Микро ТБМ Қалыңды Жерге Сапарлауға Қалай Инновация Тудыр еді

Микро TBM дегеніміз не? Негізгі компоненттер мен негізгі айырмашылықтар

Микро TBM-нің анықтамасы және негізгі компоненттері

Микро тоннельдік бұрғылау машинасы, жиі ТБМ деп аталатыны, 1,5 метрден кіші диаметрлі тоннельдерді қазған кезде ең жақсы жұмыс істейді. Бұл машиналар жерді қазып өтетін айналатын кескіш басымен, алға итеруші гидравликамен және қазылып алынған материалдарды өңдейтін сулы немесе құрғақ жүйелермен жабдықталған. Оларды шынымен ерекшелейтіні — бүкіл жүйені сантиметрдің бөлшегінде ұстайтын лазерлік бағдарлау жүйесі. 2023 жылғы салалық есеп берулерге сәйкес, бұл дәлдік көне қолмен басқарылатын әдістермен салыстырғанда туралау мәселелерін шамамен 15% төмендетеді. Мемлекеттік биліктер жолдарды жойып, жер бетіндегі өмірді бұзбай-ақ жүйелер мен кабельдерді көп қозғалыстағы көшелердің астына төсеу үшін осындай ТБМ-дерді қолдануды ұнатады.

Микро ТБМ-дер қалыпты ТБМ-дерден қалай ерекшеленеді

Дәстүрлі тоннель қазу машиналары 6 футтан кең тоннельдер үшін ең жақсы жұмыс істейді, алайда Micro TBMs кеңістік шектеулі болған жағдайдағы тығыз орындар үшін арнайы жасалған. Ескі нұсқалары үнемі аса үлкен кіру нүктелері мен объектіде көп санды жұмысшыларды қажет етеді. Алайда Micro TBMs-ты жерден басқаруға болады және топырақты қазу барысында тікелей құбырларды орнатуды қамтиды. Өткен жылы Realtop Machinery жүргізген зерттеулерге сәйкес, қаланың тығыз аудандарында осы кішірек машиналарды пайдаланатын жобалар 25% -дан 40%-ға жуық тезірек аяқталады. Сонымен қатар, модульді құрылысы арқасында жинақтау тобы қажет болған кезде оларды тез ажыратып, әртүрлі жұмыс орындарына ауыстыруға болады, бұл ірі дәстүрлі машиналар үшін мүмкін емес, себебі олар кеңістікті алып жатады.

Микро тоннель қазу машиналарының функционалдылығы мен басқару жүйелері

Микро ТБМ-нің ең соңғы ұрпағы жер астында жұмыс істеген кезде айналу моментінің деңгейі, итеру күші және әртүрлі топырақ түрлерінен туындайтын кедергі сияқты нәрселерді бақылайтын Интернет заттары арқылы байланысқан ақылды сенсорлармен жабдықталған. Машиналар бұл ақпараттың барлығын жер бетіндегі жұмысшыларға нақты уақыт режимінде жібереді. Кейбір озық компьютерлік бағдарламалар 2023 жылғы өнеркәсіптік есеп берулерге сәйкес, детальдардың істен шығуына кейде 50 сағатқа дейін алдын ала болжам жасай алады. Мұндай алдын ала көру күтпеген тоқтауларды шамамен 30% -ға дейін қысқартады. Күрделі жер жағдайларымен жұмыс істеу үшін бұл машиналар барлығын дұрыс тепе-теңдікте ұстайтын арнайы тұйық циклдық жүйелерге ие. Сонымен қатар, қазылатын тоннельдің толық панорамалық көрінісін беретін енгізілген камералық жүйелер бар, бұл жұмысшылардың мүмкін болатын соқтығысулардан қашуына көмектеседі. Барлық бұл мүмкіндіктер қоршаған құрылымдарға қауіп төндірмей-ақ күніне шамамен 15 метр қашықтыққа жеткізетін өте жоғары жылдамдықпен тоқтамай жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Дәлдік пен автоматтандыру: Микро ТБМ-нің технологиялық артықшылығы

