Việc xây dựng hiện đại cơ sở hạ tầng ngầm đòi hỏi các phương pháp giảm thiểu sự gián đoạn bề mặt trong khi vẫn duy trì các tiêu chuẩn cao về độ chính xác và hiệu quả . Trong số các giải pháp phức tạp nhất để lắp đặt đường ống là Máy tạo đường hầm vi mô (MTBM). Công nghệ này thể hiện bước nhảy vọt đáng kể so với các phương pháp cắt mở truyền thống, mang đến giải pháp thay thế không cần đào hào để lắp đặt đường ống trên nhiều môi trường khác nhau, từ các khu đô thị đông dân cư đến các khu sinh thái nhạy cảm.
Máy tạo đường hầm vi mô là gì?
A Máy tạo đường hầm vi mô là một hệ thống kích ống được điều khiển từ xa, có thể điều khiển được, đồng thời đào và lắp đặt các đoạn ống. Từ "vi mô" trong tên của nó chủ yếu đề cập đến thực tế là quá trình này được điều khiển từ trên mặt đất và kích thước đường hầm thường dao động từ đến hơn về đường kính, tương đối nhỏ so với Máy khoan hầm (TBM) thông thường được sử dụng cho các đường hầm tàu điện ngầm hoặc xe cộ lớn.
Nguyên tắc cơ bản bao gồm một cái khiên được trang bị đầu cắt để đào đất. Ngay phía sau tấm chắn, một chuỗi các đoạn ống đúc sẵn (thường làm bằng bê tông hoặc thép) được đẩy về phía trước bằng lực tác động mạnh. kích thủy lực nằm trong trục kích. Đất đào được liên tục được vận chuyển trở lại trục phóng thông qua hệ thống bùn hoặc máy khoan.
Các thành phần chính và hoạt động
Việc vận hành thành công một Máy tạo đường hầm vi mô dựa vào sức mạnh tổng hợp của một số thành phần quan trọng:
- Đầu cắt (Khiên): Được thiết kế phù hợp với điều kiện đất đai, đầu cắt có nhiệm vụ xới đất. Các loại khác nhau, chẳng hạn như đầu mở, toàn mặt hoặc đầu cắt đá, được sử dụng tùy thuộc vào việc dự án ở trên nền đất mềm, mặt hỗn hợp hay đá.
- Hệ thống kích: Trạm kích thủy lực công suất lớn đặt ở trục phóng cung cấp lực đẩy cần thiết để đẩy tấm chắn và toàn bộ dây ống về phía trước.
- Hệ thống loại bỏ rác: Đây thường là một vòng khép kín hệ thống bùn , bơm hỗn hợp chất lỏng (bùn) lên bề mặt để ổn định hố đào và vận chuyển vật liệu đào (đất) trở lại nhà máy phân tách trên bề mặt. Đối với các lỗ khoan nhỏ hơn, hệ thống khoan có thể được sử dụng
- Hệ thống hướng dẫn: Độ chính xác là điều tối quan trọng. hiện đại Máy tạo đường hầm vi mô sử dụng hệ thống hướng dẫn laser hoặc, đối với các bộ truyền động dài hơn và cong hơn, hệ thống con quay hồi chuyển tiên tiến hơn để liên tục theo dõi vị trí của máy (đường và cấp độ) và điều chỉnh hệ thống lái của nó thông qua khớp nối trong tấm chắn.
- Thùng chứa điều khiển: Toàn bộ hoạt động được quản lý từ xa từ bộ điều khiển bề mặt, đảm bảo an toàn tối đa cho nhân sự.
Ưu điểm và ứng dụng
Việc áp dụng các Máy tạo đường hầm vi mô đã phát triển đáng kể nhờ những ưu điểm hấp dẫn so với các phương pháp truyền thống:
- Sự gián đoạn bề mặt tối thiểu: Vì tất cả các công việc lớn đều diễn ra dưới lòng đất nên loại bỏ nhu cầu đào rãnh dài, giảm đáng kể tình trạng gián đoạn giao thông, tiếng ồn và tác động đến môi trường. Điều này đặc biệt có giá trị ở các trung tâm đô thị.
- Độ chính xác cao: Hệ thống hướng dẫn tiên tiến cho phép lắp đặt đường ống với độ chính xác đặc biệt về tuyến và cấp, điều này rất quan trọng đối với hệ thống thoát nước bằng trọng lực.
- An toàn: Bản chất điều khiển từ xa của Máy tạo đường hầm vi mô giúp công nhân tránh xa mặt đường hầm, tăng cường đáng kể sự an toàn tại nơi làm việc.
- Tính linh hoạt: Công nghệ này có thể xử lý nhiều điều kiện mặt đất khác nhau, bao gồm cát, đất sét, đá và mực nước ngầm cao, bằng cách duy trì áp lực mặt dương.
Các ứng dụng chính của Máy tạo đường hầm vi mô bao gồm việc cài đặt cơ sở hạ tầng mới như:
- Cống thoát nước vệ sinh và thoát nước mưa
- Đường ống dẫn nước và khí đốt
- Ống dẫn tiện ích và ống dẫn cáp
- Cấu trúc thoát nước và hệ thống thoát nước
Tương lai của công nghệ không rãnh
Khi nhu cầu về cơ sở hạ tầng tiếp tục tăng lên trên toàn cầu, Máy tạo đường hầm vi mô sẽ vẫn là một công cụ quan trọng. Nghiên cứu đang tiến hành tập trung vào việc phát triển MTBM với khả năng cơ động cao hơn cho những đường cong chặt chẽ hơn, đầu cắt nâng cao dành cho địa chất đầy thách thức và hệ thống xử lý hư hỏng hiệu quả hơn. Nỗ lực không ngừng hướng tới các phương pháp xây dựng thông minh hơn, an toàn hơn và bền vững hơn đảm bảo tầm quan trọng lâu dài của cường quốc chính xác này trong thế giới kỹ thuật dân dụng.
