Hoe werkt een tunnelmachine eigenlijk honderden meters onder de grond?

De anatomie en techniek van tunnelboormachines

EEN Tunnelboormachine (TBM), vaak een 'mechanische mol' genoemd, is een geavanceerd stuk zwaar materieel dat is ontworpen om tunnels met een cirkelvormige dwarsdoorsnede door verschillende grond- en rotslagen te graven. In tegenstelling tot traditionele boor- en explosiemethoden bieden TBM's het voordeel dat ze de verstoring van de omringende grond beperken en een gladde tunnelwand produceren. De machine bestaat uit een roterende snijkop die het gesteente of de grond openbreekt, een stuwkrachtsysteem om de machine vooruit te duwen, en een sleeptandwiel dat het verwijderen van vuil en de installatie van permanente tunnelbekleding vergemakkelijkt.

Kerncomponenten van een TBM

• Snijkop: De naar voren gerichte schijf is uitgerust met hardmetalen messen of schijfmessen die zijn ontworpen om door geologische formaties te slijpen.
• Schild: EEN protective steel cylinder that prevents the surrounding earth from collapsing into the machine while the tunnel lining is being installed.
• Stuwkrachtcilinders: Hydraulische vijzels die tegen de eerder geïnstalleerde betonsegmenten drukken om de machine voort te stuwen.
• Transportsysteem: EEN belt or screw conveyor that transports excavated material (muck) from the front of the machine to the rear for disposal.

Gespecialiseerde TBM-typen voor diverse geologische omstandigheden

Het selecteren van de juiste tunnelmachine is sterk afhankelijk van de bodemgesteldheid, zoals hard gesteente, zachte klei of waterhoudend zand. Ingenieurs moeten uitgebreid geologisch onderzoek uitvoeren voordat ze een op maat gemaakte TBM in gebruik nemen. Aardedrukbalans (EPB)-machines zijn bijvoorbeeld ideaal voor zachte, samenhangende grond, terwijl Drijfmest schild TBM's beter geschikt zijn voor onstabiele grond met hoge hydrostatische druk.

De operationele cyclus van ondergrondse opgravingen

De werking van een boormachine is een continue cyclus van uitgraven en bekleden. Terwijl de snijkop draait en de machine voortbeweegt, worden geprefabriceerde betonsegmenten op hun plaats gehesen door een vacuümmontagearm aan de achterkant van het schild. Deze segmenten worden aan elkaar geschroefd om een ​​volledige ring te vormen, die de permanente structuur van de tunnel wordt. Zodra een ring is voltooid, duwen de drukcilinders de nieuwe ring af om aan de volgende graafslag te beginnen. Dit proces maakt tunnelen met hoge snelheid mogelijk, waarbij vaak 10 tot 15 meter per dag wordt bereikt, afhankelijk van de diameter en de omgeving.

Precisiebegeleiding en navigatie

Moderne tunnelmachines maken gebruik van geavanceerde lasergeleidingssystemen en GPS om een nauwkeurig traject te volgen. Operators houden de positie van de machine in de gaten vanuit een controlecabine in de TBM, zodat de afwijking van de geplande uitlijning binnen de millimeter blijft. Deze precisie is van cruciaal belang in stedelijke omgevingen waar de machine tussen bestaande funderingen van gebouwen, metrolijnen en nutsleidingen moet navigeren zonder zettingen in het oppervlak te veroorzaken.

Milieu- en veiligheidsvoordelen van mechanische tunnelbouw

De verschuiving van handmatige graafwerkzaamheden naar TBM-technologie heeft de veiligheidsnormen in de bouwsector drastisch verbeterd. Omdat de machine een doorlopend stalen schild voor de werknemers biedt, zijn de risico's van instortingen vrijwel geëlimineerd. Bovendien wordt de impact op het milieu verminderd door gecontroleerde mestverwijdering en verminderde geluidsoverlast in vergelijking met grondgebonden constructies. De gesloten-lussystemen in Slurry TBM's maken ook recycling van boorvloeistoffen mogelijk, waardoor het proces duurzamer wordt voor infrastructuurprojecten op lange termijn.

• Verminderde oppervlaktetrillingen beschermen historische gebouwen in stadscentra.
• EENutomated segment installation minimizes manual labor in high-risk zones.
• Efficiënte logistiek door het gebruik van sleepuitrusting zorgt voor een schone werkplek.