Katso koko artikkeli täältä.
tunneli on muutakin kuin avaruutta maan alla. Se yhdistää ihmisiä, yhteisöjä, maita. Se voi laajentaa taloudellisia mahdollisuuksia. Tunnelin rakentaminen kestää kuitenkin kauan. Tunneliporakoneet (tbms) ovat parantaneet näiden massiivisten rakennushankkeiden valmistumisnopeutta. Tässä artikkelissa käsitellään erilaisia TBMs ja miten ne toimivat.
ensimmäinen Tunneliporakone
Thamesin tunneli oli ensimmäinen valmistunut vedenalainen tunneli. Sen rakentaminen kesti 18 vuotta, ja lopulta se avattiin yleisölle vuonna 1843. Työ oli mahdollista insinööri Marc Brunelin ja hänen isänsä Isambard Kingdom Brunelin suunnitteleman tunnelinlouhintakoneen avulla. Toisin kuin nykyisissä TBMs: issä, Kivi poistettiin manuaalisesti. Jokainen työntekijä seisoi sellissä, joka oli käytännössä rautahäkki. Häkkiä (jota kutsuttiin myös kilveksi) siirrettiin eteenpäin noin kuusi tuumaa ja kaivaminen jatkui.
Tunneliporakoneen neljässä järjestelmässä
tunneliporakoneessa on neljä perusjärjestelmää:
Poraus
porausjärjestelmä leikkaa kallion läpi. Siinä on levyleikkureilla varustettu leikkuupuikko. Leikkuupuikko pyörii ja painaa leikkurilevyt kasvojaan vasten. Näin syntyy viiltävä liike. Suuri paine, jonka leikkuupää saa aikaan, on suurempi kuin kiven puristuslujuus ja jauhaa sen suhteellisen helposti. Käytetty leikkuu-ja levyleikkurityyppi perustuu kivilajiin.
työntövoima ja kiristys
TBM: n työntö-ja puristusjärjestelmä on vastuussa koneen siirtämisestä eteenpäin hydraulisylinterien kautta. Kiristys rajoittaa työntövoimaa tarpeen mukaan.
Liejunpoisto
hakkuuaukean irrottama kivi ja maa voidaan sekoittaa veteen tai muihin aineisiin, jolloin syntyy helpommin poistuva ”Mukka”. Tyypillisesti ruuvikuljetin vetää mudan ulos vakiomuotoiseen kuljetushihnaan, jossa materiaali viedään lopulta tunnelin ulkopuolelle ja hävitetään.
tuki
tunnelikairauskone on suojattava sitä ympäröivältä materiaalilta, kun se hiertää tietään. Tukijärjestelmiä tbm: n suojaamiseksi siirrosalueilta ovat putket, laastin ruiskutus, kivipultit ja leikkauspään päällä tai edessä käytettävä jäätyminen. Kattokilven tukijärjestelmää voidaan käyttää suojaamaan työntekijöitä, jotka ovat leikkuupuimurin takana, kun TBM etenee murtuneessa Kalliossa.
Tunneliporakoneiden päätyypit
tbms: lle on kaksi pääluokitusta: avoin ja suljettu kilpi. Open shield TBMs voi olla yksi kilpi tai kaksinkertainen kilpi. Tämäntyyppinen TBM tarjoaa vain sivusuuntaista tukea. Suljetut suojakilvet tarjoavat sekä sivu-että etutukea.
esimerkkejä Tunnelikorauskoneista
Tunnelikorauskoneet ovat edelleen suurempia ja kehittyneempiä. Robbins Company on yksi suurimmista TBM-valmistajista Yhdysvalloissa. Yrityksen perustaja James Robbins suunnitteli ja valmisti ensimmäisen modernin tunneliporakoneen vuonna 1952. Sitä käytettiin Etelä-Dakotan Oahen Patoprojektissa. Robbins Company luokittelee viisi erityistä tunnelikorauskonetta:
Tunnelikorauskoneen toiminta
Kaukovalotunnelikorauskoneita käytetään poraamaan nopeasti kovan kiven läpi. Ne ovat avoimen tyyppinen TBM. Leikkuupuikko on läpimitaltaan sama kuin tunneli. Hydrauliset potkurisylinterit työntävät leikkurit kovaan kiveen leikkurin kääntyessä. Samaan aikaan kelluva tarttumajärjestelmä työntyy tunnelin seiniä vasten. Tarttuja pysyy paikoillaan. Potkurisylinterit ulottuvat ja kaukovalo siirtää tbm: ää eteenpäin. Kaukovalossa on hihnakuljettaja, joka siirtää pyörivän leikkuupuimurin sisällä olevista kauhoista liejua tbm: n takaosaan. Potkurisylinterit vetäytyvät sisään, mikä puolestaan asettaa tartuntakourakokoonpanon uudelleen paikalleen. Pitkästyminen jatkuu, kun tarttujat on pidennetty ja takajalat nostettu ylös.
