L'arte e la scienza della costruzione sotterranea sono state rivoluzionate dal macchina noiosa tunnel (TBM). Queste meraviglie meccaniche, spesso definite "talpe", sono diventate la soluzione di riferimento per creare tunnel lunghi e precisi, in particolare di fronte alla formidabile sfida di noioso attraverso una roccia solida.
La sfida di Hard Rock
Il tunneling di roccia presenta un insieme unico di ostacoli. L'immensa forza e la natura abrasiva del terreno richiedono un approccio diverso rispetto al tunneling attraverso il terreno morbido. Mentre sono ancora usati metodi tradizionali di "trapano e esplosioni", sono spesso più lenti, più rischiosi e causano significative vibrazioni del terreno, rendendoli inadatti alle aree urbane o ai progetti in cui la stabilità geologica è fondamentale.
Questo è dove lo specializzato macchina noiosa tunnel Perché il tunneling roccioso arriva a sé stante. Progettati per resistere alle forze estreme, questi TBM offrono un metodo di scavo più veloce, più sicuro e più controllato. Creano una faccia tunnel pulita e circolare con un disturbo minimo per la massa rocciosa circostante, che è fondamentale per la stabilità del tunnel a lungo termine.
Anatomia di un TBM noioso
Un TBM specifico per la roccia è un complesso pezzo di ingegneria, costruito per schiacciarsi e macinare anche il granito più duro. I componenti chiave includono:
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Cutttershead: Questa è la parte più cruciale, un enorme disco rotante montato nella parte anteriore della macchina. È dotato di taglierini in acciaio indurito: non denti, ma una serie di dischi rotolanti che applicano un'enorme pressione sulla faccia di roccia. Mentre la testa di taglio ruota, questi taglieri fratturano la roccia, facendola sfruttare in piccoli patatine.
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Sistema di spinta: Per generare la forza necessaria, potenti cilindri idraulici spingono la testa in avanti. Questa spinta in avanti viene reagita contro le pareti del tunnel o contro un rivestimento di tunnel precedentemente installato.
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Sistema di rimozione del mack: Le patatine rocciose scavate, note come "fango", cadono in secchi sulla testa di taglierina e vengono quindi trasportati sul retro della macchina. Questo viene in genere eseguito tramite un trasportatore a vite o una serie di cinture di trasportatori, che portano il materiale fuori dal tunnel.
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Sistema della pinza: Molti TBM rock, in particolare TBMS "aperti" o "gripper", usano un potente sistema di pinza. Queste macchine si ancorano alle pareti del tunnel con cuscinetti idraulici, fornendo una base stabile per spingere la testa in avanti.
Tipi di tunneling rock TBMS
La scelta di a macchina noiosa tunnel Dipende fortemente dalla geologia rocciosa specifica. Non tutto il rock è lo stesso; Alcuni sono competenti e stabili, mentre altre formazioni possono essere fratturate o contengono acque sotterranee.
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Main Beam TBMS (Open TBMS): Questi sono il tipo più comune per una roccia dura e stabile. Hanno una struttura aperta dietro la testa di taglierina, consentendo agli equipaggi di installare bulloni di roccia, mesh e calcestruzzo per supportare le pareti del tunnel mentre la macchina avanza. Questo design è altamente efficiente e offre un'eccellente visibilità della geologia.
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Singolo scudo tbms: Quando la roccia è meno stabile e inclini allo spalling o al collasso, una macchina schermata è una scelta più sicura. Lo scudo, un involucro di acciaio protettivo, si estende sul corpo della TBM, proteggendo l'equipaggio e le attrezzature. Questo tipo di macchina noiosa tunnel Installa segmenti di calcestruzzo pre-cast per creare un rivestimento permanente immediatamente dietro lo scudo mentre avanza.
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Doppio scudo tbms: Queste macchine combinano le migliori caratteristiche sia dei design aperti che a scudo singolo. Possono operare in due modalità: una modalità "pinza" per la roccia stabile e una modalità "schermata" per aree meno stabili. Il vantaggio principale di un doppio scudo macchina noiosa tunnel è la sua capacità di installare segmenti di tunnel contemporaneamente al processo noioso nella roccia stabile, portando a tassi di anticipo molto elevati.
La continua evoluzione del macchina noiosa tunnel ha reso possibile affrontare progetti di tunneling di roccia sempre più difficili e lunghi, dalle ferrovie trans-montagna e linee della metropolitana di livello profondo alle infrastrutture idriche e di utilità critiche. Poiché gli ingegneri continuano a spingere i confini di ciò che è possibile, questi titani sotterranei rimarranno in prima linea nella moderna ingegneria civile.