Микро ТБМ жұмыстарындағы автоматтандырылған бағдарлау жүйелері

Микро ТБМ-дер инерциялық навигациялық технологияларды, көлбеулік датчиктерін және гидравликалық басқару механизмдерін біріктіретін автоматтандырылған бағдарлау жүйелеріне сүйенеді, ол миллиметр дәлдікпен өлшеуге мүмкіндік береді. Бұл жүйелердің тиімділігінің себебі – олар әр секунд сайын 50-ден 100 ретке дейін қиып алу басының орнын түзете алады, бұл қолмен бағдарлау кезінде адамдар жиі жіберетін қателерді толығымен жояды. Сандар да өзінше көрсеткіш – бағдарлау ақаулары шамамен 40% төмендеді. Қалалардың сезімтал аймақтарында, мысалы ескі ғимараттар немесе жер астында жұмыс істеп тұрған метрополитен желілерінің астынан тоннель қазу үшін бұл өте маңызды. Инженерлер жабдықтар жолдан тыс кетіп, жұмыс барысында құнды инфрақұрылымға зиян келтірмейтінін біліп, тыныш ұя алады.

Нақты уақытта дәлдік үшін лазерлік және ТТӘ бағдарлау жүйелері

Екі координаталық лазерлерді және PTZ түріндегі қауіпсіздік камераларын пайдалану өзгертулер қажет болған кезде жұмысшыларға дереу шешім қабылдауға мүмкіндік беретін кеңістіктік ақпаратты береді. Лазер негізінен кесу басында тіреу нүктесі ретінде қызмет етеді, ал камералар цифрлық жоспарда көрсетілгендердің шын мәнінде не болып жатқанымен салыстырып тексереді. 2023 жылы Лондонның ескі аудандары арқылы оптикалық талшық желілерін орнату кезінде бұл жүйелер тоннельдердің үстінде тікелей орналасқан ғасырлар бойы тұрған ғимараттарды ескере отырып, жердің қозғалуын бар болғаны 3 миллиметрден төмен ұстады. Осындай дәлдік абсолютті қажет болды.

Нақты уақытта бақылау мен деректерді талдау үшін Интернет заттарының интеграциясы

Микро ТБҚ-ларға жүктеме деңгейлері, итеру өлшемдері және олар қандай топырақты өңдейтіні сияқты әртүрлі жұмыс уақытындағы ақпаратты бұлттық сақтау жүйелеріне жіберетін шамамен 30-дан 50-ге дейінгі IoT-датчиктері тікелей орнатылған. Бұл инженерлердің машина жұмыс істеп тұрған кезде құралдың бұрғылау параметрлерін түзетуіне мүмкіндік береді және Нью-Йорк қаласының астындағы үлкен өнімсіз сулар құбырын салу кезінде жұмыс жылдамдығын шамамен 22 пайызға арттырды. Нақты нәтиже тау жыныстары мен топырақ түрлерін талдау үшін машиналық оқыту алгоритмдерін қолдану арқылы күтілетін жер бедеріне сәйкес айналым саны мен ерітінді қысымының дәл реттеулерін ұсыну арқылы қол жеткізіледі. Бұл практикада жұмысшылардың күрделі жер асты жағдайларында жұмыс істеуі кезінде жұмыстың тегіс жүруін және тоқтап қалулардың азаюын білдіреді.

Жұмыс үздіксіздігі үшін ЖИ-мен қамтамасыз етілген болжаулы техникалық қызмет көрсету

Жабдықтың 300-500 сағат бұрын істен шығуын алдын ала болжау үшін машиналардың тербелісін зерттеу және гидравликалық сұйықтықтардың күйін тексеру AI жүйелеріне көмектеседі. Мұндай мәселелерді болжау қабілеті кенеттен тоқтауларды шамамен екі үштен бірге дейін азайтады, бұл дыбыс деңгейі мен жұмыс уақыты бойынша қатаң ережелері бар қалалық құрылыс жұмыстары үшін өте маңызды. Өткен жылы бір метрополияның байланыс жобасын мысалға алсақ. Олардың AI жүйесі түнде жүргізілетін рутинды тексеру кезінде негізгі мойынтіректің тозу белгілерін анықтады. Егер бұл ескерту болмаса, бүкіл операция 14 күнге дейін кешігуі мүмкін еді.

