Ինչպես միկրո TBM-ն է ⾰ա⾸ցնում ենթաterrain հանգույցը

Ինչ է միկրո TBM-ը. Հիմնական բաղադրիչներ և հիմնարար տարբերություններ

Միկրո TBM-ի սահմանումը և հիմնական բաղադրիչները

Մանր թունելային փորման մեքենան, որը հայտնի է որպես TBM, լավագույնս աշխատում է 1,5 մետրից փոքր տրամագծով թունելներ փորելիս: Այս մեքենաները սարքավորված են մի քանի հիմնական մասերով, այդ թվում՝ պտտվող կտրող գլխով, որն անցնում է հողի միջով, հիդրավլիկ համակարգով՝ առաջ հրելու համար, և կա՛մ խոնավ, կա՛մ չոր համակարգերով՝ փորված նյութերը հեռացնելու համար: Սակայն իրենց հիմնական տարբերությունը լազերային ուղղորդման համակարգն է, որն ապահովում է ճշգրտություն՝ սանտիմետրի մի քանի մասերի սխալով: Ըստ 2023 թվականի արդյունաբերական զեկույցների, այս տիպի ճշգրտությունը համեմատած հին ձեռքով մեթոդների հետ 15% -ով կրճատում է համաչափության խնդիրները: Կոմունալ համակարգերը հատկապես սիրում են այս TBMs- ներին՝ հատկապես այն ժամանակ, երբ անհրաժեշտ է խցանված փողոցների տակ խողովակներ և կաբելներ տեղադրել՝ առանց ճանապարհները քանդելու կամ վերևում առօրյա կյանքը խախտելու:

Ինչպես են մանր TBMs- ները տարբերվում սովորական TBMs- ներից

Պարագային թունելակոփ մեքենաները լավագույնս աշխատում են 6 ոտնաչափից ավելի լայն թունելների համար, սակայն Միկրո TBMs-ները նախագածված են հենց սահմանափակ տարածությունների համար: Նախորդ՝ հին տարբերակները պահանջում էին հսկայական մուտքեր և մշտապես շատ աշխատողներ օբյեկտում: Սակայն միկրո TBMs-ները կարող են կառավարվել հեռավար, և իրականում նրանք խողովակները տեղադրում են հենց հողի մեջ փորելիս: Համաձայն անցյալ տարվա Realtop Machinery-ի հետազոտության՝ այս փոքր մեքենաներն օգտագործող նախագծերը ավարտվում են 25%-ից մինչև գրեթե 40% ավելի արագ խիտ բնակավայրերում: Բացի այդ, դրանց մոդուլային կառուցվածքը նշանակում է, որ աշխատակազմերը կարող են դրանք արագ տարանջատել անհրաժեշտության դեպքում և տեղափոխել այլ աշխատանքային վայրեր՝ ինչը հնարավոր չէ ավելի մեծ ավանդական մեքենաների հետ, որոնք պարզապես տեղում մնում են և տեղ են զբաղեցնում:

Ֆունկցիոնալություն և կառավարման համակարգեր միկրո թունելակոփ մեքենաներում

Միկրո TBMs-ի վերջին սերնդի մեքենաները հագեցած են խելացի սենսորներով, որոնք միացված են Ինտերնետ օբյեկտների միջոցով և հետևում են այնպիսի ցուցանիշների, ինչպիսիք են պտտման մոմենտի մակարդակը, հրման ուժը և տարբեր տիպի հողերից առաջացող դիմադրությունը՝ աշխատելով երկրի խորքում: Մեքենաները այս ամբողջ տեղեկությունը իրական ժամանակում հետ են ուղարկում մակերևույթին աշխատող մարդկանց: Որոշ խելացի համակարգիչային ծրագրեր իրականում կարող են կանխօրոք որոշել, թե երբ է մասը կոտրվելու՝ երբեմն այնքան շուտ, որքան 50 ժամ առաջ այն պահից, երբ որևէ բան խափանվի, ըստ 2023 թվականի արդյունաբերական զեկույցների: Այդպիսի կանխատեսումը կրճատում է անսպասելի կանգները մոտ 30%-ով: Բարդ հողային պայմանների հետ աշխատելու համար այս մեքենաներն ունեն հատուկ փակ օղակաձև համակարգեր, որոնք ամեն ինչ ճիշտ հավասարակշռում են: Նաև այստեղ ներդրված են լրացուցիչ լուսանկարչական համակարգեր, որոնք աշխատողներին տալիս են ամբողջական տեսողություն անցկացվող թունելի շուրջը՝ օգնելով խուսափել հնարավոր բախումներից: Բոլոր այս հատկանիշները թույլ են տալիս անընդհատ աշխատել բավականին հպարտալի տեմպերով՝ ամեն օր առաջ շարժվելով մոտ 15 մետր՝ շրջապատող կառույցներին վտանգ չսպառնալով:

