토압 밸런스 파이프 잭킹 기계가 실제로 수행하는 작업
토압 밸런스 파이프 잭킹 기계는 전체 파이프라인 경로를 따라 개방형 트렌치를 필요로 하지 않고 절단면에서 토양을 굴착하는 동시에 그 뒤에 파이프를 설치하는 트렌치 없는 터널링 시스템입니다. 일반적으로 하수, 상수도, 전력 케이블 및 통신 케이블 파이프와 같은 대규모 도시 파이프라인을 건설하는 데 사용되며 일반적으로 작은 입자 크기의 토양, 모래, 자갈 및 자갈에 적합한 콘크리트 또는 강철 파이프 섹션을 사용합니다. 거리나 개방된 공간을 파는 대신 승무원이 샤프트에서 기계를 발사하고 조립식 파이프 섹션이 바로 뒤에서 잭으로 들어와 표면을 거의 그대로 유지하면서 앞쪽으로 구멍을 뚫습니다.
이름의 "토압 균형" 부분은 기계가 굴착면을 관리하는 방법을 나타냅니다. 커터 헤드의 토압은 굴착된 토양의 방출 속도에 대해 터널의 전진 속도를 제어함으로써 균형을 이루고, 격벽, 스크류 컨베이어 및 스티어링 실린더의 센서는 실시간 조정을 위해 압력 데이터를 작업자에게 다시 공급합니다. 이러한 지속적인 균형 작업은 굴착 중에 주변 지반을 안정적으로 유지하여 터널 면이 제대로 지지되지 않을 때 발생할 수 있는 표면 침하 또는 붕괴를 방지합니다.
토압 균형 방법이 단계별로 작동하는 방법
EPB 파이프 잭킹 공정은 기계 전면에 있는 밀봉된 굴착 챔버에 의존하며, 여기서 굴착된 토양은 즉시 제거되지 않고 통제된 압력 하에 유지됩니다. 이 기술은 굴착 과정 전반에 걸쳐 지면 압력과 내부 기계 압력 사이의 평형을 유지하는 가변 밀도 챔버를 통한 기계적 압력 적용에 의존합니다. 커터 헤드가 회전하고 터널 표면의 흙을 부수면 해당 재료가 챔버를 채우고 임시 지지 매체 역할을 하여 기계가 계속 전진하는 동안 주변 흙과 지하수를 막아줍니다.
부드럽고 응집력이 있는 토양에서는 토압 균형 지지 기능을 갖춘 터널 굴착 기계가 일반적으로 선호됩니다. 왜냐하면 느슨해지고 조절된 토양은 터널 표면의 플라스틱 지지 매체 역할을 하고 굴착 챔버가 완전히 채워지면 빠르고 안전한 터널링에 필요한 조건을 만드는 동시에 제어할 수 없는 토양 침투를 방지하기 때문입니다. 이를 돕기 위해 폼 및 기타 폴리머와 같은 지상 컨디셔닝제를 챔버에 주입하여 토양의 가소성과 불투수성을 높일 수 있습니다. 이는 압력 하에서 자연적으로 잘 결합되지 않는 토양 유형을 작업할 때 특히 유용합니다.
프로세스에 관련된 핵심 구성 요소
- 터널 막면의 토양, 암석 조각 또는 혼합 지반 조건을 분쇄하는 회전 커터 헤드
- 제어된 압력 하에서 굴착된 재료를 보관하는 밀봉된 굴착 챔버
- 굴착된 토양을 제어된 속도로 제거하는 스크류 컨베이어 또는 슬러리 시스템
- 작업자에게 실시간 데이터를 제공하는 격벽 및 조향 실린더의 압력 센서
- 조립식 파이프 섹션을 기계 뒤쪽으로 밀어내는 유압 재킹 실린더
엔지니어가 다른 파이프 재킹 방법 대신 EPB를 선택하는 이유
파이프 재킹 프로젝트는 일반적으로 슬러리 균형과 토압 균형이라는 두 가지 주요 압력 균형 접근 방식 중에서 선택합니다. 슬러리 시스템은 가압된 유체를 순환시켜 지하수를 관리하고 터널 표면을 안정화시키는 반면, 토압 밸런스 파이프 잭킹 기계 별도의 유체 회로에 의존하지 않고 필요에 따라 조절된 굴착된 토양 자체를 사용하여 유사한 목표를 달성합니다. 이러한 구별은 장비 복잡성, 표면 공간 및 특정 기계가 특정 지상 조건에서 얼마나 잘 작동하는지 직접적인 영향을 미치기 때문에 중요합니다.