Kaksoiskilpi
tätä avointa tbm-tyyppiä käytetään tunneliin vaikean maan läpi vastaavalla nopeudella kuin Kaukovalokone. Vaikka sitä kutsutaan Kaksoiskilveksi, siinä on oikeastaan kolme kilpeä: teleskooppikilpi, tarttumakilpi ja pyrstökilpi. Tarttumakilpi työntyy tunnelin seinämiä vasten, kun taas pääpotkurisylinterit työntävät leikkuupäätä ja leikkuupäätä eteenpäin. Teleskooppikilpi ulottuu koneen liikkuessa ja porautuessa kallion läpi. Koko TBM on suojattu maanpinnalta sen ympäriltä. Kone porautuu samanaikaisesti kallion läpi ja pystyttää tunnelin vuorauksen. Tämä operaatio tapahtuu pyrstösuojan sisällä.
Single Shield
single Shield TBM: ää käytetään massiivisesti murtuneelle kivelle. TBM: n runko on ympäröity suojakilvellä, joka on hieman pienempi kuin itse tunneli. Tällä tavoin työntekijät suojataan rikkinäisiltä kiviltä, kunnes tunnelin vuoraus on asennettu. Tylsää ja tunneli vuori erektio tehdään peräkkäin.
Jakotunneliporakoneita
Jakotunneleita käytetään sekatunnelointiin. Tämä yksi TBM korvaa tarpeen käyttää useita koneita käsitellä erilaisia maatyyppejä. Turvallinen työskentely edellyttää kuitenkin tarkkoja geologisia tietoja.
Maapainetasapaino
Maapainetasapainokoneet ovat suljettua tyyppiä TBM. Ne ovat hyödyllisiä poraus läpi rapistuneen kallion tai pehmeässä maaperässä pohjaveden alla. Erityisesti kaupunkialueilla, joissa maanpinnan vajoaminen on pidettävä mahdollisimman vähäisenä. Robbins – yhtiön EPB-kone käyttää nivellettyä kilpeä, joka kestää veden sisäänvirtauspaineen 10 baariin asti. Tämä tbm vakauttaa tunnelin pintaa ja maanpinnan vajoamista säätämällä painetta leikkauskammion sisällä, jotta se pysyy tasapainossa leikkauskammion edessä olevan paineen kanssa. Tunnelin vuori pystytetään jokaisen työntämisen jälkeen. Pyrstösuojan korkeapainetiivisteet suojaavat konetta maanpinnan paineelta.
TBM-työympäristö
tunnelikairauskone on itsenäinen työympäristö työntekijöille. Se on tilat, kuten toimistot, keittiö ja kahvila, ja wc. Kuten mikä tahansa työympäristö, sovelletaan valtion ja liittovaltion sääntöjä ja määräyksiä.
Wrap Up
Tunneliporakoneet ovat mahdollistaneet yhteyksien luomisen ihmisten ja paikkojen välille, joita ei ennen voinut edes kuvitella. Koneet kasvavat yhä suuremmiksi ja hienostuneemmiksi. Mutta jokainen TBM voidaan tislata neljään pääjärjestelmään: poraus, työntövoima ja puristus, Lokan poisto ja tuki. Erityyppiset TBMs-laitteet käsittelevät erilaisia maaperätilanteita ja erilaisia ympäristöjä – vedenalaisista kaupunkeihin. Tunneliporakoneet vastaavat jatkossakin monimutkaisen maailmamme muuttuviin tarpeisiin.
Katso koko artikkeli täältä.