Құбырларды көтергіш машиналарды жобаның нақты талаптарына сәйкес келтіру мүмкін бе?

Шайырлы балансталған құбыр тарту машиналарының негізгі компоненттері мен түрлері

Шайырлы балансталған құбыр тарту машиналары дегеніміз не?

Шайырлы балансталған құбыр тарту машиналары — жер қысымын теңестіру үшін қысымды шайыр қоспасын пайдаланатын жер астын қазбайтын жүйелер. Негізгі компоненттеріне мыналар жатады:

• Гидравликалық бұрандалар : Құбырларды алға жылжыту үшін 3000 кН-ға дейінгі итеру күшін береді
• Сүлгі айналымы жүйесі : Қазылған материалдарды тасымалдайды және тоннельдің алдыңғы бетін тұрақтандырады
• Көрсеткіш системалары : Лазерлік бағдарлану ±10 мм дәлдікпен түзуді қамтамасыз етеді

Бентонитпен көбінесе жақсартылатын шайыр топырақтың құлауын болдырмау үшін жартылай сұйық тіреуіш қабатын құрайды және жолдардың, темір жолдардың, су арнасының астында қауіпсіз тоннель жүргізуге мүмкіндік береді.

Траншеясыз технологияда тиімділікті жетілдіру үшін баптау

Жобаға тән өзгерістер күрделі орталарда сәттілік көрсеткішін 22–35% арттырады (Геотехникалық инженерия журналы, 2023). Операторлар мыналарды істеуі мүмкін:

1. Саздан тұратын топырақтар үшін сорпаға тұтқырлық беру
2. Жоғары су қысымы бар аймақтар үшін екінші деңгейлі герметизация жүйелерін қосу
3. Құрылымдардағы үлкен тастармен жұмыс істеу үшін кескіш басының өлшемін өзгерту

Мысалы, айнымалы жиілікті сорпа насостары нақты уақыт режимінде ағынды реттеуге мүмкіндік береді және қалалық аймақтарда тұрақты жылдамдықты жүйелерге қарағанда төгілу қаупін 41% төмендетеді.

Жобаға лайықталған бейімделуді мүмкін ететін негізгі конструкциялық айнымалылар

Өндірушілер 50 метрлік канализация желісінен бастап 2 км өзен асуына дейінгі жобаларға машиналарды баптау үшін осы айнымалыларды пайдаланады және барлық құбыр қосылыстары бойынша 0,5% аспайтын ауытқуды сақтайды.

Геотехникалық баптау: Құбырлық домкраттық машиналарды топырақ пен жер асты суларының жағдайына бейімдеу

Әртүрлі топырақ жиынтықтары үшін сұйық қоспаның қысымын реттеу

Қазіргі сазбалшықтық қоспа жүйелері топырақтың қандай түрімен жұмыс істеп жатқанына байланысты қысым деңгейлерін реттей алады және қоспаның қоюлығын өзгерте алады. Геотехникалық журналдың (2023) соңғы зерттеулеріне сәйкес, тұрақсыз жер асты аймақтарында жұмыс істеген кезде осындай реттеулер жердің отыру проблемаларын 18% пен 34% аралығында азайтуға көмектеседі. Жабысқақ саздан құмды немесе қиыршық тасты топыраққа өткенде жүйе алдыңғы жақта тұрақтылықты сақтайды, артық қысым жасамайды және сұйықтың сыртқа шығуына жол бермейді. Мұқият бақылау маңызды, себебі ол суы өткізгіш тау жыныстарының трещиналары арқылы судың сіңіп кетуін болдырмауға және табиғи түрде сұйықтықты нашар өткізетін қиын өткізілетін қабаттарды сақтауға мүмкіндік береді.

