření na zemi včetně skalních svorníků, pletiva a stříkaného betonu do prstencového prostoru kolem vrtu a přitom pokračovat v postupu, což výrazně zpomaluje výrobu.

TBM pro vyvážení zemského tlaku

TBM pro vyvážení zemského tlaku (EPB TBM) jsou dominantním typem stroje pro ražení měkkých podloží v městském prostředí. Charakteristickým rysem EPB TBM je tlaková přepážka bezprostředně za frézou, která vytváří utěsněnou výkopovou komoru. Vykopaná zemina vyplňuje tuto komoru a kondicionační činidla – voda, pěna, polymer nebo bentonit – jsou vstřikována přes otvory v řezné hlavě, aby se půda přeměnila na měkčenou, polotekutou hmotu se správnou konzistencí pro přenos tlaku. Tlak v komoře výkopu je aktivně řízen tak, aby odpovídal kombinovanému tlaku zeminy a podzemní vody na čele tunelu, což zabraňuje přítoku zeminy nebo vody a minimalizuje sedání povrchu.

Z přetlakové výkopové komory se hlušina odebírá pomocí Archimedova šnekového dopravníku – rotující šroubovice uvnitř utěsněné trubky – který funguje jako tlakový uzávěr, který umožňuje vypouštění materiálu při atmosférickém tlaku na atmosférickou stranu stroje při zachování požadovaného čelního tlaku v komoře. EPB TBM jsou účinné v celé řadě typů měkkých povrchů včetně jílů, naplavenin, písků a štěrků a jsou celosvětově nejčastěji specifikovaným strojem pro metro a městské železniční tunely. Jejich schopnost ovládat pohyb země je činí nepostradatelnými v hustém městském prostředí, kde se osídlení nad tunelem musí udržovat v rozmezí milimetrů, aby byly chráněny budovy a infrastruktura.

Slurry Shield TBM

Slídové štíty TBM podporují čelo tunelu pomocí tlakové bentonitové kaše spíše než samotnou vytěženou zeminu. Výkopová komora za řeznou hlavou je naplněna kejdou pod tlakem a kejda současně stabilizuje čelbu a transportuje řízky v suspenzi zpět potrubím kejdy do zařízení na separaci povrchu. V separačním zařízení se řízky odtěžují pomocí sít, hydrocyklonů a odstředivek a vyčištěná kejda se regeneruje a v uzavřeném okruhu čerpá zpět na čelo tunelu. Kejdové štíty TBM vynikají v nasycené zrnité půdě – tekoucí písky, štěrky a smíšené půdy pod hladinou podzemní vody – kde je řízení čelního tlaku EPB obtížné a kde je riziko vyfouknutí nebo nekontrolovaného přítoku nejvyšší. Jsou také preferovaným typem stroje při ražení tunelů pod řekami, přístavy nebo jinými vodními útvary, kde jsou důsledky nestability čela vážné.

Primární nevýhodou kalových TBM oproti EPB strojům je složitost a prostorová náročnost okruhu kalu a separačního zařízení. Povrchový závod zabírá značnou plochu, kejda vyžaduje nepřetržité řízení a úpravu vlastností a filtrační lisovaný koláč kejdy produkovaný jako odpadní produkt musí být likvidován jako řízený materiál. Na omezených městských místech, kde je omezený povrch, může být tento dodatečný logistický požadavek významným faktorem při výběru stroje.

Smíšené štíty a konvertibilní TBM

Dlouhé tunelové trasy často procházejí několika různými typy terénu – skály v hloubce, přecházející do smíšené půdy, pak měkké městské půdy blíže k portálu. Aby výrobci zvládli tyto přechody bez vyzvedávání a výměny stroje, nabízejí TBM se smíšeným štítem a konvertibilní TBM, které mohou pracovat v režimu EPB i v kalu, nebo které obsahují prvky konstrukce z tvrdého i měkkého terénu. Konvertibilní stroje jsou dražší na pořízení a složitější na provoz a údržbu, ale na projektech, kde je vysoká variabilita terénu a náklady na obnovu stroje by byly neúnosné, jsou jedinou praktickou možností.