Қазіргі заманғы микротоннельдік техниканы жетілдіретін инновациялар

Әртүрлі геологиялық жағдайлар үшін жетілдірілген құралбасты конструкциялары

Өткен жылы Tunneling Journal дерек бойынша, соңғы Micro TBM құрылғысының жаңа конструкциясы модульді орнатумен келеді, бұл операторлардың қажеттілігіне қарай кесу бұрыштарын реттеуіне мүмкіндік береді, сондай-ақ тозуды аралас топырақ пен тастар жағдайында жұмыс істеген кезде шамамен 40% дейін азайтатын ауыстырылатын дискілі кескіштерге ие. Бұл ескі, тұрақты конструкциялы модельдерге қарағанда үлкен жақсарту болып табылады. Алайда, бұл машиналарды шынымен ерекшелейтін нәрсе — екі режимді мүмкіндіктері. Олар жұмысты тоқтатуға мүлдем мүмкіндік бермей, жұмсақ топырақпен жұмыс істеуден қатты тау жыныстарын өңдеуге лездей ауыса алады. Мұндай икемділік қаланың көшелерінің астында тоннель қазған кезде, жер асты қабаттары бір жерден екінші жерге өткен сайын тұрақсыз болып тұратын жағдайларда абсолютті түрде маңызды.

Тұрақтылық үшін гибридті және энергияны үнемдейтін қуат жүйелері

Жетекші өндірушілер қазір отын шығынын 28% азайтатын және жоғары бұрау күшін сақтайтын гибридті дизель-электрлік қозғалтқыштарды пайдаланады. Тежегіштің рекуперативті жүйесі жылдамдықты төмендету кезінде кинетикалық энергияны жинақтайды және оны, мысалы, қойма сорғылау сияқты қосымша функциялар үшін қайта пайдаланады. Бұл жаңалықтар әлемдік декарбонизация мақсаттарына сай келеді және қазылған әрбір километр үшін CO₂ шығарындысын 22 тоннаға дейін азайтады.

Нақтылық пен қауіпсіздікті арттыратын қашықтан басқару мүмкіндіктері

AI басқару жүйесінің арқасында операторлар тоннельге түсуге деген қажеттіліктісіз-ақ жер бетіндегі өзінің станцияларынан Микро ТБМ жұмыстарының әрбір аспектісін басқара алады. Жүйе сенсорлардан келіп түскен нақты уақыттағы деректер арқылы жер астында болып жатқан оқиғаларды үнемі бақылайды. Бұл жылжыту кезінде қолданылатын қысым мөлшері мен кесу басының айналу жылдамдығы сияқты параметрлерді реттеуге мүмкіндік береді. 2024 жылғы NIOSH-тың соңғы зерттеулеріне сәйкес, оптикалық талшықты кабельдерді төсеу кезінде жуық шамамен 0,4% түзу сызықтылыққа жетуге көмектеседі. Жұмысшылардың осы қауіпті жер асты аймақтарынан шығарылуы олардың жарақат алу қаупін де едәуір төмендетеді. Статистикалық деректер біз зиянды жағдайларға ұшырау ықтималдығын шамамен үштен бір бөлігіне дейін азайтқанымызды көрсетеді, бұл OSHA ұйымын тоннельдік өнеркәсіп бойынша күнделікті реттеп отыратын көптеген қауіпсіздік мәселелерін шешуге үлкен үлес қосады.

MTBM үдерістеріне Ақылды Басқару жүйесін интеграциялау

Өзін-өзі диагностикалауға қабілетті басқару панельдері қазір 200-ден астам әртүрлі жұмыс көрсеткіштерін талдау үшін машиналық оқыту алгоритмдерін қолдануда. Бұл жүйелер нақты 80 сағатқа дейін алдын ала істен шығуы мүмкін болатын уақытты болжай алады. Жер астындағы құрылыс жұмыстары үшін автоматтандырылған цементтеу орнатқыштары қысымды бақылау құрылғылары арқылы жүргізілетін жер қазу жылдамдығымен тығыз байланыста жұмыс істейді. Бұл еңбегі өте көп жерлерде, әсіресе топырақта саз көп болған жағдайда, ғимараттардың көп батып кетуін болдырмауға көмектеседі. Сандар да 2022 жылдың басынан бері өзіндік әңгімесін айтуда. Халқы тығыз қоныстанған қалаларда бұл интеллектуалды процестер енгізілгеннен бері жобалар кешігуі жиілігі азайды. Біз үлкен метрополиялық аймақтарда осы қателестіретін кешігулерді шамамен 34 пайызға дейін қысқарту туралы сөйлеп отырмыз.

