Изучение технологий туннелепроходческих машин

Ключевые компоненты Туннельно-расточной станок
Сердцем любой ТБМ является режущая головка, которая представляет собой вращающийся элемент, отвечающий за разрушение грунта по мере продвижения машины сквозь землю. Этот компонент оснащен серией сверхмощных зубьев, изготовленных из высокопрочных материалов, таких как карбид вольфрама, предназначенных для резки различных типов почвы, включая мягкую глину, песок и твердые породы.

За режущей головкой находится щит, который защищает машину и рабочих от окружающего давления на грунт. Щит помогает поддерживать структурную целостность туннеля по мере продвижения раскопок. В некоторых случаях щит оборудуется гидравлическими домкратами, которые толкают машину вперед, поддерживая постоянное давление, чтобы стены туннеля оставались устойчивыми.

Механизм прокладки туннеля
В ТБМ используется непрерывный процесс удаления вынутого материала, обычно с помощью системы конвейерных лент и скребков, которые уносят мусор от режущей головки. Затем материал транспортируется на поверхность для утилизации или переработки. Эффективное удаление мусора имеет решающее значение для поддержания движения машины и обеспечения отсутствия препятствий в туннеле.

По мере продвижения ТБМ обделка тоннеля устанавливается сразу за щитом. Эта облицовка обычно состоит из бетонных сегментов, которые соединяются вместе, образуя непрерывную прочную конструкцию. Облицовка служит двум целям: она обеспечивает структурную поддержку туннеля и помогает предотвратить попадание в туннель грунтовых вод или других материалов.

Передовые системы навигации и управления
Одним из наиболее впечатляющих аспектов технологии TBM является возможность управления машиной с высокой степенью точности. ТБМ оснащены сложными навигационными системами, которые используют комбинацию GPS, лазерного сканирования и инерциальных измерительных блоков (IMU) для отслеживания местоположения машины и обеспечения ее правильного выравнивания.

Оператор может следить за ходом работы ТБМ в режиме реального времени, регулируя такие параметры, как скорость режущей головки и силу тяги, для оптимизации производительности. Эти системы имеют решающее значение для обеспечения того, чтобы туннель оставался прямым и не отклонялся от запланированного маршрута, особенно в сложных геологических условиях.

Характеристики окружающей среды и безопасности
Учитывая масштабы многих проектов TBM, обеспечение безопасности работников и минимизация воздействия на окружающую среду являются главными приоритетами. Современные ТБМ оснащены современными системами безопасности, такими как обнаружение и тушение пожара, вентиляция и пути аварийного выхода. Закрытая среда также снижает воздействие опасных газов или условий, которые могут возникнуть при прокладке туннелей под открытым небом.

Кроме того, ТБМ помогают минимизировать разрушение поверхности. В отличие от традиционных земляных работ открытым способом, которые могут вызывать шум, вибрацию и пыль, ТБМ работают полностью под землей, что позволяет вести строительство с минимальным ущербом для окружающей среды и местного населения.

Будущие инновации в технологии проходки туннелей
Технология, лежащая в основе ТБМ, продолжает развиваться, внедряются новые инновации для повышения производительности, безопасности и экологической устойчивости. Некоторые из наиболее интересных разработок в отрасли включают в себя:

Автономные TBM: Исследователи работают над тем, чтобы сделать TBM полностью автономными, чтобы машина могла принимать решения на основе данных в реальном времени без вмешательства человека. Это может еще больше повысить эффективность и снизить риск человеческой ошибки.

Улучшенная технология режущей головки. Достижения в области материаловедения приводят к созданию более прочных и долговечных режущих головок, которые могут более эффективно прорезать более твердые материалы, уменьшая износ машины.

«Зеленые» ТБМ: Поскольку строительная отрасль все больше внимания уделяет устойчивому развитию, «зеленые» ТБМ, которые минимизируют потребление энергии и используют экологически чистые материалы, набирают популярность. Некоторые ТБМ теперь предназначены для выработки собственной энергии с помощью возобновляемых источников, таких как солнечная энергия.