حفاری عمیق تر: فناوری شگفت انگیز جک لوله مستطیلی

چالش ساخت و ساز زیرزمینی

تصور کنید که نیاز به نصب یک تونل بزرگ و مستحکم - شاید برای کابل‌های برق، لوله‌های آب یا حتی یک مترو عابر پیاده - درست زیر یک خیابان شلوغ شهری یا یک محیط طبیعی ظریف دارید. حفر یک ترانشه باز سنتی، یا "برش و پوشش"، اغلب غیرممکن است. این امر ترافیک را مختل می کند، زمان زیادی می برد و می تواند ساختمان های مجاور را بی ثبات کند.

مهندسان به یک راه حل هوشمندتر و کمتر تهاجمی نیاز داشتند: راهی برای سوراخ کردن به صورت افقی، فشار دادن یک لوله در محل و انجام همه این کارها بدون اینکه کسی روی سطح بداند یک دستگاه بزرگ در کار است. اینجاست که تکنولوژی بدون سنگر وارد می شود و یکی از خلاقانه ترین ابزارهای آن است دستگاه جک لوله مستطیل شکل تعادل فشار زمین .

جک لوله چیست؟

جک لوله روشی برای نصب خطوط لوله زیرزمینی است. به جای حفر یک سوراخ عظیم از بالا، یک سپر یا ماشین برش مخصوص از یک گودال عمیق ("شفت پرتاب") پرتاب می شود و راه خود را به یک گودال دریافت می کند. همانطور که دستگاه حفاری می کند، بخش هایی از لوله - که گاهی صدها متر طول دارند - توسط جک های هیدرولیک قدرتمند در پشت آن رانده می شوند.

مشکل لوله های گرد

برای کاربردهای خاص، مانند راهروهای شهری یا زیرگذرهای بزرگ وسایل نقلیه، الف دایره ای تونل ناکارآمد است یک تونل دایره ای حجم بیشتری در زیر زمین نسبت به فضای قابل استفاده ای که فراهم می کند اشغال می کند. الف مستطیل شکل یا سطح مقطع جعبه ای شکل استفاده از فضای بسیار بهتری را ارائه می دهد و مساحت موجود برای کابل ها یا ترافیک در همان ارتفاع حفاری را به حداکثر می رساند. مشکل اینجاست که تونل زدن یک مستطیل از نظر مکانیکی بسیار پیچیده تر از تونل زدن یک دایره است.

دستگاه جک لوله مستطیل شکل تعادل فشار زمین

نام کامل دستگاه قابلیت های پیچیده آن را شرح می دهد:

1. جک لوله مستطیلی:

این به شکل دستگاه و عملکرد اصلی آن اشاره دارد. سوراخی به شکل جعبه حفر می کند و بخش های لوله بتنی مستطیل شکل پیش ساخته را فشار می دهد. این هندسه کلیدی برای نصب تجهیزات با تراکم بالا و تونل های عابر پیاده است.

2. تعادل فشار زمین (EPB):

این نابغه پشت عملیات است. هنگام تونل زدن، به ویژه در زمین های نرم، مرطوب یا ناپایدار (مانند خاک رس یا ماسه)، فشار زمین باید به طور مداوم متعادل باشد تا از فروریختن سطح تونل جلوگیری شود و از سیل آب یا خاک به دستگاه جلوگیری شود.

ماشین EPB با تبدیل خاک حفاری شده به خمیر یا ماده "تهویه کننده خاک" به این امر دست می یابد. این ماده تحت فشار دقیق در محفظه حفاری بسته دستگاه نگهداری می شود و مانند یک پلاگین تحت فشار عمل می کند. این ضد فشار کاملاً با فشار زمین و آب اطراف مطابقت دارد و از پایداری زمین درست بالای دستگاه اطمینان می دهد. مانند این است که یک دیوار موقتی و تحت فشار از خاک داشته باشید که همه چیز را در جای خود نگه می دارد تا زمانی که لوله به سمت جلو کشیده شود.

3. اجزای ماشین:

این دستگاه در اصل یک کارخانه متحرک در لبه برش است. شامل:

• یک سر برش مستطیلی: این قسمت جلویی است که با ابزارهای برش دوار که خاک را خرد می کنند پوشانده شده است. از آنجایی که مستطیل شکل است، برش ها باید طوری چیده شوند که کل منطقه را به طور موثر پوشش دهند.
• سیستم مخفی: این کار خاک مطبوع را از محفظه برش به یک سیستم دفع، اغلب از طریق یک تسمه نقاله، به سطح منتقل می کند.
• سیستم فرمان: با توجه به شکل مستطیلی، فرمان دشوارتر از یک ماشین دایره ای است. سیستم های کنترلی بسیار دقیق و اتصالات مفصلی برای نگه داشتن دستگاه در مسیر دقیق خطی و عمودی خود مورد نیاز است.
• جک های هیدرولیک: قدرت واقعی سیستم این جک‌ها در محور پرتاب قرار می‌گیرند و نیروی عظیم مورد نیاز برای راندن کل خط لوله - که می‌تواند هزاران تن وزن داشته باشد - را به سمت زمین وارد می‌کنند.

چرا این فناوری مهم است

را دستگاه جک لوله مستطیل شکل تعادل فشار زمین نشان دهنده یک پیشرفت حیاتی در توسعه زیرساخت های شهری است.

به حداقل رساندن اختلال در سطح

طبیعت بدون سنگر آن به این معنی است که پروژه ها را می توان با حداقل تأثیر بر زندگی شهری تکمیل کرد. جاده‌ها باز می‌مانند، کسب‌وکارها به فعالیت خود ادامه می‌دهند، و مردم به سختی از ساخت‌وساز عظیمی که در زیر پای آنها رخ می‌دهد آگاه هستند.

افزایش ایمنی و کارایی

با حفظ تعادل فشار زمین، خطر فروچاله ها یا نشست زمین - یک خطر بزرگ در کارهای زیرزمینی - به شدت کاهش می یابد. این پایداری اجازه می دهد تا تونل زنی بسیار نزدیک تر از روش های سنتی به سازه های موجود باشد.

زیرساخت های پایدار

تونل های مستطیلی برای آینده مقاوم هستند. آنها ظرفیت بالاتری را برای خدمات شهری ارائه می دهند و می توانند به راحتی ارتقا یا نگهداری را انجام دهند، و آنها را به ابزاری ضروری برای ساختن شهرهای مدرن و پایدار تبدیل می کند که برای رسیدگی به جمعیت رو به رشد و تقاضاهای تکنولوژیکی بدون از هم گسیختن خیابان ها طراحی شده اند.