As máquinas de perfuração de tunelamento (TBMs) são maravilhas da engenharia moderna, projetadas para escavar túneis com uma interrupção mínima na superfície. Embora todos os TBMs sirvam ao mesmo objetivo básico, eles empregam métodos diferentes para gerenciar o material escavado, conhecido como Muck, e apoiar a face do túnel. Os dois tipos mais comuns são os Máquina Balanço de Pressão da Terra (EPB) e o Escudo de chorume . Compreender suas diferenças é crucial para selecionar o equipamento de chato de túnel certo para um determinado projeto.
Máquinas Balanço de Pressão da Terra (EPB)
Máquinas EPB são um tipo de blindagem mecanizada que é altamente eficaz em condições coesas e macias do solo, como argila, lodo e areia. O princípio do núcleo de um escudo EPB é usar o próprio material escavado para criar uma pressão estável na face do túnel, impedindo que o solo circundante desmoronasse.
Como funciona:
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Escavação e condicionamento de sujeira: A cabeça do cortador rotativa da máquina escava o solo. Quando a lama entra na câmara pressurizada da máquina (a câmara transportadora de parafuso), é misturada com agentes de condicionamento como espuma, bentonita ou polímeros. Esses agentes transformam o solo em uma consistência plástica de pasta dentária.
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Controle de pressão: O transportador de parafuso, que é o coração do sistema EPB, controla a taxa na qual a lama condicionada é extraída da câmara. Ajustando a velocidade do transportador de parafuso e a força de impulso da máquina de tunelamento, uma pressão constante é mantida na face do túnel. Essa pressão equilibra perfeitamente a pressão da terra e da água circundante, garantindo a estabilidade sem causar assentamento do solo.
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Transporte de Muck: A lama condicionada é então transportada para fora do túnel em uma correia transportadora ou por outros meios.
Vantagens:
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Excelente para solos macios e de grão fino.
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Requer menos desidratação em comparação com outros métodos, tornando -o mais amigável em alguns casos.
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O material escavado geralmente é fácil de manusear e descartar.
Desvantagens:
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Lutas em solo grosso e altamente permeável (por exemplo, cascalho), onde os agentes de condicionamento não podem efetivamente criar uma pasta à pressão.
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Pode ser menos eficaz em condições de face mista (onde a face do túnel consiste em rocha macia e hard).
Escudo de pasta TBMS
Escudo de pasta TBMS , por outro lado, são projetados especificamente para tunelamento em solos não coesivos, como areia e cascalho, além de condições de face mista. Em vez de usar o solo escavado para equilíbrio de pressão, eles usam uma pasta de bentonita pressurizada.
Como funciona:
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Escavação e injeção de chorume: A cabeça do cortador escava o solo, que é imediatamente misturado com uma pasta de bentonita na câmara de escavação. A pasta é bombeada para a câmara a uma pressão controlada.
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Controle de pressão: A pasta pressurizada forma um "bolo de filtro" na face do túnel, que atua como uma barreira para impedir que a água entre na câmara e no solo desmoronar. A pressão da pasta é cuidadosamente controlada para contrabalançar a terra externa da terra e da água.
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Transporte e separação de muck: A mistura de pasta e sujeira é então bombeada para fora do túnel para uma planta de separação de superfície. Aqui, o solo escavado é separado da pasta, que é então recondicionada e bombeada de volta para a máquina de tunelamento para ser reutilizada.
Vantagens:
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Altamente eficaz no solo encharcado e não coesivo.
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Excelente para lidar com as pressões altas da água.
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Pode gerenciar uma grande variedade de condições do solo, incluindo fragmentos de rocha e pedregulhos.
Desvantagens:
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Requer uma estação de tratamento complexa e cara na superfície.
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O processo de separar a sujeira da pasta pode ser caro e demorado.
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O descarte da sujeira escavada pode ser mais complexa devido à sua mistura com pasta.
Conclusão
Em resumo, a escolha entre um EPB TBM e a Escudo de chorume depende em grande parte das condições geológicas e hidrogeológicas do local de tunelamento. Uma máquina EPB é a opção para Solos macios coesos , alavancando o próprio material escavado para a estabilidade. Um escudo de pasta, por outro lado, é a opção superior para Terreno não coesivo e não coesivo , confiando em uma pasta de bentonita para manter a pressão face. Ambos os tipos de máquinas de perfuração de túneis representam soluções sofisticadas para os desafios da construção subterrânea, mas seus princípios operacionais distintos os tornam adequados para diferentes ambientes subterrâneos.
