Zobacz cały artykuł tutaj.
tunel to coś więcej niż przestrzeń pod ziemią. Jest łącznikiem-ludzi, społeczności, krajów. Może zwiększyć możliwości gospodarcze. Ale budowa tunelu zajmuje dużo czasu. Maszyny do wytaczania tuneli (tbms) zwiększyły szybkość, z jaką te ogromne projekty budowlane są zakończone. W tym artykule omówimy różne rodzaje TBMs i ich działanie.
pierwsza maszyna do wiercenia tuneli
tunel Tamizy był pierwszym podwodnym tunelem, który został ukończony. Budowa trwała 18 lat i została ostatecznie otwarta dla publiczności w 1843 roku. Prace były możliwe przy użyciu maszyny tunelowej zaprojektowanej przez inżyniera marca Brunela i jego ojca, Isambarda Kingdom Brunela. W przeciwieństwie do dzisiejszych TBMs, kamień został usunięty ręcznie. Każdy pracownik stał w celi, która była w istocie żelazną klatką. Klatka (zwana także tarczą) została przesunięta do przodu o około sześć cali i kopanie kontynuowano.
cztery systemy Wytaczarki tunelowej
wytaczarka tunelowa ma cztery podstawowe systemy:
Wytaczarka
system Wytaczarki przecina skałę. Posiada głowicę tnącą zamontowaną z nożami tarczowymi. Głowica tnąca obraca się i dociska tarcze tnące do twarzy. Tworzy to ruch krojenia. Wysokie ciśnienie wywierane przez głowicę tnącą jest większe niż wytrzymałość na ściskanie skały i szlifuje ją ze względną łatwością. Rodzaj noży i noży tarczowych jest oparty na rodzaju skały.
nacisk i mocowanie
system pchania i mocowania TBM jest odpowiedzialny za przesuwanie Maszyny do przodu za pomocą cylindrów hydraulicznych. Mocowanie ogranicza siłę ciągu w razie potrzeby.
usuwanie obornika
kamień i gleba usunięte przez głowicę tnącą można mieszać z wodą lub innymi substancjami, aby stworzyć „obornik”, który jest łatwiej usuwany. Zazwyczaj przenośnik ślimakowy wyciąga błoto do standardowego przenośnika taśmowego, gdzie materiał jest ostatecznie wyprowadzany poza tunel i usuwany.
wsparcie
wytaczarka tunelowa musi być chroniona przed spadającym wokół niej materiałem podczas szlifowania. Systemy wsporcze do ochrony TBM przed strefami uszkodzeń obejmują Rury, Wtrysk fugi, śruby skalne i zamrażanie stosowane nad lub przed głowicą tnącą. System wsparcia osłony dachowej może być używany do ochrony pracowników, którzy znajdują się za głowicą tnącą, gdy TBM postępuje w pękniętej skale.
główne typy wytaczarek do tuneli
istnieją dwie główne klasyfikacje TBMs: otwarta i zamknięta tarcza. Otwarta tarcza TBMs może mieć pojedynczą tarczę lub podwójną tarczę. Ten typ TBM zapewnia tylko wsparcie boczne. Zamknięte tarcze TBM oferują wsparcie zarówno boczne, jak i przednie.
przykłady wytaczarek do tuneli
Wytaczarki do tuneli stają się coraz większe i bardziej wyrafinowane. Firma Robbins jest jednym z głównych producentów TBM w Stanach Zjednoczonych. W rzeczywistości założyciel firmy, James Robbins, zaprojektował i wyprodukował pierwszą nowoczesną maszynę do wytaczania tuneli w 1952 roku. Został wykorzystany w projekcie zapory Oahe w Dakocie Południowej. Firma Robbins klasyfikuje pięć konkretnych wytaczarek do tuneli:
jak działa Wytaczarka do tuneli
Wytaczarki do tuneli z wiązką główną są używane do szybkiego wiercenia w twardej skale. Są one typu otwartego TBM. Głowica tnąca ma taką samą średnicę jak tunel. Hydrauliczne cylindry napędowe pchają frezy w twardą skałę, gdy głowica tnąca się obraca. Tymczasem pływający system chwytaków popycha ściany tunelu. Chwytak pozostaje zablokowany. Cylindry napędowe rozciągają się, a belka główna przesuwa TBM do przodu. W belce głównej znajduje się przenośnik taśmowy, który przenosi brud z łyżek wewnątrz obrotowej głowicy tnącej na tył TBM. Cylindry napędowe chowa się, co z kolei zmienia położenie zespołu chwytaka. Proces wytaczania jest kontynuowany po wyciągnięciu chwytaków i uniesieniu tylnych nóg.
