Thế giới ẩn giấu của đường hầm
Các thành phố chúng ta đang sống được xây dựng trên các lớp cơ sở hạ tầng: đường cao tốc, các tòa nhà và mạng lưới ngầm phức tạp ngày càng tăng. Từ tàu điện ngầm và đường sắt đến các ống dẫn tiện ích và hệ thống thoát nước, đường hầm là những mạch máu ẩn giúp cuộc sống đô thị hiện đại luôn trôi chảy. Nhưng làm thế nào để các kỹ sư tạo ra những con đường rộng lớn, bằng phẳng này nằm sâu bên dưới những con phố nhộn nhịp và hệ sinh thái tinh tế mà không làm xáo trộn thế giới bên trên? Câu trả lời nằm ở những thiết bị khổng lồ, chuyên dụng, đứng đầu trong số đó là thiết bị Máy bảo vệ cân bằng bùn .
Giới thiệu Titan đào hầm
Máy khiên, thường được gọi đơn giản là Máy khoan hầm (TBM), về cơ bản là một nhà máy di động, tự động dưới lòng đất. Nó được thiết kế để đào đất và đá ở phía trước đồng thời lót các bức tường đường hầm mới đào bằng các đoạn bê tông phía sau. Có một số loại TBM và việc lựa chọn tùy thuộc vào điều kiện mặt đất. Đối với nền đất mềm, chứa nước hoặc không ổn định - loại đất thường thấy dưới lòng sông hoặc các khu đô thị có mật độ cao - thì Máy bảo vệ cân bằng bùn là nhà vô địch không thể tranh cãi.
“Cân bằng bùn” nghĩa là gì?
Đặc điểm nổi bật của chiếc máy này là việc sử dụng bùn để duy trì áp lực và sự ổn định ở mặt cắt.
- Phòng khai quật: Khi bánh cắt ở phía trước máy TBM quay và nghiền nát đất, vật liệu đào sẽ đi vào buồng điều áp.
- Lưu thông bùn: Buồng này chứa đầy một hỗn hợp chất lỏng đặc, đặc - bùn - thường bao gồm nước và đất sét bentonite. Đất sét này tạo thành một lớp bánh mỏng, không thấm nước trên thành buồng và mặt đất lộ ra ngoài.
- Cân bằng áp suất: Bùn được duy trì ở áp suất chính xác, chống lại chính xác áp lực do đất và nước ngầm xung quanh gây ra. Đây là “sự cân bằng”. Bằng cách duy trì trạng thái cân bằng này, máy sẽ ngăn ngừa được hai vấn đề chính:
- “Thổi phồng”: Nơi có áp lực lớn từ bên ngoài đất, nước tràn vào hầm gây mất ổn định và ngập lụt.
- “Chìm”: Nơi áp suất thấp bên trong buồng làm cho mặt đất phía trước sụp đổ, dẫn đến hiện tượng lún bề mặt và có khả năng gây hư hại cho các tòa nhà bên trên.
Hành trình của Trái đất
Quá trình đào hầm bao gồm một hệ thống xử lý vật liệu phức tạp:
- Trộn và chiết xuất: Khi bánh xe cắt đào, đất đào trộn với bùn. Hỗn hợp bùn đất này liên tục được bơm ra khỏi khoang đào qua các đường ống đến thiết bị phân tách trên bề mặt.
- Nhà máy tách: Nhìn bề ngoài, nhà máy phân tách là một cơ sở hóa chất mini. Nó sử dụng máy lắc, hydrocyclones và máy ly tâm để làm sạch bùn bentonite có giá trị khỏi các hạt đất trơ.
- Tái chế và thải bỏ: Bùn đã được làm sạch sau đó được tái chế và bơm trở lại TBM để sử dụng liên tục. Đất được tách ra, bây giờ ở dạng 'bánh bùn' hoặc đất vụn có thể tái sử dụng, được xử lý hoặc tái sử dụng một cách an toàn cho các dự án xây dựng khác.
Tại sao Máy bảo vệ cân bằng bùn lại cần thiết
Khả năng của Máy bảo vệ cân bằng bùn để quản lý chính xác áp lực bề mặt khiến nó trở thành công nghệ được ưa thích cho các dự án đầy thách thức:
- Dưới sông và hồ: Nó hoạt động an toàn trên mặt đất xốp, bão hòa, nơi áp lực nước cực cao.
- Đường hầm đô thị sâu: Nó giảm thiểu độ lún của mặt đất, bảo vệ các tòa nhà lịch sử và cơ sở hạ tầng nhạy cảm ở trên.
- Ổ đĩa đường dài: Quá trình liên tục, được kiểm soát cho phép xây dựng các đoạn đường hầm cực kỳ dài một cách hiệu quả và không cần nhiều trục trung gian.
Về bản chất, Máy tạo lá chắn cân bằng bùn là một thành tựu của kỹ thuật địa kỹ thuật, mang lại cho nhân loại sức mạnh để tạo ra những con đường an toàn, cần thiết xuyên qua những địa hình khó khăn nhất, đồng thời giữ cho thế giới trên mặt đất không bị xáo trộn.