Ճշգրտություն և ավտոմատացում. Միկրո TBM-ի տեխնոլոգիական առավելությունը

Միկրո TBM գործողություններում ավտոմատացված ղեկավարման համակարգեր

Միկրո TBM-ները հիմնված են ավտոմատացված ուղղորդման համակարգերի վրա, որոնք համատեղում են իներցիոն նավիգացիոն տեխնոլոգիաները, թեքության սենսորները և հիդրավլիկ ղեկային մեխանիզմները՝ մինչև միլիմետր ճշգրիտ չափումներ կատարելու համար: Այս համակարգերն այդքան արդյունավետ են դարձնում կտրող գլխիկի դիրքը վայրկյանում 50-ից 100 անգամ փոփոխելու նրանց ունակությունը, ինչը գրեթե ամբողջությամբ վերացնում է այն սխալները, որոնք մարդիկ հակված են թույլ տալ՝ փորձելով ձեռքով դասավորել իրերը: Թվերը նույնպես պատմում են պատմությունը. մենք տեսնում ենք դասավորության հետ կապված խնդիրների մոտ 40% անկում: Սա շատ կարևոր է քաղաքներում նուրբ հատվածների տակ թունելներ փորելու համար, որտեղ կան հին շենքեր կամ գետնի մակարդակից ցածր գտնվող մետրոյի գծեր: Ինժեներները կարող են ավելի հանգիստ քնել՝ իմանալով, որ մեքենաները չեն շեղվի ուղղությունից և չեն վնասի արժեքավոր ենթակառուցվածքները գործողությունների ընթացքում:

Լազերային և CCTV ղեկավարում՝ իրական ժամանակում ճշգրտության համար

Կրկնակի կոորդինատային լազերների և PTZ տիպի անվտանգության տեսախցիկների օգտագործումը աշխատողներին տալիս է անմիջական տարածական տեղեկություններ, որոնք նրանք կարող են անմիջապես օգտագործել՝ կատարելով անհրաժեշտ կարգավորումներ: Լազերը հիմնականում հանդիսանում է կտրող գլխի հիմնակայանը, իսկ տեսախցիկները հսկում են, թե ինչ է տեղի ունենում իրականում՝ համեմատելով դա թվային նախագծերում ցուցադրվածի հետ: 2023 թվականին, երբ Լոնդոնի հին թաղամասերով միջոցառվում էին մանրաթելային օպտիկական գծեր, այս համակարգերը հողի շարժումը պահում էին ընդամենը 3 միլիմետրի սահմաններում: Այդ տեսակի ճշգրտությունը կենսական նշանակություն ուներ, քանի որ թունելների վրայով անմիջապես տարածվում էին դարեր հին շենքեր:

IoT-ի ինտեգրում իրական ժամանակում հսկման և տվյալների անալիտիկայի համար

Միկրո TBMs-ները մոտ 30-ից 50 Ինտերնետ սարքերով են լիցքավորված, որոնք ամբողջովին ներդրված են դրանց մեջ և ուղարկում են շահագործման տեղեկատվություն՝ ինչպիսիք են պտտման մոմենտի մակարդակը, զարկի չափումները և հողի տեսակը, որոնց միջով նրանք փորում են, ամպային պահեստավորման համակարգեր։ Սա թույլ է տալիս ինժեներներին կարգավորել փորման կարգավորումները, մինչ սարքը աշխատում է, ինչը օգնեց արագացնել առաջընթացը մոտ 22 տոկոսով՝ Նյու Յորքի մեծ կոյուղու թունելների վրա աշխատելիս: Իրական հրաշքը տեղի է ունենում մեքենայական ուսուցման ալգորիթմների շնորհիվ, որոնք վերլուծում են ժայռերի ձևավորումներն ու հողի տեսակները, այնուհետև առաջարկում են ճիշտ RPM կարգավորումներն ու անհրաժեշտ սեղանի ճնշման կարգավորումները՝ տարբեր հողային պայմանների համար: Գործնականում սա նշանակում է ավելի հարթ գործողություններ և ավելի քիչ կանգառներ, երբ անձնակազմը շարժվում է բարդ ստորգետնյա միջավայրերում:

ԱՐՏԱԴՐՈՂԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ ԱՆԸՆԴՀԱՏՈՒԹՅԱՆ ՀԱՄԱՐ ԱՐՀԵՍՏԱԿԱՆ ԻՆՏԵԼԵԿՏՈՎ ԱՌԱՋԱՏԵՍՎՈՂ ՊԱՀՊԱՆՈՒՄ

Մեքենաների թրթռոցի վերլուծությունը և հիդրավլիկ հեղուկների վիճակի ստուգումը օգնում են AI համակարգերին հայտնաբերել, թե երբ է սարքավորումը կարող է ձախողվել՝ 300-ից 500 ժամ առաջ։ Այս խնդիրների կանխատեսումը նվազեցնում է անսպասելի կանգները մոտավորապես երկու երրորդով, ինչը շատ կարևոր է քաղաքային շինարարական աշխատանքների համար, որտեղ խիստ կանոններ են սահմանված ձայնի մակարդակի և աշխատանքային ժամերի վերաբերյալ։ Վերցրեք նախորդ տարվա մետրոյի տարածաշրջանի հեռահաղորդակցության մեկ նախագիծը որպես օրինակ։ Նրանց AI համակարգը հայտնաբերեց, որ հիմնական ոսպնյակը սկսել էր մաշվել այն սովորական գիշերային ստուգումների ընթացքում, որոնք նրանք իրականացնում էին։ Առանց այս վաղ զգուշացման՝ ամբողջ գործողությունը կարող էր 14 օր հետաձգվել:

Ժամանակակից միկրոտոննելային սարքավորումների զարգացմանը նպաստող նորարարություններ

Բարդ երկրաբանական պայմանների համար նախատեսված առաջադեմ կտրող գլխի կոնստրուկցիաներ

Վերջերս մշակված Micro TBM կտրող գլխի նախագծերը ունեն մոդուլային կառուցվածք, որը թույլ է տալիս օպերատորներին կտրման անկյունները կարգավորել ըստ անհրաժեշտության, ինչպես նաև փոխարինելի սկավառակաձև կտրիչներ, որոնք նվազեցնում են մաշվածությունը մոտ 40%-ով՝ աշխատելիս բարդ խառը հողային և ժայռոտ պայմաններում: Այս մեքենաները զգալիորեն գերազանցում են նախորդ՝ ֆիքսված կառուցվածք ունեցող մոդելներին՝ ինչպես նշված է նախորդ տարվա «Tunneling Journal»-ում: Սակայն այս մեքենաների իրական առանձնահատկությունը նրանց երկու ռեժիմներն են: Դրանք կարող են անմիջապես անցնել փափուկ հողերից դեպի կոշտ ժայռեր՝ առանց աշխատանքները կանգնեցնելու: Նման ճկունությունը կարևոր է քաղաքային փողոցների ներքևում թունելներ փորելիս, որտեղ երկրաբանական շերտերը երբեք չեն մնում համազանգված մի տեղից մյուսին:

Հիբրիդային և էներգախնայող ուժային համակարգեր կայունության համար

Առաջատար արտադրողները ներկայումս օգտագործում են հիբրիդային դիզել-էլեկտրական շարժիչներ, որոնք 28% կրճատում են վառելիքի ծախսը՝ պահպանելով բարձր պտտման մոմենտ: Ռեգեներատիվ ֆրենավորումը դանդաղեցման ընթացքում կինետիկ էներգիա է հավաքում և կրկին օգտագործում է այն հարավայթային գործառույթների համար, ինչպիսին թափանցիկ պոմպավորումն է: Այս նվաճումները համապատասխանում են գլոբալ դեկարբոնիզացման նպատակներին և արտադրում են 22 տոննայով պակաս CO₂ արտանետում մեկ կիլոմետր հողափորման դեպքում:

Հեռակա կառավարման հնարավորությունները բարձրացնում են ճշգրտությունն ու անվտանգությունը

ԱԻ-ն վերահսկողության տակ ունենալով՝ օպերատորները հիմա կարող են կառավարել Micro TBM գործողությունների բոլոր ասպեկտները անմիջապես իրենց մակերևույթային կայաններից՝ անհրաժեշտություն չունենալով իջնել թունելների ներս։ Համակարգը անընդհատ հսկում է, թե ինչ է կատարվում երկրի ներքևում՝ ստանալով իրական ժամանակում սենսորներից փոխանցվող տվյալներ։ Սա հնարավորություն է տալիս կարգավորել այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են ճկվածքի ընթացքում կիրառվող ճնշումը և կտրող գլխի պտտման արագությունը։ Ըստ NIOSH-ի 2024 թվականի վերջերս իրականացված ուսումնասիրությունների, այս կարգավորումները օգնում են հասնել գրեթե իդեալական համաչափության՝ սահմանափակվելով միայն 0.4%-ով կատարյալ ուղղանկյունության սահմաններում՝ օպտիկական մանրաթելեր տեղադրելիս։ Աշխատողներին հեռու keeping վտանգավոր ենթագետնյա տարածքներից զգալիորեն կրճատում է վնասվածքների ռիսկը։ Վիճակագրությունը ցույց է տալիս, որ խոսքը վնասակար պայմաններին ենթարկվելու մոտ երեք քառորդի կրճատման մասին է, ինչը մեծ ներդրում է ունենում անվտանգության շատ խնդիրներ լուծելու գործում, որոնք շարունակում են զբաղեցնել OSHA-ին՝ թունելային արդյունաբերության ընթացքում կանոնակարգելով այն։

Բանավոր կառավարման ինտեգրումը MTBM աշխատանքային գործընթացներում

Ինքնադիագնող կառավարման վահանակները հիմա օգտագործում են մեքենայական ուսուցման ալգորիթմներ՝ վերաբերյալ 200-ից ավելի շահագործման գործոնների: Այդ համակարգերը իրականում կարող են կանխատեսել այն պահը, երբ ինչ-որ բան կարող է ձախողվել՝ նախապես 80 ժամ առաջ: Երկրի տակ կատարվող շինարարական աշխատանքների համար ավտոմատացված ցեմենտացման կառույցները աշխատում են միասին հողի փորման արագության հետ՝ ճնշման հսկման սարքերի միջոցով: Սա օգնում է շենքերին չխորտակվել հատկապես այն տեղերում, որտեղ հողը կավոտ է: Թվերը նույնպես շատ բան են ասում՝ սկսած 2022 թվականի սկզբից: Բնակչությամբ խիտ քաղաքներում նախագծերի ուշացումները ավելի հազվադեպ են տեղի ունենում՝ այժմ, երբ այս ինտելեկտուալ գործընթացները կիրառված են: Մենք խոսում ենք մեծ մետրոպոլիսներում այդ նեղություն հարուցող ուշացումները կրճատելու մասին՝ մոտ 34 տոկոսով:

Քաղաքային ենթակառուցվածքներում կիրառություններ. արդյունավետություն նվազագույն խոչընդոտումներով

Միկրո TBM տեխնոլոգիայի հիմնական քաղաքային կիրառություններ

Միկրո TBM տեխնոլոգիան լայնորեն օգտագործվում է կրիտիկական ենթամակերևույթային ենթակառուցվածքների տեղադրման համար՝ նվազագույնի հասցնելով մակերևույթի վրա ազդեցությունը: Հիմնական կիրառություններից են.

