Kunst og videnskab i underjordisk konstruktion er blevet revolutioneret af Tunnel Boring Machine (TBM). Disse mekaniske vidundere, ofte benævnt "mol", er blevet go-to-løsningen til at skabe lange, præcise tunneler, især når de står over for den formidable udfordring at kedeligt gennem solid klippe.
Udfordringen med Hard Rock
Rock Tunneling præsenterer et unikt sæt forhindringer. Jordens enorme styrke og slibende karakter kræver en anden tilgang end tunneling gennem blød jord. Mens traditionelle "bore- og sprængning" -metoder stadig bruges, er de ofte langsommere, mere risikable og forårsager betydelig jordvibration, hvilket gør dem uegnet til byområder eller projekter, hvor geologisk stabilitet er vigtigst.
Det er her den specialiserede Tunnel Boring Machine Til rocktunneling kommer til sin egen. Disse TBM'er er designet til at modstå ekstreme kræfter og tilbyder en hurtigere, sikrere og mere kontrolleret metode til udgravning. De skaber et rent, cirkulært tunnelflade med minimal forstyrrelse af den omgivende klippemasse, hvilket er kritisk for langvarig tunnelstabilitet.
Anatomi af en rock-boring TBM
En rock-specifik TBM er et komplekst stykke teknik, bygget til at knuse og slibe sig vej gennem selv den hårdeste granit. De vigtigste komponenter inkluderer:
-
Cutterhead: Dette er den mest afgørende del, en massiv roterende disk monteret foran på maskinen. Det er udstyret med hærdede stålskivskærere - ikke tænder, men en række rullende diske, der anvender enormt pres på klippefladen. Når skærehovedet roterer, bryder disse skærer klippen, hvilket får den til at bryde væk i små chips.
-
Tryksystem: For at generere den nødvendige kraft skubber kraftfulde hydrauliske cylindre skærehovedet fremad. Dette fremadrettede tryk reageres mod tunnelvæggene eller mod en tidligere installeret tunnelfor.
-
Muck -fjernelsessystem: De udgravede rockchips, kendt som "Muck", falder i spande på skærehovedet og transporteres derefter til bagsiden af maskinen. Dette gøres typisk via en skruetransportør eller en række transportbånd, der fører materialet ud af tunnelen.
-
Gripper System: Mange ROCK TBM'er, især "åbne" eller "griber" TBM'er, bruger et kraftfuldt gribersystem. Disse maskiner forankrer sig til tunnelvæggene med hydrauliske puder, hvilket giver en stabil base for at skubbe skærehovedet fremad.
Typer af klippetunneling TBMS
Valget af en Tunnel Boring Machine Afhænger meget af den specifikke rockgeologi. Ikke alle rock er den samme; Nogle er kompetente og stabile, mens andre formationer kan brudes eller indeholder grundvand.
-
Hovedstråle TBMS (åben TBMS): Dette er den mest almindelige type for hård, stabil klippe. De har en åben struktur bag skærerhovedet, hvilket giver besætningerne mulighed for at installere stenbolte, mesh og skudtur for at understøtte tunnelvæggene, når maskinen går videre. Dette design er yderst effektivt og giver fremragende synlighed af geologien.
-
Enkelt skjold tbms: Når klippen er mindre stabil og tilbøjelig til at sprænge eller kollapse, er en afskærmet maskine et mere sikkert valg. Skjoldet, et beskyttende stålhus, strækker sig over TBM's krop og beskytter besætningen og udstyret. Denne type Tunnel Boring Machine Installerer forudbestemte konkrete segmenter for at skabe en permanent foring umiddelbart bag skjoldet, når det går videre.
-
Dobbelt skjold tbms: Disse maskiner kombinerer de bedste funktioner i både åbne og enkeltskjolddesign. De kan fungere i to tilstande: en "griber" -tilstand for stabil klippe og en "afskærmet" tilstand for mindre stabile områder. Den største fordel ved et dobbelt skjold Tunnel Boring Machine er dens evne til at installere tunnelsegmenter samtidig med den kedelige proces i stabil klippe, hvilket fører til meget høje forskud.
Den fortsatte udvikling af Tunnel Boring Machine har gjort det muligt at tackle stadig vanskeligere og lange rocktunnelingsprojekter, fra trans-bjergbane og dybt niveau undervejslinjer til kritisk vand- og brugsinfrastruktur. Når ingeniører fortsætter med at skubbe grænserne for det, der er muligt, forbliver disse underjordiske titaner i forkant af moderne civilingeniør.
