Kunsten og vitenskapen om underjordisk konstruksjon er blitt revolusjonert av Tunnel Boring Machine (TBM). Disse mekaniske vidunder, ofte referert til som "føflekker", har blitt den go-to-løsningen for å lage lange, presise tunneler, spesielt når de blir møtt med den formidable utfordringen med å kjedelig gjennom solid stein.
Utfordringen med Hard Rock
Rock Tunneling presenterer et unikt sett med hindringer. Den enorme styrken og slitende naturen til bakken krever en annen tilnærming enn tunneling gjennom myk jord. Mens tradisjonelle "bor- og sprengning" -metoder fremdeles brukes, er de ofte tregere, risikabelt og forårsaker betydelig bakkevibrasjon, noe som gjør dem uegnet til urbane områder eller prosjekter der geologisk stabilitet er avgjørende.
Det er her spesialiserte Tunnel Boring Machine For rocketunneling kommer til sin rett. Disse TBM -ene er designet for å motstå ekstreme krefter, og tilbyr en raskere, tryggere og mer kontrollert metode for utgravning. De skaper et rent, sirkulært tunnel ansikt med minimal forstyrrelse av den omkringliggende bergmassen, som er kritisk for langvarig tunnelstabilitet.
Anatomi av en steinborende TBM
En bergspesifikk TBM er et komplekst stykke ingeniørfag, bygget for å knuse og slipe seg gjennom selv den vanskeligste granitten. Nøkkelkomponentene inkluderer:
-
Cutterhead: Dette er den mest avgjørende delen, en massiv roterende disk montert foran på maskinen. Den er utstyrt med herdede stålskivskjærere - ikke tenner, men en serie rullende disker som påfører enormt trykk på fjellflaten. Når kutterhodet roterer, sprekker disse kuttere fjellet, noe som får den til å bryte seg bort i små chips.
-
Skyvesystem: For å generere den nødvendige kraften, skyver kraftige hydrauliske sylindere kutterhodet fremover. Denne fremre skyvekraften blir reagert mot tunnelveggene eller mot et tidligere installert tunnelfor.
-
Muck fjerningssystem: De utgravde rockeflisene, kjent som "Muck", faller i bøtter på kutterhodet og blir deretter transportert til baksiden av maskinen. Dette gjøres vanligvis via en skruetransportør eller en serie transportbånd, som fører materialet ut av tunnelen.
-
Gripersystem: Mange Rock TBM -er, spesielt "åpne" eller "griper" TBM -er, bruker et kraftig gripersystem. Disse maskinene forankrer seg til tunnelveggene med hydrauliske puter, og gir en stabil base for å skyve kutterhodet fremover.
Typer bergtunneling tbms
Valget av en Tunnel Boring Machine Avhenger sterkt av den spesifikke berggeologien. Ikke all rock er den samme; Noen er kompetente og stabile, mens andre formasjoner kan bli sprukket eller inneholder grunnvann.
-
Hovedstråle TBMS (Open TBMS): Dette er den vanligste typen for hard, stabil rock. De har en åpen struktur bak kutterhodet, slik at mannskapene kan installere fjellbolter, nett og skuddkrete for å støtte tunnelveggene når maskinen går videre. Denne designen er svært effektiv og tilbyr utmerket synlighet av geologien.
-
Single Shield TBMS: Når berget er mindre stabil og utsatt for å sive eller kollapse, er en skjermet maskin et tryggere valg. Skjoldet, et beskyttende stålhus, strekker seg over TBMs kropp og beskytter mannskapet og utstyret. Denne typen Tunnel Boring Machine Installerer forhåndsstøpte betongsegmenter for å lage et permanent fôr rett bak skjoldet når det går videre.
-
Dobbelt skjold tbms: Disse maskinene kombinerer de beste funksjonene i både åpne og enkeltskjold design. De kan operere i to modus: en "griper" -modus for stabil berg og en "skjermet" modus for mindre stabile områder. Den største fordelen med et dobbelt skjold Tunnel Boring Machine er dens evne til å installere tunnelsegmenter samtidig med den kjedelige prosessen i stabil berg, noe som fører til veldig høye forhåndsfrekvenser.
Den fortsatte utviklingen av Tunnel Boring Machine har gjort det mulig å takle stadig vanskeligere og lange bergtunnelingsprosjekter, fra trans-mountain jernbaner og t-banelinjer på dypt nivå til kritisk vann- og bruksinfrastruktur. Når ingeniører fortsetter å skyve grensene for hva som er mulig, vil disse underjordiske titanene forbli i forkant av moderne sivilingeniør.
