터널 보링 머신은 어떻게 작동합니까?

에이 터널 보링 머신 (TBM)은 본질적으로 레일의 자체 포함 공장으로, 터널을 정확하고 효율적으로 발굴하도록 설계되었습니다. 전통적인 드릴 앤 블래스트 방법과 달리 TBM은 속도, 안전 및 환경 영향 측면에서 상당한 이점을 제공합니다.

모든 TBM의 핵심은 그것입니다 커터 헤드 . 이 거대한 회전 휠에는 지질 조건에 따라 디스크 커터, 절단 비트 또는 스크레이퍼가 장착되어 있습니다. 커터 헤드가 회전하고 터널 얼굴에 앞으로 밀려 나면이 도구는 재료를 발굴합니다. 그런 다음 발굴 된 전리품은 커터 헤드의 개구부를 통해 컨베이어 시스템 (종종 나사 컨베이어 또는 벨트 컨베이어) 터널에서 제거하기 위해 기계 후면으로 운반하는 경우.

주요 구성 요소 및 기능 :

• 커터 헤드 : TBM의 전면 부분은 땅을 발굴하는 일을 담당합니다. 절단기의 유형은 다양합니다.

  • 디스크 커터 하드 바위에 사용되어 바위가 롤오버 할 때 바위를 으깨십시오.

  • 절단 비트와 스크레이퍼 더 부드러운 토양, 재료를 자르고 긁는 데 더 일반적입니다.

• 추력 시스템 : 큐터 헤드 뒤에는 TBM을 앞으로 밀어 넣는 강력한 유압 실린더가 있습니다. 이 실린더는 일반적으로 이전에 설치된 터널 라이닝 세그먼트 또는 터널 벽에 압력을 가하는 그리퍼에 대해 밀어 넣습니다.

• 방패: 이것은 TBM의 주체이며, 발굴 된 땅에 대한 지원을 제공하고 작업 승무원과 기계를 붕괴로부터 보호합니다. 방패에는 다양한 시스템이 있습니다.

• Erctor System : TBM이 발전함에 따라 동시에 설치합니다 프리 캐스트 콘크리트 세그먼트 영구 터널 라이닝을 형성합니다. Erctor Arm은 이러한 세그먼트를 집어 들고 정확하게 링을 만들도록 배치합니다.

• 그라우팅 시스템 : 터널 링이 설치되면 그라우트는 설치된 세그먼트와 발굴 된 접지 사이의 환상적인 간격에 주입됩니다. 이것은지면을 안정화시키고, 하중을 전달하고, 물 유입을 방지하는 역할을합니다.

• 큐트 제거 시스템 : 언급 한 바와 같이, 컨베이어는 발굴 된 재료 ( "muck")를 TBM 후면으로 운송하여 터널에서 제거하기 위해 열차, 트럭 또는 기타 시스템에로드됩니다.

• 안내 시스템 : 최신 TBM은 정교한 레이저 안내 시스템, GPS 및 기타 측량 장비를 사용하여 터널이 설계된 정렬 및 기울기를 따라 정확하게 발굴되도록합니다.

• 후행 기어 (백업 시스템) : 수백 미터 동안 TBM 방패 뒤에 확장 된 후행 기어에는 중요한 지원 시스템이 있습니다. 여기에는 전력, 환기 덕트, 물 및 그라우트 라인, 제어실 및 승무원 시설이 포함됩니다.

TBMS 유형 :

TBM 유형의 선택은 중요하며 지질 조건과 지하수의 존재에 크게 의존합니다.

• Open-Face TBMS (Gripper TBMS) : 안정적인 암석 조건에 이상적입니다. 그들은 터널 벽을 움켜 쥐고 앞으로 밀어냅니다.

• 방패 tbms : 즉각적인 지원이 필요한 불안정한 지상 조건에서 사용됩니다. 방패는 세그먼트가 설치 될 때까지지면을 보호합니다.

  • 지구 압력 균형 기계 (EPBMS) : 다양한 일관성을 가진 부드러운 접지에서 일반적으로 사용됩니다. 그들은 챔버에서 발굴 된 토양의 압력과 터널 얼굴을지지하는 데 필요한 압력 사이의 균형을 유지하여지면 정착을 방지합니다.

  • 슬러리 TBMS : 매우 습하고 포화 된지면 또는 수압이 높은지면에 가장 적합합니다. 가압 슬러리 (벤토나이트 또는 중합체 혼합물)를 사용하여 터널면을지지하고, 발굴 된 재료는이 슬러리와 혼합되어 펌핑된다.

  • 단일 방패 tbms : 안감 설치 전에 짧은 기간 동안지면이 서있을 수있는 응집력있는 땅에서 작동합니다.

  • 이중 방패 TBMS : 골절 된 암석 또는 혼합 땅에 사용됩니다. 그들은 연속 발굴 및 세그먼트 발기를 허용하는 두 개의 방패를 가지고있어 사전 속도가 빠릅니다.

TBMS의 장점 :

• 속도: TBMS는 기존의 방법, 특히 장거리에 비해 상당히 빠른 발굴 속도를 달성 할 수 있습니다.

• 안전: 그들은 절단기 뒤에있는지면을 즉시지지함으로써 더 안전한 작업 환경을 제공하여 붕괴의 위험과 위험한 조건에 대한 노출을 줄입니다.

• 정도: TBMS는 매우 긴밀한 공차를 유지하여 터널이 정확한 설계 사양으로 발굴되도록합니다.

• 환경 영향 : 표면 중단이 줄어들고 소음과 진동을 줄이며 폭발의 필요성을 최소화하여 도시 지역에 이상적입니다.

• 감소 된 노동 : 숙련 된 운영자가 필요하지만 TBM은 일반적으로 드릴 앤 블래스트에 비해 터널 얼굴에 더 적은 수의 직원이 필요합니다.

도전 및 고려 사항 :

• 비용: TBM은 구매 및 운영 비용이 매우 비쌉니다.

• 기호 논리학: TBM을 전송, 조립 및 시작하는 것은 대규모 물류 사업입니다.

• 지상 조건 : 부드러운 땅에서 고도로 골절 된 암석 또는 큰 바위를 만나는 것과 같은 지질학의 예기치 않은 변화는 작업을 크게 느리게하거나 중단 할 수 있습니다. 물 유입은 또 다른 주요 도전입니다.

• 유지: TBM은 지속적인 유지 보수 및 특수 예비 부품이 필요한 복잡한 기계입니다.

• 터널 길이 : 초기 설정 비용이 높기 때문에 TBM은 긴 터널에 가장 비용 효율적입니다.

결론적으로, TBM은 현대 엔지니어링 경이로움에 대한 증거이며, 전 세계적으로 터널이 어떻게 건축되는지 혁명을 일으킨다. 정밀, 속도 및 향상된 안전성으로 도전적인 지상 조건을 겪을 수있는 능력은 지하철 시스템에서 물 공급 터널 및 고속도로 우회에 이르기까지 전 세계 주요 인프라 프로젝트에 없어서는 안될 도구입니다.