Máy kích thước ống cân bằng ứng dụng đất: Cách thức hoạt động và sử dụng

Máy kích ống cân bằng áp suất trái đất thực sự hoạt động như thế nào

Máy kích ống cân bằng áp lực đất là một hệ thống đào hầm không rãnh, đào đất ở mặt cắt đồng thời lắp đặt đường ống phía sau nó, tất cả đều không yêu cầu rãnh mở dọc theo toàn bộ tuyến đường ống. Nó thường được sử dụng để xây dựng các đường ống đô thị lớn như nước thải, cấp nước, cáp điện và ống cáp truyền thông, thường có các đoạn ống bê tông hoặc thép phù hợp với đất, cát, sỏi và sỏi có kích thước hạt nhỏ. Thay vì đào một con phố hoặc khu vực trống trải, các đội phóng máy từ một trục và nó lao về phía trước trong khi các đoạn ống đúc sẵn được cắm ngay phía sau nó, khiến bề mặt hầu như không bị xáo trộn.

Phần "cân bằng áp lực đất" trong tên đề cập đến cách máy quản lý bề mặt đào. Áp lực đất ở đầu máy cắt được cân bằng bằng cách kiểm soát tốc độ tiến của đường hầm so với tốc độ xả của đất đào, với các cảm biến trên vách ngăn, băng tải trục vít và xi lanh lái cung cấp dữ liệu áp suất cho người vận hành để điều chỉnh theo thời gian thực. Hành động cân bằng liên tục này giúp giữ cho mặt đất xung quanh ổn định trong quá trình đào, ngăn ngừa hiện tượng lún hoặc sụp đổ bề mặt có thể xảy ra khi bề mặt đường hầm không được hỗ trợ đúng cách.

Phương pháp cân bằng áp suất trái đất hoạt động từng bước như thế nào

Quá trình kích ống EPB dựa vào buồng đào kín ở phía trước máy, nơi đất đào được giữ dưới áp suất được kiểm soát thay vì loại bỏ ngay lập tức. Công nghệ này dựa vào việc áp dụng áp suất cơ học thông qua một buồng có mật độ thay đổi để duy trì sự cân bằng giữa áp suất mặt đất và áp suất bên trong máy trong suốt quá trình đào. Khi đầu máy cắt quay và phá vỡ đất ở mặt đường hầm, vật liệu đó sẽ lấp đầy khoang và hoạt động như một phương tiện hỗ trợ tạm thời, giữ lại đất và nước ngầm xung quanh trong khi máy tiếp tục di chuyển.

Trong các loại đất mềm, dính, máy khoan hầm có hỗ trợ cân bằng áp lực đất thường được ưu tiên hơn, vì đất được nới lỏng và được điều hòa hoạt động như một phương tiện hỗ trợ dẻo cho mặt đường hầm và khi buồng đào được lấp đầy hoàn toàn, điều này sẽ ngăn chặn sự xâm nhập của đất không kiểm soát vào máy đồng thời tạo điều kiện cần thiết để đào hầm nhanh chóng, an toàn. Để giải quyết vấn đề này, các chất điều hòa mặt đất như bọt và các polyme khác có thể được bơm vào buồng để tăng độ dẻo và khả năng chống thấm của đất, điều này đặc biệt hữu ích khi xử lý các loại đất không tự nhiên liên kết tốt với nhau dưới áp lực.

Các thành phần cốt lõi tham gia vào quá trình

• Đầu cắt quay để phá đất, mảnh đá hoặc các điều kiện mặt đất hỗn hợp ở mặt đường hầm
• Buồng đào kín chứa vật liệu đào dưới áp suất được kiểm soát
• Một băng tải trục vít hoặc hệ thống bùn loại bỏ đất đào với tốc độ được kiểm soát
• Cảm biến áp suất trên vách ngăn và xi lanh lái cung cấp dữ liệu trực tiếp cho người vận hành
• Xi lanh kích thủy lực đẩy các đoạn ống đúc sẵn về phía sau máy

Tại sao các kỹ sư chọn EPB thay vì các phương pháp kích ống khác

Các dự án kích ống thường lựa chọn giữa hai phương pháp cân bằng áp lực chính: cân bằng bùn và cân bằng áp lực đất. Trong khi hệ thống bùn tuần hoàn chất lỏng có áp suất để quản lý nước ngầm và ổn định bề mặt đường hầm, Máy kích ống cân bằng áp suất đất hoàn thành mục tiêu tương tự bằng cách sử dụng chính đất đào, được điều hòa khi cần thiết, thay vì dựa vào mạch chất lỏng riêng biệt. Sự khác biệt này quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ phức tạp của thiết bị, dấu chân bề mặt và mức độ hoạt động của một máy nhất định trong các điều kiện mặt đất cụ thể.

