Микротоннельдік машина традициялық тоннель құру әдістерімен қалай салыстырылады?

Микротоннельдік машина дегеніміз не және ол қалай жұмыс істейді?

Микротоннельдік машиналар, немесе жиі қолданылатын атауымен MTM — траншеяларды қазбай-ақ жер астындағы құбырларды салу үшін арнайы жасалған, қашықтан басқарылатын жүйелер. Бұл машиналар гидравликалық көтергіштердің көмегімен дайындалған құбырларды орындарына итеріп жіберген кезде, топырақтың ішіне өтіп отырады. Бүкіл операция «старт шахтасы» деп аталатын жерден басталады. Осыдан кейін MTM-нің кесу басы ерекше шлангтық жүйенің көмегімен жерге енеді, бұл жүйе тоннельдің беріктігін сақтап, ластану мен тау жыныстарын беткі қабатқа шығарады. Бұл машиналарды пайдаланушылар лазерлік бағдарлау жүйелерінің арқасында нақты уақыт режимінде оларды басқара алады, бұл барлығын алғашқы жоспарда көзделгендей дәлме-дәл орындауға көмектеседі. Беткі қабатқа тигізілетін әсердің қаншалықты азаятынын қарастырсақ, соңғы салалық хабарламаларға сәйкес, көне траншеялық қазу әдістерімен салыстырғанда шамамен 75 пайызға дейін азаяды.

Негізгі компоненттер: Бағдарлау жүйесі, Итеру рамасы және Кесу басы

MTM-нің тиімділігін анықтайтын үш компонент бар:

• Бағдарлау жүйесі : 5 мм дейінгі ауытқуларды лазерлер мен гироскопиялық сенсорлар арқылы бақылап, жұмысты тоқтатпай-ақ трассаны түзету мүмкіндігін береді.
• Жапсыру рамасы : Құрылымдық бүтіндікті сақтай отырып, қазылған тоннельдерге құбырларды итеру үшін 1200 тоннаға дейінгі күшті өндіреді.
• Жекеу басы : Жұмсақ саздан бастап тасты жыныстарға дейінгі әртүрлі топырақ түрлерімен жұмыс істеу үшін ауыстырылатын дискілі кескіштер мен шламдық порттармен жасалған.

Дәл орындау үшін Қашықтан Басқару және Нақты Уақытта Бақылау

Қазіргі замаңғы тоннель қазатын машиналар жер қысымы, қанша бұрау күші қолданылғаны және барлығы дұрыс тураланған-жоқтығы сияқты нәрселерді бақылайтын интернетке қосылатын сенсорлармен және ақылды бағдарламалық жасақтамамен жабдықталады. Операторлар өз экрандарында нақты уақытта жаңартылған мәліметтерді алған кезде, тиісті жағдайда параметрлерді фактичали түзете алады. Мүмкін кесу басының жылдамдығын төмендету, шлам қоспасының құрамын реттеу немесе машина артындағы итеру күшін өзгерту керек болуы мүмкін. Жүйе негізінен қателіктер сирегірек болатын және қымбатқа түсетін туралау мәселелері апатқа айналмас бұрын болдырмауға мүмкіндік беретін кері байланыс циклын жасайды. Бұл кіші қателіктер кейінірек үлкен қиындықтарға әкелуі мүмкін жолдардың астында немесе ғимараттарға жақын жобалар кезінде өте маңызды.

Траншеясыз құрылыста Түтік Үстіне Соққымен Интеграциялау

Микротоннельдік машиналар түтік жинау жүйелерімен бірге жұмыс істегенде, олар жер астындағы коммуникацияларды көп еңбекті қазу жұмыстарынсыз салуға мүмкіндік береді. Машина жер астында алға қарай жылжып, гидравликалық домкраттар ауыр түрдегі темірбетон немесе болат түтіктерді топырақ пен тау жынысын кесіп өткен жерінің артынан итеріп жылжытады. Бұл әдістің тиімділігі — құбырларды жеке орнату үшін қосымша жұмысшыларды тарту қажет болмайды. Контрактшылар бұл әдісті біріктіріп пайдаланған кезде жобаларды тезірек аяқтайтынын хабарлайды, әсіресе кеңістік шектеулі және көлік қозғалысына кедергі жасамау қажет қалаларда. Еңбек шығындары дәстүрлі әдістерге қарағанда үштен бірден немесе жартысына дейін төмендейді, сондықтан көбірек муниципалитеттер осындай дамыған тоннельдік шешімдерге көшуінің себебі осында.