Konstrukce a řezné nástroje TBM

Řezací hlava je nejkritičtější a nejnáročnější součást jakéhokoli stroje na vrtání tunelů. Jeho konstrukce – průměr, konfigurace paprsků, poměr otevření, typ řezného nástroje a uspořádání – určuje, jak efektivně stroj hloubí půdu, jak rychle se nástroje opotřebovávají a jak často jsou nutné zásahy při výměně opotřebených fréz. Správný návrh řezné hlavy pro konkrétní geologii projektu má přímý a měřitelný dopad na rychlost postupu projektu, náklady na nástroje a celkový harmonogram.

Kotoučové řezačky pro Rock

V tvrdé hornině je primárním řezným nástrojem kotoučová fréza – prstenec z tvrzené oceli namontovaný na ložiskové sestavě, která se odvaluje po skalní stěně pod vysokým bodovým zatížením vyvíjeným přítlačnou silou TBM. Jak se řezná hlava otáčí, každá kotoučová řezačka vyryje kruhovou drážku do skalní stěny. Napěťové pole mezi sousedními drážkami způsobí, že se hornina láme a drolí na třísky – proces nazývaný štípání nebo vytváření kráterů – které jsou zametány do otvorů bahna kbelíky řezací hlavy. Průměr kotoučové frézy se během desetiletí vývoje zvětšil; moderní frézy mají typicky průměr 432 mm (17 palců) nebo 483 mm (19 palců), schopné vydržet jednotlivá zatížení 250–320 kN. Míra opotřebení frézy závisí na abrazivitě horniny – kvantifikované pomocí indexu abrasivity Cerchar – a je jedním z dominantních faktorů ovlivňujících náklady na projektech TBM s tvrdou horninou, přičemž výměna frézy ve vysoce abrazivní hornině někdy vyžaduje zásahy každých 50–100 metrů.

Měkké řezné nástroje

V měkké půdě jsou kotoučové řezačky nahrazeny nebo doplněny vrtacími korunkami, škrabacími nástroji a rozrývači, které půdu stříhají a škrábou, spíše než ji lámou bodovým zatížením. Konstrukce řezné hlavy pro měkkou půdu upřednostňuje míchání a úpravu vytěženého materiálu stejně jako řezání – hlavy s paprskovým vzorem s velkými otvory pro hlínu umožňují zemině volně proudit do komory výkopu, zatímco vstřikovací otvory rozmístěné po čele dodávají kondicionéry přímo do místa řezání. Ve smíšeném terénu, kde se vedle měkké půdy mohou vyskytovat dlažební kostky, balvany nebo kamenné pásy, musí řezací hlava nést jak vlečné nástavce pro půdu, tak kotoučové řezáky pro tvrdý materiál, což je kombinace, která vyžaduje pečlivé rozmístění a rozmístění nástrojů, aby fungovala efektivně v celé řadě typů půdy.

Systémy obložení tunelů používané s TBM

Tunelové ostění instalované za TBM slouží více funkcím současně: poskytuje okamžitou konstrukční podporu, aby se zabránilo pohybu země, tvoří trvalou konstrukční obálku tunelu, která musí nést zatížení půdy, tlak vody a provozní zatížení po celou dobu projektované životnosti infrastruktury, a u TBM s přetlakovým čelem poskytuje reakční plochu, na kterou tlačné válce tlačí, aby se stroj posunul. Design a kvalita systému obložení je tedy neoddělitelná od výkonu samotného provozu TBM.

