A Mesin membosankan terowong (TBM) pada dasarnya adalah kilang mandiri di rel, yang direka untuk menggali terowong dengan tepat dan cekap. Tidak seperti kaedah gerudi tradisional, TBMS menawarkan kelebihan yang ketara dari segi kelajuan, keselamatan, dan kesan alam sekitar.
Di tengah -tengah setiap TBM adalah cutterhead . Roda berputar besar ini dilengkapi dengan pemotong cakera, memotong bit, atau pengikis, bergantung kepada keadaan geologi. Apabila cutterhead berputar dan ditolak ke hadapan terhadap wajah terowong, alat -alat ini menggali bahan. Kerosakan yang digali kemudian disalurkan melalui bukaan di cutterhead ke a sistem penghantar (Selalunya skru penghantar atau penghantar tali pinggang) yang mengangkutnya ke belakang mesin untuk dikeluarkan dari terowong.
Komponen utama dan fungsi mereka:
-
Cutterhead: Bahagian depan TBM, yang bertanggungjawab untuk menggali tanah. Jenis pemotong berbeza:
-
Pemotong cakera digunakan untuk batu keras, menghancurkan batu ketika mereka melancarkannya.
-
Memotong bit dan pengikis lebih biasa untuk tanah yang lebih lembut, memotong dan mengikis bahan.
-
-
Sistem tujahan: Di belakang cutterhead adalah silinder hidraulik yang kuat yang mendorong TBM ke hadapan. Silinder ini biasanya menolak terhadap segmen lapisan terowong yang dipasang sebelum ini atau terhadap grippers yang memberi tekanan pada dinding terowong.
-
Perisai: Ini adalah badan utama TBM, memberikan sokongan kepada tanah yang digali dan melindungi krew dan jentera kerja dari runtuh. Perisai juga menempatkan pelbagai sistem.
-
Sistem erektor: Memandangkan kemajuan TBM, secara serentak memasang segmen konkrit pratuang Itu membentuk lapisan terowong kekal. Lengan erektor mengambil segmen -segmen ini dan tepatnya meletakkan mereka untuk membuat cincin.
-
Sistem grouting: Sebaik sahaja cincin terowong dipasang, grout disuntik ke dalam jurang anulus antara segmen yang dipasang dan tanah yang digali. Ini berfungsi untuk menstabilkan tanah, pemindahan beban, dan mencegah kemasukan air.
-
Sistem penyingkiran kotoran: Seperti yang disebutkan, penghantar mengangkut bahan yang digali ("kotoran") ke belakang TBM, di mana ia dimuatkan ke kereta api, trak, atau sistem lain untuk dikeluarkan dari terowong.
-
Sistem Panduan: TBM moden menggunakan sistem bimbingan laser yang canggih, GPS, dan peralatan tinjauan lain untuk memastikan terowong digali tepat di sepanjang penjajaran dan kecerunan yang direka.
-
Trailing Gear (Sistem Sandaran): Memperluas di belakang perisai TBM untuk beratus -ratus meter, gear trailing menempatkan sistem sokongan penting. Ini termasuk transformer untuk kuasa, saluran pengudaraan, garisan air dan grout, bilik kawalan, dan kemudahan krew.
Jenis TBMS:
Pemilihan jenis TBM adalah penting dan sangat bergantung pada keadaan geologi dan kehadiran air bawah tanah:
-
TBM Open-Face (Gripper TBMS): Sesuai untuk keadaan batu yang stabil. Mereka maju dengan mencengkam dinding terowong dan menolak ke hadapan.
-
Perisai TBMS: Digunakan dalam keadaan tanah yang tidak stabil di mana sokongan segera diperlukan. Perisai melindungi tanah sehingga segmen dipasang.
-
Mesin keseimbangan tekanan bumi (EPBM): Biasa digunakan dalam tanah lembut dengan konsistensi yang berbeza -beza. Mereka mengekalkan keseimbangan antara tekanan tanah yang digali di dalam ruang dan tekanan yang diperlukan untuk menyokong wajah terowong, menghalang penyelesaian tanah.
-
TBM Slurry: Paling sesuai untuk tanah atau tanah yang sangat basah, tepu dengan tekanan air yang tinggi. Bubur bertekanan (campuran bentonit atau polimer) digunakan untuk menyokong muka terowong, dan bahan yang digali dicampur dengan buburan ini dan dipam keluar.
-
TBMS perisai tunggal: Beroperasi di tanah yang kohesif di mana tanah boleh berdiri untuk tempoh yang singkat sebelum pemasangan lapisan.
-
TBMS Shield Double: Digunakan dalam batu patah atau tanah campuran. Mereka mempunyai dua perisai yang membolehkan penggalian berterusan dan ereksi segmen, yang membawa kepada kadar pendahuluan yang lebih cepat.
-
Kelebihan TBMS:
-
Kelajuan: TBMS boleh mencapai kadar penggalian yang lebih cepat berbanding dengan kaedah konvensional, terutamanya dalam jarak jauh.
-
Keselamatan: Mereka menyediakan persekitaran kerja yang lebih selamat dengan segera menyokong tanah di belakang cutterhead, mengurangkan risiko runtuh dan pendedahan kepada keadaan berbahaya.
-
Ketepatan: TBMS boleh mengekalkan toleransi yang sangat ketat, memastikan terowong digali ke spesifikasi reka bentuk yang tepat.
-
Impak Alam Sekitar: Mereka menyebabkan gangguan permukaan yang kurang, mengurangkan bunyi dan getaran, dan meminimumkan keperluan untuk letupan, menjadikannya ideal untuk kawasan bandar.
-
Buruh yang dikurangkan: Walaupun memerlukan pengendali mahir, TBMS umumnya memerlukan lebih sedikit kakitangan di muka terowong berbanding dengan gerudi dan letupan.
Cabaran dan Pertimbangan:
-
Kos: TBMS sangat mahal untuk membeli dan beroperasi.
-
Logistik: Mengangkut, memasang, dan melancarkan TBM adalah usaha logistik yang besar.
-
Keadaan tanah: Perubahan yang tidak dijangka dalam geologi, seperti menghadapi batu yang sangat patah atau batu besar di tanah yang lembut, dapat melambatkan atau menghentikan operasi dengan ketara. Ingress air adalah satu lagi cabaran utama.
-
Penyelenggaraan: TBMS adalah mesin kompleks yang memerlukan penyelenggaraan berterusan dan alat ganti khusus.
-
Panjang Terowong: TBMS paling kos efektif untuk terowong panjang, kerana kos persediaan awal adalah tinggi.
Kesimpulannya, TBMS adalah bukti keajaiban kejuruteraan moden, merevolusikan bagaimana terowong dibina di seluruh dunia. Keupayaan mereka untuk menanggung keadaan tanah yang mencabar dengan ketepatan, kelajuan, dan keselamatan yang dipertingkatkan menjadikan mereka alat yang sangat diperlukan untuk projek -projek infrastruktur utama di seluruh dunia, dari sistem kereta bawah tanah ke terowong bekalan air dan jalan pintas lebuh raya.