Қала инфрақұрылымындағы қолданылуы: Минималды тосқауылдармен жұмыс істеу тиімділігі

Микро ТБК технологиясының негізгі қалалық қолданылуы

Микро TBM технологиясы беткі әсерді минималдандыра отырып, маңызды ішкі инфрақұрылымдарды орнату үшін кеңінен қолданылады. Негізгі қолданыстарына мыналар жатады:

• Коммуналдық тоннельдер су, қоқыс және электр желілері үшін
• Қосымша су сүйекшелік системалары қалалық су тасқынын болдырмау үшін
• Телекоммуникациялық канал желілері 5G-нің кеңеюін қамтамасыз ету
• Газ құбыры орнатулары мұра аймақтарының астында

Олардың шағын өлшемі (0,6–1,5 м диаметрі) жолдар мен ғимараттардың астынан өтуге мүмкіндік береді және ашық траншея қазуды немесе құрылымды нығайтуды болдырмауға мүмкіндік береді.

Қоңыраулы қала ортасында уақытты тиімді пайдалану

Мадридтегі телекоммуникациялық желіні кеңейту кезінде Микро TBM ашық әдістерге қарағанда 40% жылдамырақ 2,1 км тоннель қазды, себебі ол беткі кедергісіз үздіксіз жұмыс істеді. Салалық деректерге сәйкес, қалалық Микро TBM жобалары дәстүрлі бұрғылау және жару әдістеріне қарағанда 30–50% жылдамырақ аяқталады (Urban Tunneling Journal 2023), бұл халыққа ыңғайсыздық тигізуді азайтуды мақсат ететін қалалар үшін идеалды шешім болып табылады.

Беткі бетінің бұзылуын ең аз деңгейде ұстау үшін дәлме-дәл инженериялық шешімдер

±5 мм-ге дейінгі орын анықтығымен микротоннельдік щиттар (Micro TBMs) мыналарды қамтитын, өте бақыланатын тоннельдеу жұмыстарын іске асыруға мүмкіндік береді:

1. Жер бетінің 1 мм-ден кем шөгуімен жұмыс істеп тұрған метрополитен желілерінің астынан қауіпсіз өту
2. Тығыз автожолдардың төменгі жағында, 8 метр тереңдікте 800 мм диаметрлі құбырларды орнату
3. 30 метр қисықтық радиусы бар тесіктер арқылы жүру

Бұл дәлдік дәстүрлі әдістерге қарағанда 70% аз беткі бетінің бұзылуына әкеледі, ал болашақта жер асты коммуникацияларын жаңарту кезінде қолданылып жүрген ландшафттар сақталады.

Мысалдар: Коммуналдық тоннельдер, Жаңбыр сулары Жүйелері және Байланыс Желілері

Токио қаласы жер астында 15 метр тереңдікке дейін жиналған топырақ қабаттарының астына шамамен 23 километрлік канализация құбырларын салу мақсатында 12 дана кіші тоннель қазғыш машиналар — Микро ТБҚ (Micro TBMs) пайдаланып, жобаны жүзеге асырды. Елеулісі, олар осы үлкен көлемді жұмысты орасан зор мегаполистің күнделікті өміріне ешқандай үлкен бұзылыс тудырмай аяқтады үй 14 миллионнан астам адамға. Ал Лондонда инженерлер диаметрі бар болғаны 0,9 метр болатын нақты бір Микро ТБҚ-мен жұмыс істеді, ол викторианлық заманның ескі ғимараттарының фундаменттерін тесіп өтіп, күндегі 15 метрлік елеулі жылдамдықпен алға қарай қазу жұмысын жүргізді. Бұл көшелерді жабудың алты толық аптасынан арылуға көмектесті, бұл қажет болса да, пайдаланушыларға ыңғайсыздық туғызады. Осы шын мәндегі мысалдар көшелерді жойып, тұрғындарға ыңғайсыздық туғызбай-ақ инфрақұрылымдарын жаңарту кезінде көптеген қалалар неліктен осы компактты тоннельдеу шешімдеріне жүгінетінін айқын көрсетеді.