• Կոմունալ թունելներ ջրի, կոյուղու և էլեկտրական ցանցերի համար
• Անտառային ջրերի անցումների համակարգեր քաղաքային ավազանների նվազեցման համար
• Հեռահաղորդակցության խողովակաշղթային ցանցեր 5G-ի ընդլայնման աջակցում
• Գազատարի տեղադրումներ ժառանգության գոտիների տակ

Դրանց փոքր չափը (0.6−1.5 մ տրամագիծ) թույլ է տալիս շարժվել ճանապարհների և շենքերի տակ՝ խուսափելով խոչընդոտող բաց փորտեղի փորման կամ կառուցվածքային հիմնակեպումից:

Ժամանակի արդյունավետություն խիտ քաղաքային միջավայրում

Մադրիդի հեռահաղորդակցության ցանցի ընդլայնման ընթացքում միկրո TBM-ները 2,1 կմ թունելավորում ավարտեցին 40 %-ով ավելի արագ, քան բաց փորման մեթոդները՝ անընդհատ աշխատելով առանց մակերևույթային խոչընդոտումների: Արդյունաբերական տվյալները ցույց են տալիս, որ քաղաքային միկրո TBM նախագծերը 30–50 % ավելի արագ են ավարտվում, քան պայթեցման մեթոդները («Urban Tunneling Journal» 2023), ինչը դարձնում է դրանք իդեալական քաղաքների համար, որոնք ձգտում են նվազագույնի հասցնել հանրային անհարմարությունները:

Ճշգրիտ ինժեներական լուծումներ՝ մակերևույթի խառնաշփոթը նվազագույնի հասցնելու համար

±5 մմ-ի ճշգրտությամբ՝ Micro TBMs-ները թույլ են տալիս խիստ վերահսկվող թունելակառուցում, այդ թվում՝

1. Անվտանգ անցում շահագործվող մետրոպոլիտենների տակ՝ հողի նստման 1 մմ-ից պակաս հետևանքով
2. 800 մմ խողովակների տեղադրում 8 մ խորության վրա՝ բարդ ավտոմայրուղիների տակ
3. Շարժում խիտ կորերով՝ 30 մ-ից փոքր շառավիղներով

Այս ճշգրտությունը ավանդական մեթոդների համեմատ նվազեցնում է մակերևույթի խառնաշփոթը 70%-ով՝ պահպանելով գոյություն ունեցող լանդշաֆտները՝ միաժամանակ թարմացնելով ստորգետնյա կառույցները

Օրինակներ՝ կոյուղու թունելներ, առանձնահանքային համակարգեր և հեռահաղորդակցության ցանցեր

Տոկիո քաղաքը օգտագործեց 12 փոքր անցքահան մեքենա՝ Micro TBM-ներ, որոնք տարածված էին մոտ 23 կմ երկարությամբ ստորգետնյա կոյուղային խողովակների տեղադրման համար՝ հողի շերտերի տակ՝ մոտ 15 մ խորության վրա: Նշանավոր է, որ նրանց հաջողվեց այս հսկայական աշխատանքը ավարտել՝ չառաջացնելով խոշոր խառնաշփոթ իրենց մեծ մեգապոլիսում առօրյա կյանքում տնտեսություն ավելի քան 14 միլիոն մարդ: Միեւնույն ժամանակ Լոնդոնի լճի մյուս կողմում ինժեներները աշխատում էին մի հատուկ Micro TBM-ով, որը չափում էր ընդամենը 0.9 մետր տրամագիծ եւ կարողացել էր առաջ քանդել օրական 15 մետր արագությամբ հենց այդ հին վիկտորիական շենքերի հիմքերի միջով: "Առաջին անգամ, երբ ես հանդիպեցի մի երիտասարդի, նա ինձ ասաց, որ ես պետք է գնամ, եւ նա ինձ ասաց, որ պետք է գնամ։ Այս իրական օրինակները պարզ են դարձնում, թե ինչու են շատ քաղաքներ դիմում այս համահեղինակային թունելային լուծումներին՝ իրենց ենթակառուցվածքների կարիքները բարելավելու համար' առանց փողոցները կոտրելու եւ բնակիչներին անհարմարություններ պատճառելու:

Միկրո TBM-ների օգտագործման ծախսերը, անվտանգությունը եւ շրջակա միջավայրի համար օգտակար հատկությունները

Micro TBM տեխնոլոգիան ապահովում է 30%-ով ցածր գործառնական ծախսեր փոքր տրամագծով նախագծերի համար (1,5 միլիոն եվրո), քաղաքային վայրերում ավարտման ժամանակները կրճատվել են 40%-ով (2023 թ. թունելային ծախսերի վերլուծություն) ։ Կախված է նյութերի ճշգրիտ օգտագործման եւ աշխատուժի նվազման պահանջից՝ խնայողությունները հիմնականում պահանջում են 60%-ով ավելի քիչ աշխատակից, քան փորագրման եւ պայթեցման աշխատանքները:

Համեմատված ավանդական մեթոդների հետ՝ միկրո TBMs-ները ունեն էական առավելություններ.

