راهنمای نهایی برای ساخت و ساز مدرن بدون ترانچ: فناوری ماشین جک لوله

آشنایی با مکانیک دستگاه جک لوله

دستگاه جک لوله که اغلب در صنعت به عنوان دستگاه حفاری میکروتونل (MTBM) از آن یاد می شود، یک قطعه مهندسی پیچیده است که برای نصب خطوط لوله زیرزمینی بدون نیاز به حفاری سطحی گسترده طراحی شده است. این فرآیند شامل یک ایستگاه جک هیدرولیکی قدرتمند است که در یک شفت پرتاب قرار دارد، که بخش‌های لوله را در خاک هل می‌دهد. در قسمت جلوی رشته لوله، یک سپر تخصصی یا سر برش زمین را حفاری می کند. این روش در محیط‌های شهری که تکنیک‌های سنتی «برش و پوشش» می‌تواند ترافیک را مختل کند، به زیرساخت‌های موجود آسیب برساند یا نیاز به بازسازی گران‌قیمت محوطه‌سازی سطحی داشته باشد، بسیار مورد علاقه است.

دقت این ماشین ها از طریق یک سیستم هدایت لیزری حفظ می شود. یک پرتو لیزر از محور پرتاب به هدفی که در داخل سپر تونل قرار دارد پرتاب می شود. این به اپراتور اجازه می دهد تا موقعیت ماشین را در زمان واقعی نظارت کند و تنظیمات دقیقه ای را در سیلندرهای فرمان انجام دهد. با حفظ این سطح دقت بالا، تجهیزات جک لوله می توانند خطوط لوله را در فواصل طولانی و در منحنی های پیچیده با حداقل انحراف از تراز برنامه ریزی شده نصب کنند.

اجزای اصلی یک سیستم جک بدون سنگر

برای اطمینان از نصب موفق، چندین مؤلفه حیاتی باید در هماهنگی کامل کار کنند. کارایی عملیات نه تنها به سر برش، بلکه به سیستم های پشتیبانی که فشار، روانکاری و حذف خاک را مدیریت می کنند بستگی دارد. در زیر عناصر اولیه درگیر در یک راه اندازی استاندارد آمده است:

• سپر: یک سیلندر فولادی محافظ که مکانیزم‌های چرخ برش و فرمان را در خود جای داده و از ماشین‌آلات و اپراتورها در برابر فشار خاک محافظت می‌کند.
• ایستگاه اصلی جک: یک قاب هیدرولیک سنگین که نیروی رانش عظیم مورد نیاز برای فشار دادن کل رشته لوله را از طریق زمین فراهم می کند.
• ایستگاه های جک متوسط (IJS): برای درایوهای مسافت طولانی استفاده می شود، اینها بین بخش های لوله قرار می گیرند تا کل نیروی جک را توزیع کنند و از بیش از ظرفیت ساختاری لوله ها جلوگیری کنند.
• سیستم روغن کاری: برای کاهش اصطکاک، بنتونیت یا پلیمرهای تخصصی را به داخل برش (فضای بین لوله و خاک) تزریق می کند.
• سیستم مدیریت دوغاب: در ماشین‌های دوغابی، این سیستم سیال را به صورت گردش می‌کند تا زباله‌های حفاری شده را حذف کرده و برای جداسازی به سطح منتقل کند.

مقایسه روش ها: دوغاب در مقابل تعادل فشار زمین

انتخاب درست دستگاه لوله جک تا حد زیادی به شرایط زمین شناسی سایت پروژه بستگی دارد. دو تا از متداول‌ترین تغییرات، ماشین‌های Slurry Shield و Earth Pressure Balance (EPB) هستند. هرکدام به طور متفاوتی با ثبات و حذف خاک برخورد می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که سطح تونل در حین رانندگی فرو نمی‌ریزد.

بهترین شیوه های عملیاتی برای موفقیت در حفر تونل

ارزیابی ژئوتکنیکی و آماده سازی سایت

قبل از اینکه دستگاه لوله جک حتی زمین را لمس کند، تجزیه و تحلیل کامل خاک الزامی است. درک وجود سنگ، آب‌های زیرزمینی یا موانع ساخته شده توسط انسان، از "یخ زدگی" ماشین یا سایش بیش از حد ابزار جلوگیری می کند. مهندسان همچنین باید اطمینان حاصل کنند که محورهای پرتاب و پذیرش از نظر ساختاری سالم هستند و قادر به مقاومت در برابر فشار متقابل اعمال شده توسط سیلندرهای اصلی جک بر روی دیواره پشتی هستند.

مدیریت مقاومت اصطکاکی

اصطکاک دشمن اصلی جک لوله در فواصل طولانی است. با افزایش طول خط لوله، نیروی مورد نیاز برای حرکت آن به طور تصاعدی افزایش می یابد. برای مبارزه با این، اپراتورها باید یک "فضای حلقوی" ثابت و پر از روغن کاری را حفظ کنند. نظارت بر فشار جک به طور مداوم حیاتی است. افزایش ناگهانی فشار اغلب نشان‌دهنده خرابی روغن‌کاری یا تغییر در چگالی خاک است که نیاز به اقدامات اصلاحی فوری برای جلوگیری از آسیب رساندن به بخش‌های لوله بتنی یا فولادی دارد.