Дәлдік және нақтылық: Микротоннельдеу мен дәстүрлі қазу

Микротоннельдеудегі лазерлік бағдарлау және нақты уақытта түзетулер

Лазерлік бағдарлау жүйелеріне байланысты микротоннельдеу машиналары кесуші басының қозғалу бағытын тұрақты түзету арқылы дюймнан кіші деңгейдегі дәлдікке жетеді. Жүйелер жолдан шамамен үш ондық градус шеңберінде ұстау үшін әрбір секунд сайын елуге жуық деректер нүктесін өңдейді. ISTT-дан келген кейбір зерттеулерге сәйкес, мынадай орнатымдар бір мың фут немесе одан да ұзынырақ жұмыстарда әдетте шамамен 98 пайыз дәлдік береді. Бұл бәрінің шын мәнінде пайдалы болу себебі — операторлар проблемаларды дер кезінде байқап, машинаның алға қарай тесіп отыруын тоқтатпай-ақ түзете алады. Бұл жақын жерде зақымданбауы керек жер астындағы құбырлар мен кабельдер бар кезде өте маңызды болып табылады.

Қолжетімді Дәстүрлі Тоннельдеу Әдістеріндегі Түзету Қателері

Ескірген қазу әлі де сағатына бір рет жаңартылатын қолмен зерттеулерге тәуелді, бұл уақыт өте келе бағдарлау мәселелерінің жиналуына әкеп соғады. Біз әрбір 500 фут қазылған сайын шамамен 7,6 см ауытқу туралы сөйлеп отырмыз. 2023 жылы шамамен 120 әртүрлі құрылыс алаңын зерттеген зерттеу жұмыстарының шамамен үштен бірінде жұмысшылардың қосымша тесіктерді түзетуі керек болғанын анық көрсетті. Әрбір осындай жағдай жобаның құнына 18 000 долларға дейін қосымша құнын қосты. Көрінуі мүлдем нөлге жақын терең орамалардың түбінде бригадалар көбінесе ескі орын деректерін пайдалануға мәжбүр. Бұл қазу жалғасқан сайын дәлдік мәселесін одан әрі нашарлатады.

Зерттеу жағдайы: Микро тоннельдеу машинасын қолданып Сиэтлдің орталық ауданында газ құбырын орнату

Тарихи аймақтағы Pioneer Square астында 365 метр (1200 фут) ұзындықтағы жаңбыр суларын өткізетін құбырды орнату кезінде жұмысшылар вертикаль бойынша тек 5 мм (0,2 дюйм) шамасында дәлдікті сақтау үшін 122 см (48 дюймдік) микротоннельдеу машинасын пайдаланды. Бұның ерекше жағдайы – барлық инфрақұрылымға қаншалықты жақын жерден өткені. Лазерлік бағдарлау жүйесі барлық операция бойы активті газ құбырларынан 30 см (12 дюйм) қашықтықта қозғалып отырды. Құрылыс кезінде толығымен қызмет көрсету үзілістері болмағанын ескерсек, бұл өте тамаша нәтиже. Сонымен қатар ISTT-ның 2022 жылғы бағалауына сәйкес, бүкіл бұрғылау процесі дәстүрлі әдістерге қарағанда толық 11 күн бұрын аяқталды.

Жобаның тиімділігі: Уақыт пен жұмыс істеу сапасын салыстыру

Микротоннельдеу машиналарымен тез дайындалу және үздіксіз бұрғылау

Микротоннельдеу машиналарын жұмысқа дайындау үштен бес күнге дейін созылады, бұл дәстүрлі тоннельдік жабдықтарды орнату үшін қажетті әдеттегі екіден үш айға дейінгі уақытпен салыстырғанда анағұрлым тез. Осы машиналардың кішірек өлшемі жұмыс басталар алдында алаңмен көп айналыспауды білдіреді және олар жер қоқысы мен тас үгінділерін қолмен шығару үшін жұмысшылардың келуін қажет етпей, үздіксіз жұмыс істей береді. Бұның бәрі жер астында үздіксіз жылжуға әкеледі. Операторлар 30 МПа шамасындағы қысу беріктігіне ие қиын топырақ жағдайларында болса да, тұрақты алға жылжи алады. Сағатына бірнеше рет тоқтап ластануын тазарту қажет болмайды, сондықтан жобалар тезірек және көбірек қиындықсыз орындалады.

Дәстүрлі тоннельдердің уақыт кестесіне ауа райы мен беткі бұзылулардың әсері

2022 жылы жүргізілген кейбір зерттеулерге сәйкес, ашық тоннель қазу әдістері жаңбыр, суық толқындар және беткі бетте су тасқыны сияқты ауа-райы мәселелеріне байланысты жылына әдетте 18-ден 22 жұмыс күніне дейін босқа шығындалады. Қалалық жобаларға келгенде, тағы да көбірек қиындықтар туындайды. Мердігерлер транспорт ағымдарын бағыттауға, зақымданған жолдарды жөндеуге және үлкен қазба алаңдарының айналасында адамдарды қауіпсіз жылжытуға мәжбүр болады. Жақсы жағы — микротоннельдеу бұл барлық мәселелерден құтылады, себебі ол беткі жағдайлардың еш маңызы болмайтын жер астында жұмыс істейді. Бұл әр күні маңызды болып табылатын қалалық аймақтарда жобалардың көптігін жеңілдетеді.

