Kejuruteraan Kejuruteraan: Mesin Boring Tunneling (TBM)

The Mesin membosankan terowong ( TBM ), sering disebut sebagai "tahi lalat," mewakili salah satu kemajuan yang paling penting dalam kejuruteraan sivil dan geoteknik. Mesin -mesin yang besar dan canggih ini telah merevolusikan pembinaan infrastruktur bawah tanah, membolehkan penciptaan terowong untuk pengangkutan, utiliti, dan perlombongan dengan kelajuan, ketepatan, dan keselamatan yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Mekanisme dan komponen teras

Mesin membosankan terowong pada dasarnya merupakan kilang mudah alih lengkap yang direka untuk menggali wajah terowong dan secara serentak memasang sistem sokongan sementara atau kekal. TBM umumnya terdiri daripada tiga bahagian utama:

1. Kepala pemotong (muka):

   • Ini adalah elemen yang paling depan, berputar, dilengkapi dengan pelbagai alat pemotongan-seperti pemotong cakera untuk batu keras atau gabungan bit pemotong dan picks seret untuk tanah yang lebih lembut.
   • Kepala pemotong berputar dan ditimbulkan ke hadapan oleh bicu hidraulik, menghancurkan atau mengikis batu dan tanah di wajah terowong.

2. Perisai dan badan (tengah):

   • The Perisai adalah selongsong keluli silinder yang besar di belakang kepala pemotong. Ia menyediakan sokongan struktur segera ke dinding terowong yang baru digali, melindungi mesin dan pekerja di dalam dari tanah longgar sehingga lapisan terowong tetap dipasang.
   • The Sistem tujahan , terdiri daripada bicu hidraulik yang kuat, menekan terhadap segmen lapisan terowong yang dipasang terakhir untuk memajukan mesin.

3. Gear trailing (belakang):

   • Bahagian ini, yang boleh meregangkan lebih dari seratus meter, menempatkan peralatan sokongan penting.
   • Ia termasuk Sistem penyingkiran kotoran (tali pinggang penghantar atau paip buburan) untuk mengangkut bahan yang digali dengan cekap ("kotoran") keluar dari terowong, kawalan dan sistem kuasa, peralatan pengudaraan, dan penting erektor segmen yang tepat meletakkan segmen konkrit pratuang yang membentuk lapisan terowong kekal.

Klasifikasi dan jenis TBMS

Pemilihan TBM adalah keputusan kritikal dalam mana -mana projek, bergantung pada keadaan geologi tertentu dan tekanan air bawah tanah. TBMS secara meluas dikategorikan berdasarkan tanah yang direka untuk menanggung:

1. TBM batu keras

• Open-Type / Gripper TBMS: Digunakan dalam keadaan batu yang stabil dan keras yang dapat menyokong diri mereka untuk jangka masa yang singkat tanpa lapisan segera. Mereka menggunakan hidraulik grippers Untuk menambat ke dinding terowong, yang membolehkan mesin bertindak balas ke hadapan kepala pemotong.
• TBMS perisai tunggal: Bekerja di batu keras retak atau kurang stabil. Mereka memasang segmen lapisan konkrit terus di belakang perisai dan teras ke hadapan dengan menolak lapisan yang lengkap.
• TBMS Shield Double: Mesin batu keras yang paling serba boleh. Mereka mempunyai dua perisai teleskop dan sistem mencengkam, membolehkan mereka memasang lapisan secara serentak semasa menggali (terowong berterusan) apabila di dalam batu yang stabil, atau beroperasi dalam mod bergantian apabila keadaan tidak stabil.

2. TBM Tanah Lembut (Mesin Perisai)

Mesin -mesin ini menggabungkan kaedah untuk mengimbangi tekanan secara aktif pada muka terowong, penting untuk mencegah keruntuhan tanah atau masuk air di tanah lembut (seperti pasir, tanah liat, dan lumpur).

• TBM Tekanan Bumi (EPB) TBMS: Ideal untuk tanah yang kohesif, lembut. Mereka mengekalkan kestabilan dengan menggunakan bahan yang digali (kotoran) dalam ruang bertekanan di muka pemotong. Penghantar skru mengawal kadar penyingkiran kotoran untuk mengimbangi tekanan bumi dan air di hadapan mesin.
• Slurry Shield TBMS (Hydroshield): Digunakan dalam tanah berbutir atau di bawah tekanan air yang tinggi. Mereka menstabilkan wajah dengan menyuntik buburan bentonit bertekanan, yang membentuk kek penapis untuk menutup tanah. Bahan yang digali dicampur dengan buburan dan dipam keluar ke loji pemisahan di permukaan.

Kelebihan atas kaedah konvensional

Penggunaan global Mesin membosankan terowong didorong oleh beberapa faedah penting berbanding dengan kaedah "gerudi dan letupan" tradisional:

• Keselamatan yang dipertingkatkan: Menghapuskan penggunaan bahan peledak, secara drastik mengurangkan risiko kepada kakitangan.
• Gangguan permukaan yang minimum: Operasi terutamanya di bawah tanah, meminimumkan bunyi, getaran, dan gangguan -kelebihan utama di kawasan bandar.
• Peningkatan kelajuan dan kecekapan: TBMS menyediakan proses terowong yang berterusan, sering mencapai kadar pendahuluan yang lebih tinggi daripada gerudi dan letupan.
• Ketepatan: TBM moden dipandu oleh sistem laser atau navigasi yang canggih, memastikan ketepatan penjajaran yang tinggi.
• Dikurangkan over-excavation: TBM membosankan terowong bulat yang tepat, mengurangkan jumlah rampasan (kotoran) yang dihasilkan dan jumlah bahan lapisan yang diperlukan.

Kesimpulannya, The Mesin membosankan terowong adalah alat yang sangat diperlukan untuk pembangunan infrastruktur abad ke-21. Apabila populasi bandar berkembang dan keperluan untuk kompleks, infrastruktur jarak jauh seperti terowong kereta api berkelajuan tinggi dan rangkaian utiliti yang besar meningkat, peranan TBM sebagai keajaiban kejuruteraan hanya akan menjadi lebih penting.