토압 균형과 슬러리 균형을 한 눈에 살펴보세요
| 요인 | 토압 균형 | 슬러리 균형 |
| 최고의 토양 조건 | 부드럽고 응집력이 있는 토양; 흙, 모래, 자갈 | 물을 함유한 암석과 느슨한 구조물 |
| 압력 관리 | 기계적, 챔버의 조절된 토양을 통해 | 가압 유체 회로 |
| 표면 발자국 | 더 작고 간단한 슬래그 처리 | 대형, 분리 공장 필요 |
| 지하수 처리 | 컨디셔닝제와 함께 사용하면 좋음 | 높은 수분 유입 조건에 탁월 |
실제 프로젝트의 주요 성능 이점
기본 역학 외에도 토압 밸런스 파이프 재킹 기계가 도시 기반 시설 프로젝트에서 선택되는 이유를 몇 가지 실용적인 장점으로 설명합니다. 이 방법은 지면 침하를 제어하는 데 편리하고 효과적인 슬래그 운송을 통해 1000미터를 초과하지 않는 직선 또는 곡선 재킹 거리에 걸쳐 중형 및 대형 파이프라인을 안전하고 효율적이며 고품질로 개착하지 않는 방식을 달성합니다. 정착 통제는 도시가 혼잡한 도로, 기존 유틸리티 또는 민감한 구조물 아래에서 진행되는 프로젝트에 이 방법을 선호하는 가장 큰 이유 중 하나입니다. 왜냐하면 표면 혼란을 최소화하면 개방형 트렌치 접근 방식에 필요한 비용이 많이 드는 수리 및 교통 중단을 피할 수 있기 때문입니다.
최신 EPB 파이프 재킹 기계는 또한 저속, 높은 토크 전달 방법을 적용하여 절단력을 높이고 과부하 요인이 정상 작동 하중의 3배에 도달할 수 있으므로 거친 모래와 풍화 사암을 포함한 광범위한 토양 유형을 작업할 수 있는 높은 유연성을 제공합니다. 독립적인 토양 주입 및 그라우팅 시스템은 필요에 따라 굴착면 상태를 더욱 개선할 수 있으며, 건설 관련 지반 침하가 작게 유지되기 때문에 필요한 최소 재하중은 터널 직경의 1.5배에 불과하므로 덜 정밀한 방법으로는 실현할 수 없는 더 얕은 설치 옵션이 가능해집니다.
인프라 프로젝트 전반의 일반적인 애플리케이션
토압 밸런스 파이프 재킹 기계는 표면 파괴를 최소화하는 것이 파이프라인 자체만큼 중요한 프로젝트에서 가장 많이 사용됩니다. 도시 하수 및 급수관은 여전히 가장 일반적인 적용 분야로 남아 있으며, 특히 개방형 도랑을 파면 교통, 기존 유틸리티 및 인근 구조물이 몇 주 또는 몇 달 동안 방해를 받는 밀집된 도시 지역에서 더욱 그렇습니다. 전력 케이블 도관과 통신 케이블 파이프가 그 뒤를 바짝 따르고 있습니다. 왜냐하면 유틸리티 제공업체에서는 비용이 많이 들고 혼잡한 복도에서 표면 굴착이 중단되는 것을 방지하기 위해 무개착 설치를 점점 더 선호하고 있기 때문입니다.
이 방법이 개방형 트렌치 건설보다 성능이 뛰어난 경우
- 표면 붕괴를 최소화해야 하는 밀집된 도시 거리
- 개방형 굴착이 실용적이지 않은 도로, 철도 또는 수로 아래의 교차점
- 설치 중에 방해받을 수 없는 기존 지하 유틸리티가 있는 현장
- 표면 굴착으로 인해 지속적인 손상이 발생할 수 있는 환경적으로 민감한 지역
- 중간 재킹 스테이션이 전체 드라이브 길이를 확장할 수 있는 장거리 파이프라인이 실행됩니다.
프로젝트에 사용할 기계를 선택하기 전에 평가해야 할 사항
특정 프로젝트에 적합한 토압 밸런스 파이프 재킹 기계를 선택하는 것은 지면 조건에 대한 명확한 이해에서 시작됩니다. 왜냐하면 이 방법은 특정 토양 유형에서 가장 잘 수행되고 올바른 수정 없이는 다른 토양 유형에서는 어려움을 겪을 수 있기 때문입니다. 장비를 선택하기 전에 지질 공학 측량 데이터를 검토하면 표준 EPB 구성이 충분한지 또는 강화된 그라우팅 시스템이나 특수 커터 헤드와 같은 추가 기능이 더 단단하거나 가변적인 지반을 처리하는 데 필요한지 여부를 결정하는 데 도움이 됩니다. 프로젝트 길이, 곡선 요구 사항 및 필요한 파이프 직경도 기계 선택에 영향을 미칩니다. 모든 EPB 시스템이 동일한 재킹 거리 또는 곡률 공차에 대해 평가되는 것은 아니기 때문입니다.
장비 공급업체와 해결해야 할 질문
- 지질 공학 조사는 계획된 경로를 따라 토양 구성에 대해 무엇을 나타냅니까?
- 필요한 파이프 직경은 얼마이며, 기계의 정격 범위에 속합니까?
- 프로젝트에 곡선 정렬이 포함되어 있으며 기계가 지원하는 곡률 공차는 무엇입니까?
- 장거리 드라이브에는 중간 잭 스테이션이 필요합니까?
- 기계는 다양한 지면에 대해 어떤 그라우팅 또는 토양 조절 기능을 제공합니까?