Dominantním systémem ostění štítových TBM v měkkém terénu je prefabrikované betonové segmentové ostění. Každý prstenec obložení je sestaven ze sady zakřivených prefabrikovaných betonových segmentů – obvykle pět až osm segmentů plus menší uzavírací klíčový segment – ​​které jsou sešroubovány nebo spojeny dohromady a se sousedními prstenci, aby vytvořily souvislou válcovou skořepinu. Rozměry segmentů jsou přesně kontrolovány: tolerance průměru ±1 mm a kolísání tloušťky ±2 mm jsou typické požadavky na kvalitu, protože segmenty do sebe musí perfektně pasovat pod složitou trojrozměrnou geometrií vztyčeného prstence. Injektáž prstencové dutiny mezi vnějším čelem segmentů a vykopaným zemním profilem se provádí přes injektážní otvory v ocasních plochách segmentů bezprostředně za ocasním štítem TBM pomocí dvousložkové spárovací hmoty, která rychle tuhne, aby se zabránilo pohybu zeminy do dutiny před vytvrzením primární zálivky.

Pro TBM s tvrdou horninou v kompetentním terénu je někdy přijatelný nelemovaný nebo částečně lemovaný tunel pro vodní tunely a další neveřejnou infrastrukturu, přičemž primární strukturální podporu poskytuje samotná skála. Častěji se betonová ostění odlévaná na místě nebo zjednodušené prefabrikované segmentové ostění instaluje jako operace druhého přejezdu po průchodu TBM, čímž se snižuje okamžitý časový tlak na současnou montáž ostění během jízdy.

Metriky výkonu TBM, které sledují projektové týmy

Výkon projektu TBM je monitorován pomocí sady provozních metrik, které odhalují, jak efektivně stroj řeže, kolik času ztrácí neproduktivními činnostmi a zda jsou podmínky stroje a terénu v rámci očekávaných parametrů. Tyto metriky jsou průběžně zaznamenávány systémem sběru dat stroje a prověřovány projektovým týmem na bázi směny po směně.

Míra využití si zaslouží zvláštní pozornost, protože je to metrika, nad kterou má projektový tým nejpřímější kontrolu. TBM s rychlostí penetrace 6 mm/ot pracující při 40% využití bude postupovat pomaleji než stroj s rychlostí penetrace 4 mm/ot pracující při 70% využití. Nenudný čas, který snižuje využití, je spotřebován montáží segmentů, kontrolami a výměnami fréz, údržbou ocasního těsnění, vrtáním sondy před čelem, prodlevami v logistice a plánovanou a neplánovanou údržbou. Systematická analýza toho, kde dochází k prostojům – a cílená opatření ke snížení největších přispěvatelů – je jednou z aktivit s nejvyšším pákovým efektem, které má tým projektového managementu TBM k dispozici.

Pozemní průzkumy, které informují o výběru a návrhu TBM

Úspěch projektu TBM je do značné míry určován ještě předtím, než stroj vůbec vstoupí do terénu – kvalitou a důkladností programu geotechnického průzkumu, který charakterizuje podmínky terénu podél trasy. TBM jsou zakázková zařízení vyrobená podle konkrétních geologických parametrů; jakmile jsou postaveny a spuštěny, nemohou být zásadně přepracovány, pokud se ukáže, že půda se liší od toho, co se předpokládalo. Důsledky neadekvátního pozemního průzkumu projektu TBM – zaseknuté stroje, neočekávané přítoky vody, silné opotřebení frézy, sedání povrchu nebo úplné opuštění pohonu – se měří v desítkách nebo stovkách milionů dolarů dodatečných nákladů a roky zpoždění plánu.

