Proyekt üçün tunel bürkücü maşını seçməkdə nəzərə alınmalıdır ki?

Tunel Qurğusunun Seçimini Təsir Edən Geoloji və Geotexniki Şərait

Torpaq, qaya tərkibi və yeraltı sabitliyin qiymətləndirilməsi

Tunel Qurğuları (TBMs) effektiv işləmək üçün dəqiq geoloji uyğunluğa ehtiyac duyur. Scientific Reports jurnalında Scientific Reports göstərdi ki, TBMs-in dayanma hallarının 70%-i geoloji uyğunsuzluqla bağlıdır, xüsusilə müxtəlif torpaq şəraitində. Əsas nəzərə alınacaq amillər aşağıdakılardır:

• Aşındırıcı qaya qatları yumşaq torpaqlara nisbətən 3 dəfə tez kəsici başlığın aşınmasına səbəb olur
• Gildən zəngin formasiyalar maşının dayanmasının qarşısını almaq üçün artırılmış moment tutumuna ehtiyac yaradır
• Çatlı zonalar çökmələri qarşısını almaq üçün tələb edici real vaxt rejimində yerüstü dəstək tənzimləmələri

Yeraltı su təzyiqinin və qırılma zonalarının qiymətləndirilməsi

5 bar-dan çox olan yeraltı su təzyiqi tünelin bütövlüyünü pozur, qırılma zonaları isə çökmə təhlükəsini 40% artırır. Müasir TBMs aşağıdakıları inteqrasiya edir:

• Dərhal su infiltrasiyasını aşkar etmək üçün hiperbarik təzyiq sensorları
• 3 bar fərq təzyiq həddində aktivləşən qrotlama sistemləri
• Sürüşmə xətlərini boru yolunun 15 metr ətrafında xəritəyə salmaq üçün sismik əvvəlcədən yoxlama modulları

Tədqiqat nümunəsi: Gotthard Baz Tünelində mürəkkəb geologiyaya TBMs-lərin uyğunlaşdırılması

Gotthard layihəsi aşağıdakıları da daxil olmaqla 73 müxtəlif geoloji sərhədlə qarşılaşdı:

1. Meta-sediment rok 450 kN itki tutumunu tələb edən bölmələr
2. Səthaltı su zonaları iki mərhələli suyun çıxarılması ilə idarə olunur
3. Surğu zonaları modul parçalı palçıq sistemləri vasitəsilə azaldılır

Bu tənzimləmə ənənəvi üsullara nisbətən geoloji təxirə salınmaları 62% qədər azaltmışdır və bu, burğulanma maşınının seçilməsində kompleks geotexniki tədqiqatın vacib rolunu göstərir.

Tunnel Buraxma Maşınlarının Növlərinin Torpaq Şəraitinə Uyğunlaşdırılması

Optimal tunel buraxma maşınının (TBM) seçilməsi maşının imkanlarını yeraltı çətinliklərlə uyğunlaşdırmağı tələb edir.

EPB, Palçıq və Sert Qaya TBM-ləri: Geologiyaya Əsasən Seçim

Yer Təzyiqi Balansı (EPB) Tunel Yarma Maşınları, təzyiqli torpaq materialından istifadə edərək tunel divarlarını sabit saxlayarkən səth hərəkətini minimuma endirdiyi yumşaq torpaqlarda və şəhər ərazilərində ən yaxşı nəticəni göstərir. Su ilə doymuş torpaq şəraitinə gəldikdə isə, aşağıdan gələn yeraltı su təzyiqinə qarşı duran bentonit gilinin su ilə qarışdırılmasından alınan suspenziya yaradan şlamlı ekran maşınları üstünlük təşkil edir. Diskli kəsici ilə təchiz edilmiş sərt qaya TBMs-i qaya keyfiyyətindən asılı olaraq gündə təxminən 15-dən bəlkə də 30 metrə qədər irəliləyə bilir. 2022-ci ildə yayımlanan son bir tədqiqata görə, mühəndislər xüsusi geoloji şərait üçün səhv maşın növünü seçdikdə layihələr təxminən gözləniləndən üçdə iki qədər daha çox gecikir. Bu da işlərin başlamasından əvvəl yerin altındakı şəraitin nə olduğunu anlamanın nə qədər vacib olduğunu göstərir.