Микро ТБҚ қолданудың құны, қауіпсіздігі және экологиялық пайдасы

Микро ТБҚ технологиясы кіші диаметрлі жобалар үшін 30% төмен операциялық құн (€1,5 млн), урбандалған аймақтарда салу уақыты 40% қысқартылды (2023 жылғы тоннельдеу құнының талдауы). Экономия дәл материалдарды пайдаланудан және еңбекке деген талаптың азаюынан туындайды — жобаларға, әдетте, бұрғылау және жару операцияларына қарағанда 60% аз қызметкер қажет болады. кіші диаметрлі жобалар үшін 30% төмен операциялық құн (€1,5 млн), урбандалған аймақтарда салу уақыты 40% қысқартылды (2023 жылғы тоннельдеу құнының талдауы). Экономия дәл материалдарды пайдаланудан және еңбекке деген талаптың азаюынан туындайды — жобаларға, әдетте, бұрғылау және жару операцияларына қарағанда 60% аз қызметкер қажет болады.

Микро ТБҚ-лар дәстүрлі әдістерге қарағанда маңызды артықшылықтарға ие:

• тербелістің 85% төмендеуі , жанаса орналасқан құрылымдарды қорғайды
• бөлшектер шығарылымының 92% төмендеуі (Понемон институты, 2023)
• Беткі бұзылу аймақтары 15м²-ден 2м²-ге дейін қысқарады;

Қоршаған ортаға әсері жағынан микро ТБҚ жобалары энергияны тиімді пайдалану және қоқыстың көлемінің 98% төмендеуі салдарынан 45% төменгі көміртегі ізін тудырады. Тұйық қазу жүйесі су асты суларының ластануын болдырмауға мүмкіндік береді — ерекше қорғалатын су горизонттарының астында жұмыс істеген кезде бұл өте маңызды.

Қауіпсіздік көрсеткіштері айтарлықтай жақсарды, жұмыс алаңындағы жарақаттар саны 73% кем бұл қашықтан басқару мен автоматтандырылған қысымды бақылауға байланысты. Бұл жүйелер тоннельдің алдыңғы бетіне жұмысшылардың әсерін болдырмау арқылы құлатылу қаупін 68% азайтады.

Ұзақ мерзімді пайдасына жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзарту — жасанды интеллекттің диагностикасы компоненттердің қызмет ету мерзімін 30% арттырады — және бөлшектердің 85%-ын жобалар арасында қайта пайдалануға мүмкіндік беретін модульді конструкциялар арқылы жоғары қайталану қабілеті жатады. Бұл факторлар бірлесіп көпжылдық қалалық инфрақұрылым бағдарламаларында жобаны аяқтау деңгейін 22% арттырады көпжылдық қалалық инфрақұрылым бағдарламаларында.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Микро ТБМ қандай?

Микро Тоннель Қазу Машинасы (TBM) диаметрі кіші болатын тоннельдеу жобалары үшін қолданылады және 1,5 метрден кіші тоннельдерді қазу үшін идеалды.

Микро TBM қалыпты TBM-нан қалай ерекшеленеді?

Микро TBM-лар тар кеңістіктерге арналып жасалған және қашықтан басқарылуы мүмкін. Олар қалыпты TBM-ға қарағанда компактілі және модульді, ал қалыпты TBM-лар үлкен кіру нүктелерін және көбірек жұмысшыларды талап етеді.

Микро TBM-ның негізгі компоненттері қандай?

Негізгі компоненттеріне айналатын кесу басы, гидравликалық итеру механизмдері, лазерлік бағдарлау жүйелері және топырақты тасымалдау жүйелері кіреді.

Микро ТБҚ пайдаланудың артықшылықтары қандай?

Микро ТБҚ дәлдікті, жобаны тез аяқтауды, еңбек шығынын азайтуды, көміртек іздерінің төмендеуі сияқты экологиялық артықшылықтарды және алысқа қашықтан басқару мүмкіндігіне байланысты қауіпсіздікті арттыруды қамтамасыз етеді.

Микро ТБҚ үшін кең таралған қалалық қолданыстар қандай?

Микро ТБҚ коммуналдық тоннельдер, суарынды жүйелер, байланыс желілері және газ құбырларын салу үшін беткі қабатқа минималды әсер етумен қолданылады.