De werking van een pijpvijzelmachine begrijpen
Een pijpdoorpersmachine, in de industrie vaak microtunnelingboormachine (MTBM) genoemd, is een geavanceerd stukje techniek dat is ontworpen om ondergrondse pijpleidingen te installeren zonder de noodzaak van uitgebreide uitgravingen aan het oppervlak. Het proces omvat een krachtig hydraulisch vijzelstation in een lanceerschacht, dat de pijpsegmenten door de grond duwt. Aan de voorkant van de pijpenstreng graaft een gespecialiseerd schild of snijkop de grond uit. Deze methode geniet grote voorkeur in stedelijke omgevingen waar traditionele 'cut and cover'-technieken het verkeer zouden verstoren, de bestaande infrastructuur zouden beschadigen of een duur herstel van de oppervlaktebeplanting zouden vereisen.
De precisie van deze machines wordt gehandhaafd via een lasergeleidingssysteem. Een laserstraal wordt vanaf de lanceerschacht geprojecteerd op een doel dat zich binnen het tunnelschild bevindt. Hierdoor kan de machinist de positie van de machine in realtime volgen en kleine aanpassingen aan de stuurcilinders maken. Door dit hoge nauwkeurigheidsniveau te behouden, kan pijpdoorpersapparatuur pijpleidingen over lange afstanden en door complexe bochten installeren met minimale afwijking van de geplande uitlijning.
Kerncomponenten van een sleufloos vijzelsysteem
Om een succesvolle installatie te garanderen, moeten verschillende kritische componenten perfect synchroon werken. De efficiëntie van de operatie hangt niet alleen af van de snijkop, maar ook van de ondersteuningssystemen die de druk, smering en vuilverwijdering regelen. Hieronder staan de belangrijkste elementen die betrokken zijn bij een standaardopstelling:
- Het schild: Een beschermende stalen cilinder waarin het snijwiel en de stuurmechanismen zijn ondergebracht, waardoor de machines en operators worden beschermd tegen bodemdruk.
- Hoofdopvijzelstation: Een robuust hydraulisch frame dat de enorme stuwkracht levert die nodig is om de gehele pijpleiding door de aarde te duwen.
- Tussenliggende opvijzelstations (IJS): Deze worden gebruikt voor langeafstandsaandrijvingen en worden tussen pijpsegmenten geplaatst om de totale vijzelkracht te verdelen en te voorkomen dat de structurele capaciteit van de pijpen wordt overschreden.
- Smeersysteem: Injecteert bentoniet of gespecialiseerde polymeren in de overcut (de ruimte tussen de buis en de grond) om wrijving te verminderen.
- Drijfmestbeheersysteem: In slurry-achtige machines circuleert dit systeem vloeistof naar het oppervlak om uitgegraven puin te verwijderen en terug naar het oppervlak te transporteren voor scheiding.
Methoden vergelijken: Drijfmest versus gronddrukbalans
Het goede kiezen pijp doorpersmachine hangt grotendeels af van de geologische omstandigheden van de projectlocatie. Twee van de meest voorkomende varianten zijn Slurry Shield- en Earth Pressure Balance-machines (EPB). Ze gaan allemaal anders om met de stabiliteit en het verwijderen van de grond, om ervoor te zorgen dat het tunnelvlak tijdens het rijden niet instort.
| Functie | Drijfmest-schildmachine | EPB-machine |
| Primair bodemtype | Zand, grind, hoogwaterpeil | Slib, klei, samenhangende bodems |
| Gezichtsondersteuning | Drijfmestvloeistof onder druk | Uitgegraven grond met additieven |
| Muck Transport | Hydraulische pijpleiding (slurry) | Schroeftransporteur of riem |
| Milieu-impact | Vereist een drijfmestscheidingsinstallatie | Droger Muck, eenvoudiger verwijdering |
Operationele best practices voor succes bij tunneling
Geotechnische beoordeling en voorbereiding van de locatie
Voordat een pijpvijzelmachine zelfs maar de grond raakt, is een grondige bodemanalyse verplicht. Als u de aanwezigheid van rotsen, grondwater of door de mens gemaakte obstakels begrijpt, voorkomt u dat de machine vastloopt of overmatige slijtage van het gereedschap veroorzaakt. Ingenieurs moeten er ook voor zorgen dat de lanceer- en ontvangstschachten structureel gezond zijn en bestand zijn tegen de tegendruk die door de hoofdvijzelcilinders tegen de achterwand wordt uitgeoefend.
Wrijvingsweerstand beheren
Wrijving is de belangrijkste vijand bij het doorpersen van pijpen over lange afstanden. Naarmate de lengte van de pijpleiding toeneemt, groeit de kracht die nodig is om deze te verplaatsen exponentieel. Om dit tegen te gaan, moeten operators een consistente "ringvormige ruimte" behouden, gevuld met smering. Het voortdurend monitoren van de vijzeldruk is van cruciaal belang; een plotselinge drukpiek duidt vaak op een smeringsfout of een verandering in de bodemdichtheid, waardoor onmiddellijke corrigerende maatregelen nodig zijn om schade aan de betonnen of stalen buissegmenten te voorkomen.