Dəyişkən və Müxtəlif Torpaq Şəraitinə Uyğun Çoxrejimli TBMs

Müasir hibrid tunel buru maşınları EPB və şlurry texnologiyalarını birləşdirir ki, bu da onlara layihəni dayandırmadan müxtəlif qaya növləri ilə məşğul olmağa imkan verir. Gotard Giriş Tunelinin nümunə vəziyyətini nəzərdən keçirin. Orada mühəndislər yarma zamanı bir neçə dəfə rejim dəyişə bilən maşından istifadə etdilər. Xüsusi olaraq, o, əhəng daşı ilə daha yumşaq mərvar tullantılarının qarışıqlarından ibarət olan təbəqələr boyunca işləyərkən təxminən 14 fərqli halda parametrlərini dəyişdi. Bu cür maşınlar yeraltı baş verənləri davamlı izləyən sensorlarla təchiz edilmişdir. Önündəki torpaqdakı dəyişiklikləri aşkar etdikdə sistem avtomatik olaraq moment və itələmə kimi parametrləri tənzimləyir. Bu, çətin qarışıq şəraitli şəraitlərlə işləyərkən gözlənilməz dayanmalarda təxminən 40% azalmaya səbəb olub. Başqa böyük üstünlük modul şaftbaş dizaynlarından irəli gəlir. Fərqli qaya formasiyaları üçün alətlərin dəyişdirilməsinə həftələr sərf etmək əvəzinə, indi komandalar bu dəyişiklikləri yalnız iki gün ərzində tamamlaya bilirlər ki, bu da layihələrin vaxtında icrası üçün böyük fərq yaradır.

Tunel Ölçüləri, İstiqamət və Maşının İş Performans Tələbləri

Tunelin Dərinliyinin, Diameterin və İstiqamətinin TBM Seçimini Təsiri

Tunelin nə qədər dərin geddiyi onun təsirinə məruz qaldığı yeraltı təzyiqi müəyyən edir, bu da o deməkdir ki, həqiqətən dərin yerlərdə kazanda 5 bardan çox təzyiqi dözə bilmək üçün tünelləşdirmə maşınlarının əlavə möhkəm konstruksiyaya ehtiyacı var. Ölçü də vacibdir. Şəhər mühitində, tikinti obyektlərinin batmasına yol verməmək üçün adətən 12 metrdən böyük olan böyük maşınlar torpaq təzyiqinin balanslaşdırılması sistemləri ilə daha yaxşı işləyir. 6 metrdən kiçik olanlar isə dəqiq yerləşdirmə üçün istiqamətləndirilmiş kazan texnologiyasından istifadə edə bilər. Tunnellər əyri və ya düz şaquli istiqamətdə gedərkən operatorların kənara çıxmadan 8 dərəcəlik dönən qabiliyyətinə malik maşınlara ehtiyacı olur. Dördbucaqlı forma tünellərin son hissəsinə baxan son araşdırmalar maraqlı bir şey göstərdi. Əgər hündürlük enindən 1,5 dəfədən çox olarsa, sabitsizlik problemlərinin meydana gəlmə ehtimalı təxminən 34% artır. Bu mühəndislərin xüsusi tunel marşrutlarına uyğun kəsici başlıqlar dizayn etməyə elə bu qədər vaxt sərf etmələrinin səbəbidir.

