se hele artiklen her.
en tunnel er mere end bare plads under jorden. Det er et stik-af mennesker, af samfund, af lande. Det kan udvide økonomiske muligheder. Men at bygge en tunnel tager lang tid. Tunnelboremaskiner (TBM ‘ er) har forbedret den hastighed, hvormed disse massive byggeprojekter er afsluttet. I denne artikel diskuterer vi de forskellige typer TBM ‘ er, og hvordan de fungerer.
den første Tunnelboremaskine
Thames-tunnelen var den første undersøiske tunnel, der blev afsluttet. Det tog 18 år at bygge og blev endelig åbnet for offentligheden i 1843. Arbejdet var muligt med brug af en tunnelmaskine designet af ingeniør Marc Brunel og hans far, Isambard Kingdom Brunel. I modsætning til dagens TBM ‘ er blev klippen fjernet manuelt. Hver arbejdstager ville stå i en celle i det, der i det væsentlige var et jernbur. Buret (også kaldet et skjold) blev flyttet frem omkring seks inches og grave ville fortsætte.
de fire systemer i en Tunnelboremaskine
en tunnelboremaskine har fire grundlæggende systemer:
Boring
det kedelige system skærer gennem klippen. Den har et skærehoved monteret med skiveskærere. Skærehovedet roterer og presser skæreskiverne mod ansigtet. Dette skaber en skærebevægelse. Det høje tryk, som skærehovedet udøver, er større end klippens trykstyrke og slibes med relativ lethed. Den anvendte type skærehoved og skiveskærere er baseret på typen af sten.
tryk og fastspænding
TBM ‘ s Tryk-og fastspændingssystem er ansvarlige for at bevæge maskinen fremad via hydrauliske cylindre. Fastspænding begrænser tryk efter behov.
Muck-removal
klippen og jorden fjernet af skærehovedet kan blandes med vand eller andre stoffer for at skabe en “muck”, der lettere fjernes. Typisk trækker en skruetransportør mucken ud til et standardtransportbånd, hvor materialet i sidste ende tages uden for tunnelen og bortskaffes.
Support
tunnelboremaskinen skal beskyttes mod det materiale, der falder rundt om den, når den slibes langs. Støttesystemer til beskyttelse af TBM mod fejlområder inkluderer rør, injektionsmørtel, stenbolte og frysning, der bruges over eller foran skærehovedet. Et tagdækningsstøttesystem kan bruges til at beskytte arbejdere, der står bag skærehovedet, når TBM skrider frem i brudt sten.
hovedtyper af Tunnelboremaskiner
der er to store klassifikationer af TBM ‘ er: åbent skjold og lukket skjold. Åben skjold TBM ‘ er kan have et enkelt skjold eller et dobbelt skjold. Denne type TBM giver kun lateral støtte. Lukkede skjold TBM ‘ er tilbyder både lateral og frontal støtte.
eksempler på Tunnelboremaskiner
Tunnelboremaskiner bliver fortsat større og mere sofistikerede. Robbins Company er en af de største TBM-producenter i USA. Faktisk designede og fremstillede virksomhedens grundlægger, James Robbins, den første moderne tunnelboremaskine i 1952. Det blev brugt i South Dakotas Oahe Dam-projekt. Robbins company kategoriserer fem specifikke tunnelboremaskiner:
Sådan fungerer en Tunnelboremaskine
fjernlys tunnelboremaskiner bruges til at bore hurtigt gennem hård sten. De er en åben type TBM. Skærehovedet har samme diameter som tunnelen. Hydrauliske drivcylindre skubber skærerne ind i den hårde klippe, når skærehovedet drejer. I mellemtiden skubber et flydende gribesystem mod tunnelens vægge. Griberen forbliver låst i position. Drivcylindrene strækker sig, og fjernlyset bevæger TBM fremad. Der er en båndtransportør i fjernlyset, der bevæger muck fra spande inde i det roterende skærehoved til bagsiden af TBM. Drivcylindrene trækkes tilbage, hvilket igen placerer griberenheden igen. Den kedelige proces fortsætter, efter at griberne er forlænget, og bagbenene løftes.
dobbeltskærm
denne åbne type TBM bruges til at tunnel gennem vanskelig jord med en sammenlignelig hastighed med en Fjernlysmaskine. Selvom det kaldes et dobbelt skjold, har det faktisk tre skjolde: et teleskopskjold, et gribeskjold og et haleskjold. Gribeskjoldet skubber mod tunnelvæggene, mens de vigtigste drivcylindre skubber skærehovedstøtten og skærehovedet fremad. Det teleskopiske skjold strækker sig, når maskinen bevæger sig og keder sig gennem klippen. Hele TBM er beskyttet mod jorden rundt omkring den. Maskinen borer samtidig gennem klippen og opfører tunnelforingen. Denne operation finder sted inden i haleskærmen.
enkelt skjold
det enkelte skjold TBM bruges til massivt brudt sten. TBM-kroppen er lukket i et skjold, der er lidt mindre end selve tunnelen. På denne måde er arbejderne afskærmet fra brudt sten, indtil tunnelforingen er installeret. Den kedelige og tunnelforing erektion udføres sekventielt.
Crossover Tunnel Boremaskiner
Crossover TBM ‘ er bruges til blandet jord tunneling. Denne TBM erstatter behovet for at bruge flere maskiner til at håndtere en række jordtyper. For at arbejde sikkert kræver Crossover TBM ‘ er imidlertid nøjagtige geologiske data.
jordtryk Balance
jordtryk Balance maskiner er en lukket type TBM. De er nyttige til boring gennem forvitret sten eller i bløde jordarter under vandbordet. Især i byområder, hvor nedsynkning af jordoverfladen skal holdes på et minimum. Robbins Company EPB machine bruger et leddelt skjold, der kan håndtere vandindstrømningstryk op til 10 Bar. Denne TBM stabiliserer tunnelfladen og bundfladen ved at justere trykket inde i skærehovedkammeret for at holde det i balance med trykket foran skærehovedet. Tunnelforingen er rejst efter hvert tryk. Højtryksforseglinger i haleskærmen beskytter maskinen mod jordtryk.
TBM-arbejdsmiljøet
en tunnelboremaskine er et selvstændigt miljø for arbejderne. Det har faciliteter som kontorer, et køkken og cafeteria, og toiletter. Ligesom ethvert arbejdsmiljø, er underlagt statslige og føderale regler og bestemmelser.
Afslut
Tunnelboremaskiner har gjort det muligt for os at skabe forbindelser mellem mennesker og steder, der engang var utænkelige. Maskinerne bliver stadig større og mere sofistikerede. Men hver TBM kan destilleres ned til fire store systemer – boring, tryk og fastspænding, muck fjernelse og støtte. De forskellige typer TBM ‘ er håndterer en række jordsituationer og forskellige miljøer – fra under vand til under byer. Tunnelboremaskiner vil fortsat imødekomme de skiftende behov i vores komplekse verden.
se hele artiklen her.