Мәліметтерге көзқарас: Жобаны аяқтау уақыты 40% жылдам (Дереккөз: ISTT, 2022)

Траншейсіз технологиялардың халықаралық қоғамы 2019–2021 жылдары арасында 127 құбыр өткізу жобасын бақылады және микротоннельдеу әдісінің дәстүрлі әдістерге қарағанда орташа салу уақытын 31,1 аптадан 18,7 аптаға дейін қысқартатынын анықтады. Алдыңғы қатарлы құрылыс кеңесшілері бұл тиімділікті қайта жұмыс істеуді болдырмауға мүмкіндік беретін роботтаждалған дәлдікке және тар кеңістіктерде тәулік бойы жұмыс істеу мүмкіндігіне байланысты деп есептейді — бұл дәстүрлі жобалардың 12%-ын құрайды.

Микротоннельдеудің құнын талдау және ұзақ мерзімді экономикалық пайдасы

Микротоннельдеу жабдықтарына алғашқыда көбірек инвестиция салу

Дәстүрлі қазу жұмыстары көбінесе компанияларға жарты миллионнан бір миллион долларға дейінгі шығынға әкелетін ауыр техниканы қажет етеді. Микро тоннельдеу толығымен басқаша тәсілді пайдаланады, оның құрамына гидравликалық домкраттар мен лазерлік навигациялық жүйелер сияқты құрылғылар кіреді. ISTT-ның 2022 жылғы сала бойынша деректеріне сәйкес, микро тоннельдеуге бастапқыда әдетте екі миллионнан төрт миллион долларға дейінгі қаражат қажет болады. Бірақ бюджеті шектеулі жоспарлаушылар үшін мұнда қызықты нәрсе басталады. Бастапқы кезеңде үлкен шығындар болса да, жобаның ұзақ мерзімді шығындарын қарастырғанда олар төлемге тиіс. Еңбекақы шығындары белгілі дәрежеде төмендейді, себебі тұрақты бақылау қажеттілігі азаяды. Жұмыстың аяқталуынан кейінгі қалпына келтіру жұмыстары да көп күш жұмсатуды талап етпейді. Сонымен қатар, құрылыс кезінде көлік қозғалысының бұзылуын басқарудан үнемделген қаражатты да елемеуге болмайды. Жобаның тіршілік циклі бойынша жалпы картинаға назар аударғанда, бұл машиналар бастапқы бағасы жоғары болса да, шын мәнінде тиімдірек болып шығады.

Еңбек шығындарын, қалпына келтіруді және трафикті басқаруды азайту арқылы үнемдеу

Микротоннельдеу машиналары түтік орнатуды және топырақты алу процесін автоматтандыру арқылы қолмен еңбекті 60–70% дейін азайтады. Бір 2023 жылғы зерттеу беткі бұзылулардың азаюы метріне $200–$400 қалпына келтіру шығындарын қысқартатынын көрсетті. Қалалар жолдарды жабудан және бағыттарды өзгерту басқарудан құтылып, күн сайын $1,2 мыңнан $4,5 мыңға дейін үнемдейді.

Жалпы шығындар бойынша зерттеу: Торонтоның өндірістік су құбыры

Торонтода микротоннельдеу машинасын пайдаланып салынған 4,2 км өндірістік су құбыры дәстүрлі қазу әдісімен салыстырғанда жалпы алғанда 22% үнемдеуге қол жеткізді. Негізгі факторларға жоспарланбаған коммуникацияларға соққы болмау — 740 мың долларлық жөндеу шығындарын азайтты — және 18% жылдам орындалу кіреді. Жоба 99,8% дәлме-дәл туралау дәлдігін сақтады, бұл қолмен әдістерде жиі кездесетін қайта жасаудың қымбат шығындарын болдырмақшы болды.