• Rozteč a hloubka vrtu: Průzkumné vrty podél trasy TBM by měly být typicky rozmístěny v intervalech 50–100 metrů, s užšími rozestupy v kritických místech, jako jsou pozice startovacích a přijímacích šachet, přechody řek a oblasti známé geologické složitosti. Vrty musí zasahovat alespoň do tří průměrů tunelu pod inverzí tunelu, aby charakterizovaly celou zónu vlivu ražby.
• Testování pevnosti a abrazivity hornin: U projektů TBM z tvrdých hornin by laboratorní testování mělo zahrnovat jednoosou pevnost v tlaku (UCS), brazilskou pevnost v tahu, index bodového zatížení, index abrasivity Cerchar (CAI) a petrografickou analýzu tenkých řezů reprezentativních vzorků jádra z každé litologické jednotky podél vyrovnání. Tyto parametry přímo informují o specifikaci kotoučové řezačky, požadavcích na přítlak řezné hlavy a předpovědích nákladů na výměnu řezné jednotky.
• Charakteristika podzemní vody: Piezometrické monitorovací vrty instalované podél trasy – s odečty pořízenými během celého sezónního cyklu, pokud to čas dovolí – stanoví režim podzemní vody, ve kterém musí TBM pracovat. Artézské podmínky, posazené hladiny podzemní vody a zóny s vysokou propustností, které by mohly udržet velké přítoky do tunelu, musí být identifikovány a naplánovány během návrhu stroje a vývoje strategie injektáže.
• Klasifikace půdy a distribuce velikosti částic: U projektů TBM s měkkými půdami je pro návrh kondicionování EPB a specifikaci okruhu kejdy zásadní podrobná analýza velikosti částic vzorků půdy z celého zarovnání. Přítomnost frakcí štěrku nebo dlažebních kostek nad určitými procenty může ztěžovat provoz EPB a může indikovat suspenzní štít jako vhodnější typ stroje.
• Průzkumy obstrukce a kontaminace: V městských trasách musí být před pořízením stroje dokončeno komplexní hledání stávajících podzemních překážek – vyřazené piloty, staré zděné konstrukce, podzemní infrastruktura, kontaminovaná půda – aby bylo možné navrhnout řezací hlavu s vhodnou schopností rozbít balvany nebo překážky.

Hlavní rizika projektů TBM a jejich řízení

Tunelování TBM patří mezi technicky nejsložitější a nejrizikovější činnosti ve stavebnictví. Kombinace velkých kapitálových výdajů, podzemních pracovních podmínek, geologické nejistoty a fyzické nemožnosti změnit základní rozhodnutí o zařízení po zahájení jízdy vytváří rizikové prostředí, které vyžaduje strukturované řízení rizik již od nejranějších fází vývoje projektu.

Stabilita a urovnání tváře

Při ražení tunelů na měkkém terénu je ztráta kontroly čelního tlaku jedním z nejvážnějších rizik. Pokud tlak ve výkopové komoře EPB nebo kalového TBM klesne pod kombinovaný tlak zeminy a podzemní vody na porubu – byť jen na okamžik – může zemina proudit do stroje a způsobit propad nebo usazovací žlab na povrchu nad ním. V městském prostředí, kde tunel prochází pod obydlenými budovami, živými železničními tratěmi nebo rušnými silničními křižovatkami, může i skromné ​​sedání 20–30 mm způsobit strukturální poškození a narušení, které stojí mnohonásobek hodnoty zakázky na tunelování. Monitorování a kontrola tlaku v obličeji je proto nepřetržitá a kritická, s automatickými alarmy a protokoly zásahu operátora pro jakoukoli odchylku mimo stanovené limity. Pole pro monitorování sedání povrchu – typicky optické průzkumné hranoly, přesná nivelační měřítka a automatizované měřiče náklonu na citlivých konstrukcích – poskytuje nezávislé potvrzení, že řízení čelního tlaku TBM dosahuje požadovaného výkonu sedání.

Zaseknutý TBM

TBM, který nehybně uvízne v zemi – kvůli sevření země kolem štítu, ztrátě mazání, zablokování frézy nebo narážce na velkou překážku – je jedním z nejdražších scénářů v podzemním stavitelství. Operace obnovy mohou zahrnovat odtlakování tunelu, vybudování záchranné šachty přímo nad strojem, hloubení kolem štítu, aby se uvolnil tlak na půdu, a případně demontáž a opětovné sestavení hlavních součástí stroje pod zemí. Takové operace trvaly měsíce a stály desítky milionů dolarů na významných projektech. Prevence je jednoznačně výhodnější: průběžné sledování třecích sil štítu, proaktivní řízení mazání, mapování čela před strojem pomocí vrtání sondou a nacvičený havarijní plán uvíznutého stroje dohodnutý s klientem a pojistitelem před zahájením jízdy, to vše jsou standardní opatření k řízení rizik u dobře řízených projektů TBM.

Neočekávaný přítok vody

Velké přítoky vody – z poruch, krasových dutin, propustných štěrkových čoček nebo nečekaně vysokých piezometrických spádů – mohou přetížit drenážní kapacitu TBM a jeho záložních systémů, zaplavit tunel a v nejhorších případech ohrozit pracovníky. Systematické vrtání sondy před čelem TBM – obvykle do vzdálenosti 30–50 metrů dopředu pomocí příklepových nebo rotačních vrtacích souprav namontovaných na řezné hlavě nebo uvnitř stroje – poskytuje včasné varování před vodivými prvky. Injektáž před výkopem zevnitř tunelu nebo z povrchu nad vyrovnáním může utěsnit propustné zóny předtím, než je protne řezná hlava. Pro tunely v terénu zvláště citlivém na vodu může být TBM specifikován se schopností hyperbarického zásahu – schopností natlakovat pracovní komoru tak, aby vyrovnala tlak podzemní vody, což umožňuje pracovníkům se stlačeným vzduchem vstupovat do komory výkopu za účelem výměny fréz a kontroly čela.

Jak se technologie TBM vyvinula a kam směřuje

Stroj na ražení tunelů prošel neustálým vývojem od prvního úspěšného moderního TBM – vyvinutého Jamesem Robbinsem pro projekt tunelu Oahe Dam v Jižní Dakotě na počátku 50. let 20. století. Každá dekáda přinesla pokroky v konstrukci frézovací hlavy, systémech pohonu frézy, technologii montáže segmentů, přesnosti navádění a spolehlivosti stroje, které progresivně rozšířily rozsah půdních podmínek a projektových měřítek, kde jsou TBM preferovanou metodou výkopu.

Současné oblasti zaměřené na vývoj v technologii TBM zahrnují charakterizaci půdy v reálném čase pomocí senzorů zabudovaných do řezací hlavy – měření vibrací, rozložení točivého momentu a akustických signatur k identifikaci změn typu horniny nebo složení půdy dříve, než způsobí provozní problémy. Algoritmy strojového učení se aplikují na velké soubory dat generované moderními řídicími systémy TBM, aby bylo možné předvídat míru opotřebení frézy, optimalizovat míru penetrace proti tlaku na čelní straně a plánovat zásahy údržby dříve, než dojde k poruchám, spíše než jako reakce na ně. Automatizace manipulace se segmenty a montáže – jeden z časově a fyzicky nejnáročnějších prvků cyklu ražení tunelů – se rychle rozvíjí, přičemž na některých moderních strojích jsou plně automatizované erektory schopné polohovat a šroubovat segmenty s minimálním zásahem člověka.

Na hranici vývoje TBM výzkumníci a výrobci strojů zkoumají vícerežimové stroje schopné vrtat současně ve skále a měkké zemi bez přestavování a zkoumají nové technologie řezání – laserem podporované lámání hornin, řezání vysokotlakým vodním paprskem – které by mohly případně doplnit nebo nahradit konvenční mechanické kotoučové řezačky u konkrétních typů hornin. Základní výzva zůstává stejná jako vždy: maximalizovat podíl času, který stroj stráví řezáním, a minimalizovat vše ostatní. V tomto úsilí se stroj na ražení tunelů nadále vyvíjí jako jeden z nejdůslednějších součástí strojního zařízení, které kdy bylo vyrobeno.