podwójna osłona
ten otwarty typ TBM służy do tunelowania przez trudne gleby z prędkością porównywalną do maszyny z belką główną. Chociaż nazywa się podwójną tarczą, w rzeczywistości ma trzy tarcze: tarczę teleskopową, tarczę chwytną i tarczę ogonową. Osłona chwytaka popycha ściany tunelu, podczas gdy główne cylindry napędowe pchają wspornik głowicy tnącej i głowicę tnącą do przodu. Teleskopowa osłona rozciąga się, gdy maszyna porusza się i przenika przez skałę. Cały TBM jest chroniony od ziemi wokół niego. Maszyna jednocześnie przewierca się przez skałę i podnosi podszewkę tunelu. Operacja ta odbywa się w obrębie osłony ogonowej.
pojedyncza tarcza
pojedyncza tarcza TBM jest używana do masowo pękniętych skał. Korpus TBM jest zamknięty w osłonie, która jest nieco mniejsza niż sam tunel. W ten sposób pracownicy są osłonięci od złamanej skały, aż do zainstalowania wykładziny tunelu. Wytaczanie i montaż podszewki tunelu są wykonywane kolejno.
Wytaczarki do tuneli Crossover
Zwrotnice Tbms są używane do tunelowania mieszanego gruntu. Ten TBM zastępuje potrzebę użycia kilku maszyn do obsługi różnych typów podłoża. Aby jednak pracować bezpiecznie, Zwrotnice TBM wymagają dokładnych danych geologicznych.
równowaga ciśnienia uziemienia
Maszyny do równoważenia ciśnienia uziemienia są TBM typu zamkniętego. Są przydatne do wytaczania przez zwietrzałe skały lub w miękkich glebach pod lustrem wody. Szczególnie na obszarach miejskich, gdzie zapadanie się powierzchni ziemi musi być ograniczone do minimum. Maszyna EPB firmy Robbins wykorzystuje przegubową osłonę, która może obsłużyć ciśnienie dopływu wody do 10 Bar. Ten TBM stabilizuje powierzchnię tunelu i osiadanie powierzchni Ziemi, regulując ciśnienie wewnątrz komory głowicy tnącej, aby utrzymać ją w równowadze z ciśnieniem przed głowicą tnącą. Podszewka tunelu jest wznoszona po każdym naciśnięciu. Uszczelki wysokociśnieniowe w osłonie ogona chronią maszynę przed naciskiem na podłoże.
środowisko pracy TBM
wytaczarka tunelowa jest samodzielnym środowiskiem dla pracowników. Posiada zaplecze biurowe, kuchnię i stołówkę oraz toalety. Jak każde środowisko pracy, podlega stanowym i federalnym zasadom i regulacjom.
Wrap Up
Wytaczarki tunelowe pozwoliły nam tworzyć połączenia między ludźmi i miejscami, które kiedyś były nie do pomyślenia. Maszyny stają się coraz większe i bardziej wyrafinowane. Ale każdy TBM może być destylowany do czterech głównych systemów-wytaczania, ciągu i zacisku, usuwania brudu i podparcia. Różne typy TBM radzą sobie z różnymi sytuacjami glebowymi i różnymi środowiskami-od podwodnych po podwodne miasta. Wytaczarki tunelowe będą nadal spełniać zmieniające się potrzeby naszego złożonego świata.
Zobacz cały artykuł tutaj.