Аралас бет және жұмсақ жерге арналған ерекше ойық басы конструкциялары

Бүгінгі күндері көптеген өндірушілер шамамен 23 әртүрлі фрезерлеу басының орнатылуымен жабдықталады. Кейбіреулері тастарды бұзған кезде жақсы жұмыс істейтін жазық дискті кескіштерге ие, ал басқаларында ылғалды құмды жермен жұмыс істегенде жақсырақ жұмыс істейтін сәулелі бас болады. Топ құмтастың бөліктері үшін арнайы роликті бұрғылар мен жақындағы саз қабаттарының құлауын болдырмау үшін көпіршік инъекцияларын қолданған теңіз ағынының аузындағы соңғы жобаны қарастырыңыз. Нәтижесінде? Құралдар қиын қоспалы жерлердегі жағдайларда ескі модельдерге қарағанда шамамен 40 пайызға ұзақ қызмет етеді. Ірі траншейсіз технологиялық компаниялар геология жобаның ортасында күтпеген жағдайда өзгерген кезде уақытты үнемдеу үшін бұл тез ауыстыру модульдеріне қарап өту үстінде.

Жағдайды зерттеу: Дәл салынған герметизация жүйелерімен су қысымы жоғары аквифер арқылы бұрғылау

6 бар су қысымымен шектеулі суотқарда 1,8 км өзен асу кезінде инженерлер қосымша полимер енгізу тесіктері мен сорғының дабыл беру сенсорлары бар үш деңгейлі герметизациялық щитті пайдаланды. Бұл түзету жасау нәтижесінде судың түсуі минутына 2 литрден аспады — бұл рұқсат етілген 5 литр нормасынан төмен, алдын-ала сору жұмыстарын жүргізбестен 98% жерасты суын ұстауға жетеледі.

Бағыт: Машина құрылғысына сайлақтың геотехникалық моделін енгізу

Қазіргі уақытта күрделі 3D геологиялық модельдеу машиналардың 78% тиісті құрылымын анықтайды (Trenchless International, 2023). LiDAR дереккөздері мен CPT журналдарын қолдана отырып, келісімшартшылар машина мен жердің өзара әрекеттесуін модельдейді және негізгі параметрлерді оңтайландырады:

Бұл дерекқағидалы тәсіл 2020 жылдан бері күтпеген дайындық шығындарын 31% азайтты, соңғы жаңалықтар сондай-ақ бұрғылау кезінде анықталған литологиялық өзгерістерге автоматты түрде түзету енгізуге мүмкіндік береді.

Жоба бағытына сәйкес келетін машина диаметрі мен ұзындығын іріктеу

Машина өлшемдері трасса геометриясы мен негізгі құбыр сипаттамаларына сәйкес жасалады. 5° аспайтын ауытқуларды қажет ететін қисық бағыттаулар үшін өндірушілер машина ұзындығын 12–18% қысқартады, бірақ құрылымдық беріктікті сақтайды. Тығыз қала аумақтарында сегментті сыртқы қаптамалар диаметрді 30% дейін кішірейтуге, бірақ итеру күшінің таралуын бұзбай жүзеге асыруға мүмкіндік береді (2023 ж. Trenchless Technology Report).

Ұзақ қашықтықты микротоннельдеу жобалары үшін гидравликалық итеру қуатын масштабтау

1000 метрден ұзынырақ жетектермен жұмыс істеген кезде гидравликалық жүйелерге шамамен 10-25 пайызға артық тіреу қабілетін қамтамасыз ету үшін түзетулер енгізу қажет. Ерекше жасалған гидравликалық цилиндрлердің диаметрі өзгертілген, штоктарының диаметрі әртүрлі болып келеді және олар шамамен 3000-дан 12000 килоньютонға дейінгі күш шығара алады. 2022 жылғы нақты тәжірибеге назар аударсақ, тығыз саздан тұратын 1,4 километрлік топырақты өткізу үшін жүргізілген жобаны көруге болады. Олар нені байқады? Жабдықтарға алғашқыда есептелген мөлшерден шамамен 28 пайызға артық ең жоғары тіреу күші қажет болды. Мұндай жағдайлар нақты өмірдегі қолданбаларда қысымды нақты уақыт режимінде реттеуге мүмкіндік беретін жүйелердің қаншалықты маңызды екенін көрсетеді.

Болжауымды симуляцияны қолдана отырып, жылжыту күшін жерге қарсы кедергіге сәйкестендіру

Шектік элементтерді модельдеу (FEM) домалатқыш күштер мен нақты жергілікті жер бетінің кедергісі арасындағы дәл сәйкестікті қамтамасыз етеді. Жер-машина әрекеттесуін модельдеу қолданылатын жобалар дәстүрлі әдістерге қарағанда калибрлеу қателерін 42% азайтады. Операторлар нақты уақытта үш маңызды факторды теңгереді:

• Орнатылған құбырлар бойынша үйкеліс кедергісі
• Қазба алдыңғы бетінің қысым айырмашылықтары
• Су төмендету нәтижесінде пайда болатын майлау әсерлері

Негізгі құбыр материалдары мен қосылыстарымен құрылымдық үйлесімділікті қамтамасыз ету

Дәстүрлі түрде итеріп жіберу сақиналары мен аралық итеріп жіберу станциялары қондыру кезінде бетон, болат және полимерлі композит құбырларды қорғайды. 2023 жылғы 14 жобаның деректері модификацияланған қысым реті сезімтал топырақта құбырдың 0,3–0,7 мм/м шамасына дейін иілуін азайтатынын көрсетті. Оптимизацияланған гидравликалық ағын жылдамдықтары сонымен қоса қосылыстардағы кернеу концентрациясын 15–20% төмендетеді.

Тиесілі құбырларды домалату машиналарындағы алдыңғы қадамдарды бақылау және автоматтандыруды интеграциялау

Қауіпсіздік пен оператордың өнімділігі үшін арнайы ақпараттық интерфейстерді баптау

Қазіргі заманғы машиналар тоннельдің қауіпті ортасына ұшырау мүмкіндігін азайтатын, басқару пультін түзетуге мүмкіндік беретін жүйелермен жабдықталған. Операторлар эргономикалық тұрып басқару орындарынан кесуші дисктің айналу моменті мен шламның енгізуін басқарады, күрделі бағдарлауда адамзаттық қателерді азайтады. 2023 жылғы салалық сауалнама бұл жүйелердің қауіпсіздікке қатысты оқиғаларды қолмен басқаруға қарағанда 34% азайтатынын көрсетті.

Шлам ағыны мен алдыңғы қабырға қысымын нақты уақыт режимінде бақылау

Интегралды сенсорлар әрбір 0,5 секунд сайын қысым мен ағын деректерін орталықтандырылған ақпарат тақтасына жібереді, әсіресе су кестесінің астында немесе бар инфрақұрылым астында тепе-теңдікті сақтау үшін дереу түзетулер енгізуге мүмкіндік береді.

Стандартталған және жобаға лайықталған басқару жүйесі архитектуралары

Қалалық микротоннельдеу жобаларының 65% алдын-ала бапталған бақылау бағдарламасын қолданады (Ponemon, 2023), бірақ тұйық қисықтары немесе аралас геологиясы бар жерлерде жиі дайындалмалы PLC бағдарламалау қажет болады. Мысалы, жағалаулық орнатуда гидравликалық үстемелер GPS-бағыттаушы басқарумен интеграцияланып, жер астындағы коммуникациялардың айналасынан өтуге мүмкіндік берді.

Дамып келе жатқан бағыт: Аралас сұйықтық тепе-теңдігі жүйелеріндегі жасанды интеллектке негізделген болжауыш баптаулар

Машиналық үйрену алгоритмдері айдау жылдамдығын тарта топырақта қолмен баптаумен салыстырғанда 18% жылдамдату туралы хабарлайды.