Микротоннельдеу машиналарының экологиялық әсері мен қауіпсіздік артықшылықтары

Беткі бұзылулардың азаюы және қалалық ландшафттарды сақтау

Микротоннельдік машиналар қолданылған кезде олар негізінен жер астында жұмыс істейді, сондықтан жер бетінде елеусіз бұзылу болады. Кіру үшін тек екі жақтың ұшында кішкентай тесіктер ғана қажет. Қалалар мұнымен риза, себебі олардың көшелері бүтін күйінде қалады, жануарлар мекен ететін жерлер бұзылмайды және кейіннен зақымданған жолдар мен парктарды жөндеуге миллиондар жұмсау қажет болмайды. Өткен жылы инженерлер заңды түрде қорғалатын сулы жер астына құбырлар төсеу кезінде не болғанын қараңыз. Олар үлкен шұңқырлардың барлық жерде қазылуы сияқты ескі әдістерге қарағанда олардың қазу жұмысының әсерінің бестен бірін ғана құрайтынын білді. Сонымен қатар, бұл машиналар қоршаған топыраққа лас және қоқыс түспейтін герметикалық жүйеде жұмыс істейді, бұл табиғатты қорғау қажет болатын жерлер үшін оларды ерекше пайдалы етеді. Бұл технология әрбір жағдайға дәл келмесе де, көбінесе экологиялық топтар құрылыс жобалары кезінде заттарды қаншалықты таза ұстауына қанағаттанады.

Көміртегі шығындарын және техниканың табан іздерін азайту

2022 жылғы ISTT зерттеуіне сәйкес, микротоннельдеу ашық қазу әдістерімен салыстырғанда шамамен 35 пайызға аз көміртегі шығарады. Дәстүрлі қазу әдістері үлкен машиналарды және материалдарды тұрақты тасымалдауды қажет етеді, ал микротоннельдеу әлдеқайда дәл жұмыс істейді, сондықтан қажеттен гөрі артық қиып алу аз болады және жалпы қалдықтар да аз түзіледі. Өткен жылы ғалымдар ғимараттармен тығыз құрылған қалаларға назар аударып зерттеу жүргізді де, бейтарап нәтиже көрсетті. Ауа сапасы ең маңызды болып табылатын осындай тығыз қалалық аймақтарда ескі дизелді экскаваторларды жаңа электрлі микротоннельдеу жабдықтарымен ауыстыру бөлшекті ластануды жуық 90 пайызға дейін азайтуға мүмкіндік береді.

Траншеясыз жобаларда жұмысшылардың қауіпсіздігін жақсарту және OSHA талаптарына сай келу

Қашықтан басқару азаматтардың жер астындағы осы қауіпті аймақтарда жұмыс істеу қажеттілігін жояды. Жер бетіндегі басқару бөлмелерінен жұмысшылар осы кішкентай тоннель қазатын машиналарды басқарады, сондай-ақ кенеттен құлау, улы газдардың шығуы немесе ауыр техниканың бөліктерінің арасына тусып қалу сияқты қауіптерден қауіпсіз болып қалады. Біз соңғы кездері көрген OSHA есептеріне сәйкес, компаниялар 2021 жыл шамасында осы шұңқыр қазбайтын әдістерге ауысқаннан бері траншея қазумен байланысты жарақат алғандардың саны шамамен екі есе азайған. Сонымен қатар, барлық нәрсені нақты уақытта бақылайтын осы құбырлардың қозғалысы немесе жердің тербелісі сияқты белгілерді адамдар үлкен қауіпке ұшырамас бұрын анықтап алатын құрылғыларды да ұмытпау керек. Жер астындағы мүмкін болатын барлық қауіптерді ойластырғанда, бұл шынымен тамаша нәрсе.

Жиі қойылатын сұрақтар

Микро тоннельдеу машиналарын пайдаланудың негізгі артықшылығы неде?

Микротоннельдік машиналар лазерлі-бағдарламалық жүйелер мен гидравликалық домкраттар арқасында беткі қабатты аз ғана бұзып, дәл түтік орнату мүмкіндігін береді, бұл жобаны тез аяқтауға және еңбек шығындарын азайтуға әкеледі.

Микротоннельдік машиналар жұмыс кезінде қауіпсіздікті қалай қамтамасыз етеді?

Операторлар микротоннельдік машиналарды қашықтан басқарады, бұл жұмысшылардың қауіпті жерасты ортасында болу қажеттілігін жояды. Сонымен қатар, бақылау жүйелері нақты уақыт режимінде жаңартуларды ұсынып, мүмкін болатын қауіп-қатерлерді болдырмауға көмектеседі.

Аудандық биліктер неге дәстүрлі қазу әдістеріне қарағанда микротоннельдеуді таңдауы мүмкін?

Аудандық биліктер микротоннельдеуді оның құны тиімділігі, дәлдігі және қалалық ландшафтқа ең аз тиімі үшін қолданады, бұл құрылыс кезінде қозғалысты жеңілдетуге және экологиялық әсерді азайтуға мүмкіндік береді.

Микротоннельдеу үшін қандай бастапқы инвестиция қажет?

Микротоннельдеу гидравликалық көтергіштер, лазерлік бағдарлау жүйелері мен кесу басындай жабдықтар үшін екіден төрт миллион долларға дейінгі алғашқы инвестицияны талап етеді, бірақ ұзақ мерзімді үнемдеу мүмкіндігін береді.