دستگاه های خسته کننده تونلینگ (TBM) شگفتی از مهندسی مدرن هستند که برای کاوش تونل هایی با حداقل اختلال در سطح طراحی شده اند. در حالی که همه TBM ها با همان هدف اساسی خدمت می کنند ، آنها از روشهای مختلفی برای مدیریت مواد کاوش شده ، معروف به ماک استفاده می کنند و از چهره تونل پشتیبانی می کنند. دو نوع متداول عبارتند از دستگاه تعادل فشار زمین (EPB) و سپر دوغاب بشر درک تفاوتهای آنها برای انتخاب تجهیزات خسته کننده تونل مناسب برای یک پروژه معین بسیار مهم است.
دستگاه های تعادل فشار زمین (EPB)
دستگاه های EPB نوعی سپر مکانیزه شده است که در شرایط منسجم ، نرم و نرم مانند خاک رس ، سیلت و شن بسیار مؤثر است. اصل اصلی یک سپر EPB استفاده از مواد حفاری شده برای ایجاد فشار پایدار در صورت تونل است و از سقوط زمین اطراف آن جلوگیری می کند.
چگونه کار می کند:
-
خاکبرداری و تهویه مطبوع: سر برش چرخنده دستگاه خاک را حفاری می کند. با وارد شدن به محفظه تحت فشار دستگاه (محفظه نقاله پیچ) ، آن را با مواد تهویه مطبوع مانند فوم ، بنتونیت یا پلیمرها مخلوط می کند. این عوامل خاک را به یک قوام پلاستیکی و خمیردندان تبدیل می کنند.
-
کنترل فشار: نوار نقاله پیچ ، که قلب سیستم EPB است ، میزان استخراج گیره تهویه شده از محفظه را کنترل می کند. با تنظیم سرعت نقاله پیچ و نیروی رانش دستگاه تونل زنی ، فشار ثابت در صورت تونل حفظ می شود. این فشار به طور کامل فشار زمین و آب اطراف را متعادل می کند و از ثبات بدون ایجاد تسویه زمین اطمینان می یابد.
-
حمل و نقل MUCK: گیره مطبوع سپس از تونل بر روی کمربند نقاله یا به وسیله دیگر منتقل می شود.
مزایای:
-
عالی برای خاکهای نرم و ریز دانه.
-
در مقایسه با سایر روشها نیاز به آبگیری کمتری دارد و باعث می شود در بعضی موارد سازگار با محیط زیست باشد.
-
مواد حفاری اغلب به راحتی قابل کنترل و دفع هستند.
مضرات:
-
مبارزات در زمین درشت و بسیار نفوذ پذیر (به عنوان مثال ، شن) که عوامل تهویه مطبوع نمی توانند به طور مؤثر یک خمیر فشار را ایجاد کنند.
-
می تواند در شرایط صورت مختلط کمتر باشد (جایی که صورت تونل از سنگ نرم و سخت تشکیل شده است).
TBMS Shield Slurry
TBMS Shield Slurry در مقابل ، به طور خاص برای تونل زدن در خاکهای دارای آب ، غیر چسبنده مانند ماسه و ماسه و همچنین شرایط چهره مختلط طراحی شده است. آنها به جای استفاده از خاک حفاری برای تعادل فشار ، از یک دوغاب بنتونیت تحت فشار استفاده می کنند.
چگونه کار می کند:
-
خاکبرداری و تزریق دوغاب: سر برش خاک را حفاری می کند ، که بلافاصله با یک دوغاب بنتونیت در محفظه حفاری مخلوط می شود. دوغاب با فشار کنترل شده به داخل محفظه پمپ می شود.
-
کنترل فشار: دوغاب تحت فشار یک "کیک فیلتر" را روی صورت تونل تشکیل می دهد ، که به عنوان سدی برای جلوگیری از ورود آب به محفظه و زمین از بین می رود. فشار دوغاب با دقت کنترل می شود تا زمین خارجی و فشار آب را متعادل کند.
-
حمل و نقل و جدایی ماک: سپس مخلوط دوغاب و ماک از تونل به یک گیاه جداسازی سطح پمپ می شود. در اینجا ، خاک کاوش شده از دوغاب جدا شده است ، که سپس بازسازی می شود و دوباره به دستگاه تونل سازی پمپ می شود تا دوباره مورد استفاده قرار گیرد.
مزایای:
-
بسیار مؤثر در زمین آبشار و غیر چسبنده.
-
عالی برای رسیدگی به فشارهای زیاد آب.
-
می تواند طیف گسترده ای از شرایط زمینی ، از جمله قطعات سنگی و تخته سنگها را مدیریت کند.
مضرات:
-
به یک تصفیه خانه دوغاب پیچیده و گران قیمت روی سطح نیاز دارد.
-
روند جدا کردن ماک از دوغاب می تواند پر هزینه و وقت گیر باشد.
-
دفع ماک کاوش شده به دلیل مخلوط آن با دوغاب می تواند پیچیده تر باشد.
پایان
به طور خلاصه ، انتخاب بین یک EPB TBM و الف سپر دوغاب تا حد زیادی به شرایط زمین شناسی و هیدروژولوژیکی محل تونل سازی بستگی دارد. یک دستگاه EPB برای خاکهای منسجم و نرم ، استفاده از مواد حفاری شده برای ثبات. از طرف دیگر ، یک سپر دوغار زمین تحمل آب ، بدون چسب ، با تکیه بر یک دوغاب بنتونیت برای حفظ فشار صورت. هر دو نوع دستگاه خسته کننده تونل ، راه حل های پیچیده ای برای چالش های ساخت و سازهای زیرزمینی را نشان می دهند ، اما اصول عملیاتی متمایز آنها باعث می شود آنها برای محیط های مختلف زیرزمینی مناسب باشند. $ $