Қоршаған ортаға және логистикалық қажеттіліктерге байланысты материалдарды тасымалдау мен аралас сұйықтықты бөлу жүйелерін түзету

Тоннель ұзындығы мен қазба көлеміне байланысты шаң-тозаңды алу жүйелерін масштабтау

Материалдарды тасымалдау жүйелері тоннельдің ұзындығына және тәуліктік шығарылымға сәйкес масштабталады — 1,2 км қалалық канализациялық құбыр үшін тәулігіне әдетте 850 м³ шаң-тозан шығады (NRTDA 2023). Модульді конвейерлік жүйелер сағатына 20–150 тонна өткізу қабілетіне ие, ал автоматтандырылған көлемдік сенсорлар тармақтардағы тосынсыйларды болдырмау үшін жылдамдықты реттейді.

Қалалық және экологиялық тұрғыдан сезімтал аймақтар үшін қойма бөлу зауыттарын жобалау

Қалалық жобалар 93% қатты заттарды қайта өңдеуге қол жеткізетін, автокөлікпен тасымалдауды 40% қысқартатын, компактілі қойма өңдеу қондырғыларын барынша пайдалануда. Сахелдік аймақтар сияқты экологиялық тұрғыдан сезімтал аймақтарда дайындама материалдармен жұмыс істеу жүйелері нөлдік шығарылымды сүзгілеу мен 55 дБ(А) төменгі дабылды насостарды қамтиды.

Зерттеу мысалы: Экологиялық қорғалатын аймақтағы тұйық циклды қойма қайта өңдеу

Бразилияның Пантанал саздықтарындағы 680 м өзенді кесіп өту үшін бентонит сұйықтығының 98%-ын қайта өңдейтін герметикалық циркуляциялық қоймалжын жүйесі қолданылды. Бұл ретте үш сатылы центрифугалар мен нақты уақыт режиміндегі тұтқырлықты бақылау қолданылып, су өткізгіш топырақтағы 2,1 бар қысымды сақтау арқылы шығарылым толығымен болдырмаған. Бұл әдіс дәстүрлі әдістерге қарағанда 12 миллион литрден астам тұщы су үнемдеуге мүмкіндік берді.

Жиі қойылатын сұрақтар

• Қоймалжындық тепе-теңдік түтік жону машинасы дегеніміз не?
  Қоймалжындық тепе-теңдік түтік жону машинасы — қазба жерасты тоннельдеу кезінде қысымды қоймалжын қоспасын пайдаланып, топырақтың құлауын алдын алатын шұңқырсыз қазу құралы.
• Тапсырыс бойынша жасау мүмкіндіктері шұңқырсыз технологияның өнімділігін қалай арттырады?
  Тапсырыс бойынша жасау қоймалжын тұтқырлығын, герметизациялық жүйелерді және орамалы бас бөліктің өлшемдерін топырақ пен жер асты суларының нақты жағдайларына сәйкес түзетуге мүмкіндік береді, бұл жобаның сәттілік деңгейін арттырады.
• Қоймалжындық тепе-теңдік түтік жону машиналарының негізгі компоненттері қандай?
  Негізгі компоненттерге итеру үшін гидравликалық домкраттар, тұрақтандыру үшін шайлау циркуляция жүйесі және дәл бағыттау үшін лазерлік басқару жүйелері кіреді.
• Түтік-жаккинг машиналары әртүрлі топырақ және жер асты сулары жағдайларына қалай бейімделе алады?
  Машиналар топырақтың құрамы мен жер асты суларының қысымындағы өзгерістерге жауап ретінде шайланың қысымын және ораманың конструкциясын реттей алады, бұл тоннельдеудің тиімділігін қамтамасыз етеді.
• Шайлау теңдестіру жүйелеріндегі жасанды интеллектке негізделген болжамды реттеу дегеніміз не?
  Жасанды интеллектке негізделген болжамды реттеулер тарихи деректерді пайдаланып шайлау қоспаларын оптималдандырады, бұл тоннельдеу кезінде тиімділікті және жылдамдықты арттырады.