• տատանումների 85%-ի կրճատում , պաշտպանելով հարակից կառույցները
• մասնիկների արտանետման 92%-ի անկում (Պոնեմոնի ինստիտուտ, 2023)
• Մակերևույթի խառնաշփոթի գոտիները 15 մ²-ից նվազում են միայն 2 մ²-ի.

Շրջակա միջավայրի տեսանկյունից՝ միկրո TBM նախագծերը առաջացնում են 45% ցածր ածխածնի հետք շնորհիվ էներգիայի արդյունավետ օգտագործման և աղբի ծավալի 98%-ով կրճատման: Փակ ցիկլի պոկման համակարգը կանխարգելում է ստորերկրյա ջրերի աղտոտումը՝ հատկապես կարևոր է այն ժամանակ, երբ աշխատանքները կատարվում են պաշտպանված հիդրոակույֆերների տակ:

Անվտանգության ցուցանիշները զգալիորեն բարելավված են, աշխատանքային վայրերի 73% պակաս վթարներ որոնք պայմանավորված են հեռակառավարմամբ և ավտոմատացված ճնշման վերահսկողությամբ: Այս համակարգերը վերացնում են աշխատողների անմիջական շփումը թունելի ճակատների հետ և 68%-ով կրճատում են փլուզման ռիսկերը:

Երկարաժամկետ առավելություններից է սարքավորումների երկարացված կյանքը՝ արհեստական ինտելեկտի դիագնոստիկան բաղադրիչների կյանքը երկարաձգում է 30%-ով, ինչպես նաև բարձր վերաօգտագործելիությունը՝ մոդուլային կառուցվածքները թույլ են տալիս մասերի 85%-ը կրկին օգտագործել տարբեր նախագծերում: Ընդհանուր առմամբ, այս գործոնները նպաստում են 22% ավելի բարձր նախագծերի ավարտման տոկոսին բազմամյա քաղաքային ենթակառուցվածքների ծրագրերում:

FAQ բաժին

Ինչ է Micro TBM?

Միկրո թունելակոփ մեքենան (TBM) օգտագործվում է փոքր տրամագծով թունելակոփման նախագծերի համար և իդեալական է 1,5 մետրից փոքր թունելներ փորելու համար:

Ինչպե՞ս է միկրո TBM-ն տարբերվում սովորական TBM-ներից

Միկրո TBM-ները նախագծված են սեղմ տարածքների համար և կարող են կառավարվել հեռակա կերպով: Դրանք կոմպակտ և մոդուլային են, ի տարբերություն սովորական TBM-ների, որոնք մեծ մուտքեր են պահանջում և ավելի շատ աշխատողներ աշխատանքային վայրում:

Ինչ են միկրո TBM-ի հիմնական բաղադրիչները

Հիմնական բաղադրիչները ներառում են պտտվող կտրող գլուխ, հիդրավլիկ հրման մեխանիզմներ, լազերային ուղղորդման համակարգեր և փորված նյութը կառավարելու համակարգեր:

Որո՞նք են Micro TBM-ների օգտագործման առավելությունները:

Micro TBM-ները առաջարկում են ճշգրտություն, ավելի կարճ նախագծերի իրականացման ժամկետներ, աշխատանքային ծախսերի կրճատում, շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության նվազեցում՝ ներառյալ ածխածին հետքի իջեցում, ինչպես նաև ավելի բարձր անվտանգություն՝ հեռակա կառավարման հնարավորությունների շնորհիվ:

Ո՞ր քաղաքային կիրառություններն են տարածված Micro TBM-ների համար:

Micro TBM-ները օգտագործվում են կոմունալ թունելների, ամպրոպային ջրերի համակարգերի, հեռահաղորդակցության ցանցերի և գազատարների տեղադրման համար՝ նվազագույն մակերեսային խանգարումներով: