Tunelové nudné stroje (TBMS) jsou zázraky moderního inženýrství, které jsou navrženy tak, aby vykopaly tunely s minimálním narušením povrchu. Zatímco všechny TBMS slouží stejnému základnímu účelu, používají různé metody pro správu vykopaného materiálu, známého jako bláta, a podporují tunel. Dva nejběžnější typy jsou Stroj na vyvážení tlaku zemského (EPB) a Shield Shield . Pochopení jejich rozdílů je zásadní pro výběr správného nudného vybavení tunelu pro daný projekt.
Stroje na vyvážení tlaku zemského (EPB)
Stroje EPB jsou typem mechanizovaného štítu, který je vysoce účinný v soudržných, měkkých podmínkách, jako je hlína, bahna a písek. Hlavním principem štítu EPB je použití samotného vykopaného materiálu k vytvoření stabilního tlaku na tunelu a zabrání se okolní zemi kolaps.
Jak to funguje:
-
Výkop a kondicionování bláta: Rotující hlava stroje vykopává půdu. Když bláta vstupuje do tlakové komory stroje (šroubová dopravní komora), je smíchána s kondicionačními látkami, jako je pěna, bentonit nebo polymery. Tito činitelé proměňují půdu v plastovou konzistenci podobnou zubní pastě.
-
Ovládání tlaku: Šroubový dopravník, který je srdcem systému EPB, řídí rychlost, jakou je kondicionovaný bahen extrahován z komory. Nastavením rychlosti šroubového dopravníku a tahové síly tunelového stroje se na tunelu udržuje konstantní tlak. Tento tlak dokonale vyrovnává okolní tlak Země a vodu a zajišťuje stabilitu bez způsobu způsobující usazení.
-
Muck Transport: Podmíněný bahno je poté přepraveno z tunelu na dopravním pásu nebo jinými prostředky.
Výhody:
-
Vynikající pro měkké, jemnozrnné půdy.
-
Vyžaduje méně odvodnění ve srovnání s jinými metodami, což je v některých případech šetrnější k životnímu prostředí.
-
Vykopaný materiál se často snadno zvládne a zlikviduje.
Nevýhody:
-
Boje v hrubé, vysoce propustné půdě (např. Štěrk), kde kondicionační činidla nemohou účinně vytvořit tlakově těženou pastu.
-
Může být méně účinný v podmínkách smíšeného tváře (kde se obličej tunelu sestává z měkké i tvrdé horniny).
Shield Shield TBMS
Shield Shield TBMS naopak jsou speciálně navrženy pro tunelování ve vodě nesoucí, nekolezivní půdy, jako je písek a štěrk, jakož i podmínky smíšené tváře. Namísto použití vykopané půdy pro rovnováhu tlaku používají tlakovou kaše bentonitu.
Jak to funguje:
-
Výkop a injekce kaše: Hlava řezačky vykopává půdu, která je okamžitě smíchána s bentonitovou kaše v komoře pro vykopávky. Kaše je čerpána do komory při kontrolovaném tlaku.
-
Ovládání tlaku: Na tlaku na tlaku tvoří „filtrační dort“ na čele tunelu „filtrační dort“, který působí jako bariéra, aby zabránil vstupu vody do komory a země se zhroutit. Tlak kaše je pečlivě kontrolován, aby se vyvážila vnější tlak země a vody.
-
Transport a oddělení muck: Směs kaše a bláta se poté čerpá z tunelu do povrchové separační rostliny. Zde je vykopaná půda oddělena od kaše, která je poté znovu kondicionována a čerpána zpět do tunelového stroje, který se má znovu použít.
Výhody:
-
Vysoce efektivní při vodotěkomovaném, nesezivním půdě.
-
Vynikající pro manipulaci s vysokým tlakem vody.
-
Dokáže zvládnout širokou škálu pozemních podmínek, včetně fragmentů hornin a balvanů.
Nevýhody:
-
Vyžaduje komplexní a drahou čistírnu kaše na povrchu.
-
Proces oddělení bahna od kaše může být nákladný a časově náročný.
-
Likvidace vykopaného bahna může být složitější díky své směsi s kaše.
Závěr
Stručně řečeno, volba mezi EPB TBM a a Shield Shield Z velké části závisí na geologických a hydrogeologických podmínkách místa tunelování. Stroj EPB je go-to for soudržné, měkké půdy , využívání samotného vykopaného materiálu pro stabilitu. Na druhou stranu je štít kaše je lepší možností Vodě nesoucí, nekolezivní půda , spoléhat se na kaše bentonitu, aby se udržela tlak na obličej. Oba typy tunelových nudných strojů představují sofistikovaná řešení výzev podzemní konstrukce, ale jejich odlišné operační principy je činí vhodné pro různá podzemní prostředí.
