Mesin membosankan terowong (TBMS) adalah keajaiban moden kejuruteraan, merevolusikan pembinaan bawah tanah dengan menggali terowong melalui pelbagai keadaan geologi, dari tanah yang paling lembut ke formasi batu yang paling sukar. Tidak seperti kaedah gerudi tradisional, TBMS menawarkan proses terowong yang berterusan, lebih selamat, dan sering lebih cepat. Inti operasi mereka terletak pada cutterhead berputar yang dilengkapi dengan alat pemotongan khusus, yang direka untuk berinteraksi dengan dan memecahkan tanah di hadapan.
Prinsip asas: penggalian putar
Pada yang paling asas, TBM digali oleh berputar pemotong bulat terhadap wajah terowong semasa menggunakannya secara serentak daya tujah untuk menolaknya ke hadapan. Jenis alat pemotongan dan kaedah menguruskan bahan yang digali (sering dipanggil "kotoran") berbeza -beza bergantung kepada keadaan tanah.
Penggalian di Batu Keras
Dalam pembentukan batu keras, TBMS menggunakan pemotong cakera dipasang pada cutterhead. Pemotong cakera ini tidak direka untuk "mengisar" batu, tetapi untuk mendorong fraktur tekanan. Ketika cutterhead berputar dan TBM digerakkan ke hadapan, keluli keras atau pemotong cakera karbida tungsten menimbulkan tekanan mampatan yang besar pada muka batu. Tekanan ini menyebabkan batu patah dan cip dari badan utama di hadapan mesin.
"Muck" yang dihasilkan, biasanya dalam bentuk cip dan serpihan batu, kemudian jatuh melalui bukaan di cutterhead dan ke a sistem penghantar dalam TBM. Sistem ini mengangkut bahan yang digali melalui mesin dan keluar dari terowong untuk pelupusan. TBM batu keras boleh sama ada jenis terbuka (tanpa perisai penuh, membenarkan sokongan batu segera di belakang cutterhead) atau dilindungi (Memberi sokongan sementara ke dinding terowong, terutamanya dalam batu patah). Untuk maju, TBM batu keras sering menggunakan a Sistem penggenggam Itu menolak ke dinding sampingan terowong yang telah digali, memberikan daya tindak balas yang diperlukan untuk teras ke hadapan.
Penggalian di tanah yang lembut
Menggali melalui tanah lembut, termasuk tanah liat, lumpur, pasir, dan kerikil, memberikan cabaran yang berbeza, terutamanya berkaitan dengan mengekalkan kestabilan muka dan mencegah keruntuhan tanah. Untuk menangani perkara ini, TBM khusus digunakan:
Mesin Tekanan Tekanan Bumi (EPB)
EPB TBMS biasanya digunakan dalam alasan lembut yang kohesif. Pemotong mereka dilengkapi dengan gabungan bit pemotongan karbida tungsten, picks seret, dan kadang -kadang pemotong cakera (Untuk tanah bercampur dengan beberapa kemasukan yang lebih keras). Kunci operasi EPB adalah keupayaannya keseimbangan tekanan di muka terowong menggunakan bahan yang digali itu sendiri.
Cutterhead berputar dan menggali tanah, yang kemudian memasuki a ruang kerja Di belakang cutterhead. A Penghantar skru Di bahagian belakang ruang ini mengawal kadar di mana kotoran dikeluarkan. Dengan berhati -hati mengawal kelajuan putaran pemotong dan kadar pelepasan pengangkut skru, tekanan di dalam ruang boleh dikawal dengan tepat, yang membolehkan tanah digali bertindak sebagai medium sokongan, dengan itu menstabilkan wajah terowong dan mencegah penyelesaian di permukaan. Aditif seperti buih boleh disuntik ke dalam tanah untuk memperbaiki alirannya dan mengurangkan keletihannya, menghalang penyumbatan pemotong dan penghantar.
Slurry Shield TBMS
TBM Perisai Slurry paling sesuai untuk tanah berbutir yang sangat tepu atau tidak stabil, terutamanya yang mempunyai tekanan air bawah tanah yang tinggi. Daripada hanya bergantung pada bahan yang digali untuk sokongan muka, TBM ini menggunakan a buburan bertekanan (campuran air dan tanah liat bentonit) untuk menstabilkan wajah penggalian.
Pemotong, sering dilengkapi dengan alat pemotongan yang serupa dengan EPBS, menggali tanah, yang kemudiannya bercampur dengan buburan bertekanan di ruang penggalian . Campuran buburan ini kemudian dipam dari terowong ke a Loji Pemisahan di permukaan. Di kilang, bahan yang digali dipisahkan dari buburan, yang kemudian dirawat dan dikitar semula kembali ke TBM. Peredaran berterusan buburan bertekanan memastikan bahawa tekanan hidrostatik di wajah terowong seimbang terhadap tekanan luaran dan tekanan air, menghalang kemasukan air dan ketidakstabilan tanah.
Teras dan maju
Terlepas dari keadaan tanah, semua TBM memerlukan mekanisme untuk mendorong diri mereka ke hadapan. Ini biasanya dicapai melalui Silinder tujahan hidraulik . Silinder ini menolak ke atas lapisan terowong yang dipasang (segmen konkrit pasang siap atau shotcrete) atau, dalam kes TBMS gripper, secara langsung terhadap batu yang digali, memandu pemotong ke muka terowong. Sebagai kemajuan mesin, segmen lapisan terowong baru didirikan di belakang perisai, membentuk struktur terowong kekal.
Pada dasarnya, TBMS adalah kilang -kilang bawah tanah yang canggih, terus menggali dan menyokong terowong ketika mereka bergerak maju, menjadikan mereka alat yang sangat diperlukan untuk pembangunan infrastruktur moden.