Sơ lược về cân bằng áp suất trái đất và cân bằng bùn

Ưu điểm chính về hiệu suất trên các dự án thực tế

Ngoài cơ học cơ bản, một số ưu điểm thực tế giải thích tại sao máy kích ống cân bằng áp suất đất lại trở thành lựa chọn phù hợp cho các dự án cơ sở hạ tầng thành phố. Phương pháp này đạt được sự an toàn, hiệu quả và chất lượng cao khi đặt các đường ống cỡ trung bình và lớn qua khoảng cách kích thẳng hoặc cong không quá 1000 mét, với khả năng vận chuyển xỉ thuận tiện và hiệu quả trong việc kiểm soát độ lún của mặt đất. Kiểm soát độ lún là một trong những lý do lớn nhất khiến các thành phố ưa chuộng phương pháp này đối với các dự án chạy bên dưới những con đường đông đúc, các tiện ích hiện có hoặc các công trình nhạy cảm, vì giảm thiểu sự gián đoạn bề mặt sẽ tránh được việc sửa chữa tốn kém và gián đoạn giao thông mà phương pháp đào rãnh mở sẽ yêu cầu.

Máy kích ống EPB hiện đại cũng áp dụng phương pháp truyền mô-men xoắn cao, tốc độ thấp để tăng lực cắt, với hệ số quá tải có thể đạt gấp ba lần tải trọng vận hành bình thường, giúp chúng có tính linh hoạt cao khi làm việc trên nhiều loại đất bao gồm cát thô và sa thạch phong hóa. Hệ thống bơm vữa và phun đất độc lập có thể cải thiện hơn nữa các điều kiện bề mặt đào khi cần thiết và do độ lún đất liên quan đến xây dựng vẫn ở mức nhỏ nên lớp phủ tối thiểu cần thiết có thể chỉ bằng 1,5 lần đường kính đường hầm, điều này mở ra các phương án lắp đặt nông hơn mà không thể thực hiện được bằng các phương pháp kém chính xác hơn.

Các ứng dụng điển hình trên các dự án cơ sở hạ tầng

Máy kích ống cân bằng áp suất đất được sử dụng nhiều nhất trong các dự án mà việc giảm thiểu sự gián đoạn bề mặt cũng quan trọng như chính đường ống. Đường cấp nước và nước thải đô thị vẫn là ứng dụng phổ biến nhất, đặc biệt là ở các khu đô thị đông đúc, nơi việc đào rãnh mở sẽ làm gián đoạn giao thông, các tiện ích hiện có và các công trình lân cận trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng. Các ống dẫn cáp điện và ống cáp truyền thông theo sát phía sau vì các nhà cung cấp dịch vụ tiện ích ngày càng ưa chuộng việc lắp đặt không có rãnh để tránh chi phí và sự gián đoạn khi đào bề mặt trên các hành lang đông đúc.

Trường hợp phương pháp này có xu hướng hoạt động tốt hơn so với xây dựng rãnh mở

• Đường phố đô thị dày đặc, nơi cần hạn chế sự gián đoạn bề mặt ở mức tối thiểu
• Giao lộ bên dưới đường bộ, đường sắt hoặc đường thủy nơi việc đào lộ thiên là không thực tế
• Các địa điểm có tiện ích ngầm hiện có không thể bị xáo trộn trong quá trình lắp đặt
• Các khu vực nhạy cảm với môi trường nơi việc đào bề mặt sẽ gây ra thiệt hại lâu dài
• Đường ống chạy đường dài nơi các trạm kích trung gian có thể kéo dài tổng chiều dài truyền động

Những điều cần đánh giá trước khi chọn máy cho dự án của bạn

Việc chọn máy kích ống cân bằng áp lực đất phù hợp cho một dự án cụ thể bắt đầu bằng sự hiểu biết rõ ràng về điều kiện mặt đất, vì phương pháp này hoạt động tốt nhất trên các loại đất cụ thể và có thể gặp khó khăn ở các loại đất khác nếu không có sửa đổi phù hợp. Việc xem xét dữ liệu khảo sát địa kỹ thuật trước khi lựa chọn thiết bị giúp xác định xem cấu hình EPB tiêu chuẩn có đủ hay không hoặc liệu các tính năng bổ sung, chẳng hạn như hệ thống phun vữa nâng cao hoặc đầu cắt chuyên dụng, có cần thiết để xử lý nền cứng hơn hoặc biến đổi hơn hay không. Chiều dài dự án, yêu cầu về đường cong và đường kính ống yêu cầu cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn máy, vì không phải mọi hệ thống EPB đều được đánh giá cho cùng khoảng cách kích hoặc dung sai độ cong.

Các câu hỏi cần giải quyết với nhà cung cấp thiết bị của bạn

• Khảo sát địa kỹ thuật cho biết gì về thành phần đất dọc theo tuyến đường quy hoạch
• Đường kính ống yêu cầu là bao nhiêu và nó có nằm trong phạm vi định mức của máy không
• Dự án có liên quan đến việc căn chỉnh đường cong không và máy hỗ trợ khả năng chịu độ cong nào
• Sẽ cần các trạm kích trung gian cho các ổ đĩa dài hơn
• Máy có khả năng phun vữa hoặc xử lý đất như thế nào đối với nền đất có thể thay đổi