Le macchine noiose di tunneling (TBMS) sono meraviglie dell'ingegneria moderna, progettate per scavare tunnel con interruzione minima in superficie. Mentre tutti i TBM hanno lo stesso scopo di base, utilizzano metodi diversi per gestire il materiale scavato, noto come fango, e supportare il volto del tunnel. I due tipi più comuni sono il Macchina per bilanciamento della pressione terrestre (EPB) e il Scudo di liquame . Comprendere le loro differenze è cruciale per la selezione delle giuste apparecchiature noiose per un determinato progetto.
Macchine per bilanciamento della pressione della terra (EPB)
Macchine EPB sono un tipo di scudo meccanizzato che è altamente efficace in condizioni di terra coesa e morbida come argilla, limo e sabbia. Il principio fondamentale di uno scudo EPB è quello di utilizzare il materiale scavato stesso per creare una pressione stabile sulla faccia del tunnel, impedendo al collasso del terreno circostante.
Come funziona:
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Condizionamento di scavi e fango: La testa di taglierina rotante della macchina scava il terreno. Mentre il fango entra nella camera pressurizzata della macchina (la camera del trasportatore a vite), viene miscelato con agenti di condizionamento come schiuma, bentonite o polimeri. Questi agenti trasformano il terreno in una consistenza di plastica simile a un dentifricio.
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Controllo della pressione: Il trasportatore a vite, che è il cuore del sistema EPB, controlla la velocità con cui viene estratto il mack condizionato dalla camera. Regolando la velocità del trasportatore a vite e la forza di spinta della macchina di tunneling, una pressione costante viene mantenuta sulla faccia del tunnel. Questa pressione bilancia perfettamente la pressione circostante la terra e l'acqua, garantendo la stabilità senza causare l'insediamento del terreno.
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Muck Transport: Il fango condizionato viene quindi trasportato fuori dal tunnel su un trasportatore o con altri mezzi.
Vantaggi:
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Eccellente per terreni morbidi e a grana fine.
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Richiede meno disidratazione rispetto ad altri metodi, rendendolo più ecologico in alcuni casi.
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Il materiale scavato è spesso facile da gestire e smaltire.
Svantaggi:
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Le lotte in terreno grossolana e altamente permeabile (ad esempio, ghiaia) in cui gli agenti di condizionamento non possono creare efficacemente una pasta a tenuta di pressione.
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Può essere meno efficace in condizioni di faccia mista (in cui il volto del tunnel è costituito sia da roccia morbida che dura).
Sluorry Shield TBMS
Sluorry Shield TBMS Al contrario, sono specificamente progettati per il tunneling in terreni non coessivi come la sabbia e la ghiaia, nonché le condizioni a faccia misti. Invece di usare il terreno scavato per l'equilibrio della pressione, usano una sospensione di bentonite pressurizzata.
Come funziona:
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Iniezione di scavi e liquami: La testa del cutter scappa il terreno, che viene immediatamente mescolato con una sospensione di bentonite nella camera di scavo. La sospensione viene pompata nella camera a una pressione controllata.
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Controllo della pressione: La sospensione pressurizzata forma una "torta di filtri" sul viso del tunnel, che funge da barriera per impedire all'acqua di entrare nella camera e del terreno di collassare. La pressione della sospensione è attentamente controllata per controbilanciare la pressione esterna della terra e dell'acqua.
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Muck Transport and Separation: La miscela di liquame e fango viene quindi pompata dal tunnel in un impianto di separazione della superficie. Qui, il terreno scavato viene separato dalla sospensione, che viene quindi ricondizionata e pompata nella macchina a tunneling per essere riutilizzato.
Vantaggi:
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Altamente efficace nel terreno non coestivo.
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Eccellente per gestire elevate pressioni sull'acqua.
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Può gestire un'ampia varietà di condizioni di terra, tra cui frammenti di roccia e massi.
Svantaggi:
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Richiede un impianto di trattamento di liquami complesso e costoso in superficie.
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Il processo di separazione del fango dal liquame può essere costoso e dispendioso in termini di tempo.
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Lo smaltimento del fango scavato può essere più complesso grazie alla sua miscela con liquame.
Conclusione
In sintesi, la scelta tra un EPB TBM e a Scudo di liquame Dipende in gran parte dalle condizioni geologiche e idrogeologiche del sito di tunneling. Una macchina EPB è il go-to per terreni coesi e morbidi , sfruttando il materiale scavato stesso per la stabilità. Uno scudo di liquame, d'altra parte, è l'opzione superiore per terreno non coestivo , basandosi su una sospensione di bentonite per mantenere la pressione facciale. Entrambi i tipi di macchine noiose del tunnel rappresentano soluzioni sofisticate alle sfide della costruzione sotterranea, ma i loro distinti principi operativi li rendono adatti a diversi ambienti sotterranei.
