Tunneling saaie machines (TBMS) zijn wonderen van moderne engineering, ontworpen om tunnels op te graven met minimale verstoring van de oppervlakte. Hoewel alle TBM's hetzelfde basisdoel dienen, gebruiken ze verschillende methoden om het opgegraven materiaal te beheren, bekend als Muck, en het tunnelgezicht ondersteunen. De twee meest voorkomende typen zijn de Aarddrukbalans (EPB) machine en de Slurry schild . Het begrijpen van hun verschillen is cruciaal voor het selecteren van de juiste tunnel saaie apparatuur voor een bepaald project.
Aarddrukbalans (EPB) machines
EPB -machines zijn een type gemechaniseerd schild dat zeer effectief is in samenhangende, zachte grondcondities zoals klei, slib en zand. Het kernprincipe van een EPB -schild is om het uitgegraven materiaal zelf te gebruiken om een stabiele druk aan het tunnelgezicht te creëren, waardoor de omringende grond niet instort.
Hoe het werkt:
-
Opgraving en mestconditionering: De roterende snijkop van de machine graaft de grond op. Terwijl de modder de kamer van de machine binnenkomt (de schroeftransportkamer), wordt deze gemengd met conditioneringsmiddelen zoals schuim, bentoniet of polymeren. Deze agenten veranderen de grond in een plastic, tandpastaachtige consistentie.
-
Drukregeling: De schroeftransporteur, die het hart van het EPB -systeem is, regelt de snelheid waarmee de geconditioneerde stomp uit de kamer wordt geëxtraheerd. Door de snelheid van de schroeftransporteur en de stuwkracht van de tunnelmachine aan te passen, wordt een constante druk gehouden aan het tunnelvlak. Deze druk balanceert perfect de omringende aarde en waterdruk, waardoor stabiliteit wordt gewaarborgd zonder grondregeling te veroorzaken.
-
Muck Transport: De geconditioneerde modder wordt vervolgens uit de tunnel getransporteerd op een transportband of op andere manieren.
Voordelen:
-
Uitstekend voor zachte, fijnkorrelige bodems.
-
Vereist minder ontwatering in vergelijking met andere methoden, waardoor het in sommige gevallen milieuvriendelijker wordt.
-
Het opgegraven materiaal is vaak gemakkelijk te hanteren en te verwijderen.
Nadelen:
-
Worstelingen in grove, zeer permeabele grond (bijv. Gravel) waarbij de conditioneringsmiddelen niet effectief een drukdichte pasta kunnen creëren.
-
Kan minder effectief zijn in omstandigheden met gemengde gezicht (waarbij het tunnelgezicht bestaat uit zowel zachte als harde rots).
Surry Shield TBMS
Surry Shield TBMS , daarentegen, zijn specifiek ontworpen voor tunneling in waterhoudende, niet-koetsende bodems zoals zand en grind, evenals gemengde gezichtsomstandigheden. In plaats van de uitgegraven grond te gebruiken voor drukbalans, gebruiken ze een bentoniet slurry onder druk.
Hoe het werkt:
-
Opgraven en slurry -injectie: De snijkop graaft de grond op, die onmiddellijk wordt gemengd met een bentoniet slurry in de opgravingskamer. De slurry wordt bij een gereguleerde druk in de kamer gepompt.
-
Drukregeling: De slurry onder druk vormt een "filtercake" op het tunnelgezicht, die fungeert als een barrière om te voorkomen dat water de kamer binnengaat en de grond niet instort. De druk van de slurry wordt zorgvuldig geregeld om de externe aarde en waterdruk te compenseren.
-
Muck transport en scheiding: Het mengsel van slurry en modder wordt vervolgens uit de tunnel gepompt naar een oppervlaktescheidingsplant. Hier wordt de uitgegraven grond gescheiden van de slurry, die vervolgens wordt gereviseerd en teruggepompt in de tunnelmachine om te worden hergebruikt.
Voordelen:
-
Zeer effectief in water met water, niet-koetsende grond.
-
Uitstekend voor het omgaan met hoog waterdrukken.
-
Kan een breed scala aan grondomstandigheden beheren, waaronder rotsfragmenten en keien.
Nadelen:
-
Vereist een complexe en dure slurry -zuiveringsinstallatie op het oppervlak.
-
Het proces van het scheiden van de modder van de slurry kan kostbaar en tijdrovend zijn.
-
De verwijdering van de opgegraven mest kan complexer zijn vanwege het mengsel met slurry.
Conclusie
Samenvattend, de keuze tussen een EPB TBM en een Slurry schild grotendeels hangt af van de geologische en hydrogeologische omstandigheden van de tunnellocatie. Een EPB-machine is de go-to voor samenhangende, zachte bodems , gebruik van het opgegraven materiaal zelf voor stabiliteit. Een slurry -schild daarentegen is de superieure optie voor waterhoudende, niet-koetsende grond , vertrouwend op een bentoniet slurry om de gezichtsdruk te behouden. Beide soorten tunnelboormachines vertegenwoordigen geavanceerde oplossingen voor de uitdagingen van de ondergrondse constructie, maar hun verschillende operationele principes maken ze geschikt voor verschillende ondergrondse omgevingen.