Layihə Sürətinin Optimallaşdırılması üçün Güc, İtki və İrəliləmə Nisbəti

Müasir tünelləşdirmə maşınlarının qarışıq torpaq şəraitində dəqiqədə təxminən 15-dən 35 mm-ə qədər olan normal sürətlə irəliləməyini təmin etmək üçün 2.500-dən 6.000 kilonütona qədər itələmə qüvvəsinə ehtiyac var. Güc sistemləri, adətən 3-dən 15 meganüton-metrə qədər olan kəsici başlığın moment tələblərinə uyğun olaraq düzgün ölçülməlidir. Sert qaya formasiyaları ilə işləyərkən diskli kəsici elementlər, ümumiyyətlə, 350 kilovatlıq mühərriklərlə təchiz edilmiş 5-dən 6 dəfə dəqiqəyə dönmə surəti ilə fırlanır. Yumşaq torpaqlarda işləyən torpaq təzyiq balanslaşdırma maşınlarına gəldikdə vəziyyət olduqca dəyişir. Bu cihazlar artıq torpaq çıxarma prosesini idarə etməyə daha çox diqqət yetirirlər, buna görə də vida konveyerlərinin moment tutumuna güclü şəkildə əsaslanırlar və ümumiyyətlə 120 ilə 250 kilonüton-metr aralığında momentə ehtiyac duyurlar. 2015-ci ildə yumşaq torpaqlarda aparılan tünelləşdirmə işlərindən alınan maraqlı nəticələr göstərdi ki, itkili təzyiqin sabit parametrlərindən imtina edib real vaxtda itələmə təzyiqinə düzəliş etməklə istiqamət səhvlərini təxminən yarısı qədər azaltmaq mümkündür. Tünel operatorları həmişə torpaqdan keçmə sürəti ilə alətlərin xidmət müddəti arasında bir balans saxlamağa çalışırlar. 2022-ci ildən olan son araşdırmalar göstərdi ki, dövrlərin sayını sadəcə 20% azaltmaqla kəskin granit formasiyaları kəsən kəsici elementlərin xidmət müddətini iki dəfə artırmaq mümkündür.

Müasir Tunnelləşdirmə Maşınlarında Texnologiyaların İnteqrasiyası və Operativ Sürət

Müasir tunnelləşdirmə maşınları (TDM) indi avtomatlaşdırma və süni intellekt dəstəkli idarəetmə sistemləri daşıyır ki, bu da insan səhvlərini azaldarkən qazma dəqiqliyini optimallaşdırır. Bu sistemlərdə yerləşdirilmiş real vaxtlı monitorinq alətləri geoloji məlumatları təhlil edərək frezləmə başlığının momentini və itələmə qüvvəsini dinamik şəkildə tənzimləyir və beləliklə, sabitsiz qatlar şəraitində belə ±10 mm dəqiqliyi təmin edir.

Avtomatlaşdırma, Süni İntellekt Dəstəkli İdarəetmə və Real Vaxt Monitoring Sistemləri

Müasir süni intellekt sistemləri hər saniyə 500-dən çox sensor göstəricisini emal edə bilir, bu da onlara torpağın davranışını proqnozlaşdırmağa və sondaj parametrlərini uyğun şəkildə tənzimləməyə imkan verir. Bu, Gotthard Baz Tonusu kimi böyük layihələrdə gözlənilməz dayanmaları təxminən dörddə bir qədər azaltmışdır. Şlamların idarə edilməsi baxımından avtomatlaşdırma, nəm torpaq şəraitində iş zamanı uçqunların qarşısını almağa kömək edən təzyiq səviyyələrinin sabit saxlanılmasını təmin edir. Həmçinin, köhnə əl üsulları ilə müqayisədə suyun sızmasına dair problemləri təxminən 40 faiz azaldan real vaxt monitorinq sistemi də olduqca effektiv olmuşdur. Habelə, sahədən bir neçə mühəndislik firmasının bildirdiyinə görə, ehtiyat hissələrin istifadə müddətini təxminən 30 faiz uzadan və avadanlıqların daha uzun müddət işləməsini təmin edən proqnozlaşdırıcı təmir xüsusiyyətlərini də unutmamaq lazımdır.

Yaxşılaşdırılmış performans üçün Uzaqdan Diaqnostika və İdarəetmə Sistemləri

Mərkəzləşdirilmiş idarəetmə mərkəzləri indi uzaqdan TBM əməliyyatına imkan yaradır ioT ilə təchiz edilmiş diaqnostika istifadə edərək. Məsələn, vibrasiya analizi alqoritmləri yatağın aşınmasını nasazlıq baş verməzdən 50 saat əvvəl aşkarlayır və qabaqlayıcı təmir imkanı yaradır. Uzaqdan yönəltmə sistemlərindən istifadə edən 2024-cü ilin bir pilot layihəsi kəsici dəyişikliklərinin və artıq materialın çıxarılmasının optimallaşdırılması sayəsində şəhər magistral boru kəmərlərində 98% iş vaxtında saxlanılma əldə etdi.

Bu inkişaf etmələr layihə müddətini 20–30% qısaltmaqla yanaşı, əmək xərclərini və təhlükəsizlik hadisələrini də azaldır.

