Nghệ thuật và khoa học xây dựng ngầm đã được cách mạng hóa bởi Máy nhàm chán đường hầm (TBM). Những tuyệt tác cơ học này, thường được gọi là "nốt ruồi", đã trở thành giải pháp để tạo ra các đường hầm dài, chính xác, đặc biệt là khi phải đối mặt với thách thức ghê gớm của việc nhàm chán qua đá rắn.
Thử thách của Hard Rock
Đường hầm đá trình bày một bộ chướng ngại vật độc đáo. Sức mạnh to lớn và tính chất mài mòn của mặt đất đòi hỏi một cách tiếp cận khác với đường hầm qua đất mềm. Mặc dù các phương pháp "khoan và nổ" truyền thống vẫn được sử dụng, chúng thường chậm hơn, rủi ro hơn và gây ra rung động mặt đất đáng kể, khiến chúng không phù hợp với các khu vực đô thị hoặc các dự án trong đó sự ổn định địa chất là tối quan trọng.
Đây là nơi chuyên ngành Máy nhàm chán đường hầm Đối với đường hầm đá đi vào riêng của nó. Được thiết kế để chịu được các lực cực đoan, các TBM này cung cấp một phương pháp khai quật nhanh hơn, an toàn hơn và được kiểm soát hơn. Họ tạo ra một mặt đường hầm tròn, sạch sẽ với sự xáo trộn tối thiểu đối với khối đá xung quanh, điều này rất quan trọng đối với sự ổn định của đường hầm dài hạn.
Giải phẫu TBM nhàm chán
Một TBM đặc trưng của đá là một phần kỹ thuật phức tạp, được xây dựng để nghiền nát và nghiền nát ngay cả đá granit cứng nhất. Các thành phần chính bao gồm:
-
Đầu cắt: Đây là phần quan trọng nhất, một đĩa quay lớn được gắn ở phía trước máy. Nó được trang bị máy cắt đĩa thép cứng, không phải răng, mà là một loạt các đĩa lăn gây áp lực to lớn cho mặt đá. Khi đầu dao cắt quay, những máy cắt này làm gãy đá, khiến nó bị vỡ trong những con chip nhỏ.
-
Hệ thống lực đẩy: Để tạo ra lực cần thiết, các xi lanh thủy lực mạnh mẽ đẩy đầu cắt về phía trước. Lực đẩy về phía trước này được phản ứng với các bức tường đường hầm hoặc chống lại lớp lót đường hầm được cài đặt trước đó.
-
Hệ thống loại bỏ muck: Các chip đá khai quật, được gọi là "Muck", rơi vào những cái xô trên đầu và sau đó được vận chuyển ra phía sau máy. Điều này thường được thực hiện thông qua một băng tải vít hoặc một loạt các băng tải, mang vật liệu ra khỏi đường hầm.
-
Hệ thống kẹp: Nhiều TBMS, đặc biệt là TBM "mở" hoặc "kẹp", sử dụng hệ thống kẹp mạnh mẽ. Những máy này neo mình vào các bức tường đường hầm bằng miếng đệm thủy lực, cung cấp một cơ sở ổn định để đẩy đầu cắt về phía trước.
Các loại TBM đường hầm đá
Sự lựa chọn của một Máy nhàm chán đường hầm phụ thuộc rất nhiều vào địa chất rock cụ thể. Không phải tất cả đá đều giống nhau; Một số có thẩm quyền và ổn định, trong khi các thành tạo khác có thể bị gãy hoặc chứa nước ngầm.
-
TBMS chùm chính (TBMS mở): Đây là loại phổ biến nhất cho đá cứng, ổn định. Họ có một cấu trúc mở phía sau đầu cắt, cho phép các phi hành đoàn lắp đặt bu lông đá, lưới và shotcret để hỗ trợ các bức tường đường hầm khi máy tiến lên. Thiết kế này có hiệu quả cao và cung cấp khả năng hiển thị tuyệt vời của địa chất.
-
TBMS khiên đơn: Khi tảng đá kém ổn định và dễ bị spalling hoặc sụp đổ, một máy được bảo vệ là một lựa chọn an toàn hơn. Chiếc khiên, một vỏ thép bảo vệ, mở rộng trên cơ thể của TBM, bảo vệ phi hành đoàn và thiết bị. Loại này của Máy nhàm chán đường hầm Cài đặt các phân đoạn bê tông đúc sẵn để tạo lớp lót vĩnh viễn ngay sau khiên khi nó tiến lên.
-
TBMS Shield TBMS: Những máy này kết hợp các tính năng tốt nhất của cả thiết kế mở và một tấm chắn. Chúng có thể hoạt động ở hai chế độ: chế độ "kẹp" cho đá ổn định và chế độ "được che chắn" cho các khu vực kém ổn định hơn. Ưu điểm chính của một lá chắn đôi Máy nhàm chán đường hầm là khả năng cài đặt các phân đoạn đường hầm đồng thời với quá trình nhàm chán trong đá ổn định, dẫn đến tỷ lệ tiến độ rất cao.
Sự tiến hóa liên tục của Máy nhàm chán đường hầm đã làm cho nó có thể giải quyết các dự án đường hầm đá ngày càng khó khăn và dài, từ đường sắt xuyên Điện và các tuyến tàu điện ngầm cấp sâu đến cơ sở hạ tầng nước và tiện ích quan trọng. Khi các kỹ sư tiếp tục vượt qua ranh giới của những gì có thể, những người khổng lồ ngầm này sẽ ở lại hàng đầu của kỹ thuật dân dụng hiện đại.
