A arte e a ciência da construção subterrânea foram revolucionadas pelo Máquina de perfuração de túnel (TBM). Essas maravilhas mecânicas, geralmente chamadas de "toupeiras", tornaram-se a solução preferida para criar túneis longos e precisos, principalmente quando se deparam com o formidável desafio de chato através de rocha sólida.
O desafio do hard rock
O túnel de rocha apresenta um conjunto único de obstáculos. A imensa força e a natureza abrasiva do solo exigem uma abordagem diferente do tunelamento através do solo macio. Embora os métodos tradicionais de "broca e explosão" ainda sejam usados, eles geralmente são mais lentos, arriscados e causam vibração significativa no solo, tornando -os inadequados para áreas ou projetos urbanos onde a estabilidade geológica é fundamental.
É aqui que o especializado Máquina de perfuração de túnel Para o tunelamento de rochas, se torna por conta própria. Projetados para suportar forças extremas, esses TBMs oferecem um método de escavação mais rápido, mais seguro e controlado. Eles criam uma face de túnel limpo e circular, com o mínimo de distúrbios à massa rochosa circundante, o que é crítico para a estabilidade do túnel a longo prazo.
Anatomia de um TBM chato
Um TBM específico para rocha é uma peça complexa de engenharia, construída para esmagar e triturar até o granito mais difícil. Os principais componentes incluem:
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Cutterhead: Esta é a parte mais crucial, um disco rotativo enorme montado na frente da máquina. Está equipado com cortadores de disco de aço endurecidos - não dentes, mas uma série de discos de rolamento que aplicam imensa pressão na face da rocha. À medida que o Cutterhead gira, esses cortadores fraturam a rocha, fazendo com que ela se quebre em pequenas batatas fritas.
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Sistema de impulso: Para gerar a força necessária, poderosos cilindros hidráulicos empurram o Cutterhead para a frente. Esse impulso direto é reagido contra as paredes do túnel ou contra um revestimento de túnel instalado anteriormente.
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Sistema de remoção de sujeira: As lascas de rocha escavadas, conhecidas como "Muck", caem em baldes no Cutterhead e são transportadas para a parte de trás da máquina. Isso geralmente é feito através de um transportador de parafuso ou uma série de correias transportadoras, que transportam o material para fora do túnel.
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Sistema de garra: Muitos TBMs de rock, particularmente "TBMs" abertos "ou" sucuradores ", usam um poderoso sistema de garra. Essas máquinas ancoram -se às paredes do túnel com almofadas hidráulicas, fornecendo uma base estável para empurrar o Cutterhead para a frente.
Tipos de tbms de tunelamento de rocha
A escolha de um Máquina de perfuração de túnel Depende muito da geologia da rocha específica. Nem toda rocha é a mesma; Alguns são competentes e estáveis, enquanto outras podem ser fraturadas ou conter águas subterrâneas.
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TBMS principal do feixe (TBMS aberto): Este é o tipo mais comum para rocha dura e estável. Eles têm uma estrutura aberta atrás do Cutterhead, permitindo que as equipes instalassem parafusos de rocha, malha e concreto de tiro para apoiar as paredes do túnel à medida que a máquina avança. Esse design é altamente eficiente e oferece excelente visibilidade da geologia.
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TBMS de escudo único: Quando a rocha é menos estável e propensa a espalhar ou colapso, uma máquina blindada é uma escolha mais segura. O escudo, um invólucro de aço protetor, se estende pelo corpo do TBM, protegendo a tripulação e o equipamento. Este tipo de Máquina de perfuração de túnel Instala segmentos de concreto pré-moldado para criar um revestimento permanente imediatamente atrás do escudo à medida que avança.
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TBMS de escudo duplo: Essas máquinas combinam os melhores recursos dos projetos abertos e de escudo único. Eles podem operar em dois modos: um modo de "garra" para rocha estável e um modo "blindado" para áreas menos estáveis. A principal vantagem de um escudo duplo Máquina de perfuração de túnel é sua capacidade de instalar segmentos de túnel simultaneamente com o processo chato em rocha estável, levando a taxas de avanço muito altas.
A evolução contínua do Máquina de perfuração de túnel tornou possível enfrentar projetos de tunelamento de rocha cada vez mais difíceis e longos, desde ferrovias trans-montanhas e linhas de metrô de nível profundo até infraestrutura crítica de água e utilidade. À medida que os engenheiros continuam ultrapassando os limites do que é possível, esses titãs subterrâneos permanecerão na vanguarda da engenharia civil moderna.