Sahibkarlığın Ümumi Xərci, Texniki Xidmət və İşçi Kollektivinin Uyğunlaşması

İstifadə Müddəti Boyu Xərclər, Texniki Xidmət Tələbləri və Təmir Girişinə İcazə

Tunel kəsən maşınının ümumi sahibkarlıq xərci (TCO) yalnız ilkin qiymətindən çox uzağa gedir və işlədilməsi və texniki xidməti (O&M) ümumi xərclərin 45–60%-ni təşkil edir. Bunlara daxildir:

• Dövri idarəetmə : Kəsici başlığın yoxlanılması (hər intervallarda 12 min–18 min dollar) və qəza baş verməsinin qarşısını almaq üçün möhürlərin əvəz edilməsi (illik 740 min–2,1 milyon dollar)
• Nəzərdə tutulmayan təmir : Aşındırıcı qaya şəraitində aşınan hissələrin əvəz edilməsi, illik layihə büdcəsinin 30%-inə qədər xərc çəkir
• Dayanma təsirləri : Yatağın arızalanmasından dolayı 1–2 həftəlik təxirə salınmalar tunelləşdirmə səmərəliliyini 18–22% azaldır

Məhdud iş sahələrində təmirə giriş texniki xidmət xərclərinin 25%-ni təşkil edir. Standart komponentlərə malik modul dizaynlar, xüsusi sistemlərlə müqayisədə komponentlərin əvəz olunma müddətini 40% qədər azaldır.

Operator Təlimi, Təhlükəsizlik Xüsusiyyətləri və Yerli Qaydalara Uyğunluq

Təcrübəli operatorlar irəliləmə sürətini 15% artırır və kəsici alətin aşınmasını 28% azaldır. Mütləq sertifikatlaşdırma tələblərinə daxildir:

• yumşaq torpaqda TBM işləri üçün 120–180 saat simulator təlimi
• Yanğın söndürmə və təcili evakuasiya üzrə həftəlik təhlükəsizlik təlimləri
• OSHA-nın qapalı mühitə giriş protokolları (29 CFR 1926.800) kimi regional standartlara uyğunluq

Müasir tunel buraxma maşınları toqquşmadan qaçınma sistemlərini (25% daha az hadisə) və Avropa İttifaqının Maşın Qurğuları Direktivinin 2023-cü il yenilənməsinə cavab vermək üçün avtomatlaşdırılmış qaz monitorinqini birləşdirir. Mərkəzi Avropada 2023-cü ildə həyata keçirilən layihə göstərdi ki, adaptiv təlim proqramları real vaxtda performans analitikası sayəsində planlanmamış dayanma müddətini 30% azaltdı.

SSS

Tunel Buraxma Maşını (TBM) seçiminə təsir edən əsas amillər nələrdir?

Əsas amillərə maşının səmərəliliyini və layihənin ümumi uğurunu təsir edə biləcək olan qaya tərkibi, torpaq növü, yerin sabitliyi, yeraltı su təzyiqi və sıxılmaların mövcudluğu kimi geoloji uyğunluq daxildir.

Müasir TBMs dəyişkən torpaq şəraitinə necə münasibət göstərir?

Xüsusilə hibrid modellər olan müasir Tunnelləşdirmə Maşınları (TBM) müxtəlif qaya növlərinə uyğunlaşmaq üçün Yer Təzyiq Balansı (EPB) və şlamm texnologiyalarını birləşdirir və monitorinq üçün real vaxt rejimində sensorlardan istifadə edərək avtomatik tənzimləmə aparır.

TBMs-də texnologiyaların inteqrasiyası niyə vacibdir?

İdarəetmə sistemlərinə yardım edən süni intellekt və real vaxt rejimində monitorinq kimi texnologiyaların inteqrasiyası tünelləşdirmədə dəqiqliyi artırır, insan səhvlərini azaldır və doğrusal mövqeyə tam uyğunlaşdırmaq üçün frezləmə başlığının parametrlərini dinamik olaraq tənzimləməklə ümumi iş səmərəliliyini yaxşılaşdırır.

TBM operatorlarının təlimi üçün nə lazımdır?

Operatorlara ümumiyyətlə 120-180 saat simulator təlimi almaq, həftəlik təhlükəsizlik təlimlərində iştirak etmək və TBM-in effektiv və təhlükəsiz işləməsini təmin etmək üçün OSHA-nın qapalı fəzaya giriş protokolları kimi regional təhlükəsizlik standartlarına əməl etmək tələb olunur.