একটি প্রকল্পের জন্য টানেল ড্রিলিং মেশিন নির্বাচন করার সময় কী ফ্যাক্টরগুলি বিবেচনা করা উচিত?

ভাবতীয় অবস্থা: মাটির স্থিতিশীলতা, শিলার কঠোরতা এবং ভূগর্ভস্থ জলের প্রভাব

সুড়ঙ্গ ড্রিলিং মেশিন নির্বাচনের জন্য ভাবতীয় ও ভাবত-প্রযুক্তিগত বিশ্লেষণের মূল্যায়ন

২০২৩ সালের একটি সদ্য ভাবে প্রকাশিত ভাবতাত্ত্বিক অধ্যয়ন অনুসারে, যে সমস্ত নির্মাণ দল মাটির গভীর পরীক্ষা করেছিল তাদের সুড়ঙ্গ খননের ক্ষেত্রে প্রায় 62% বিলম্ব হ্রাস পায়। সুড়ঙ্গ খনন মেশিন নির্বাচন করার সময়, প্রকৌশলীদের আস্তরণ শিলার ফাটলের মাত্রা, মাটির প্লাস্টিসিটি সংখ্যা এবং পূর্ববর্তী ভূগর্ভস্থ জল ক্রিয়াকলাপের ধরন পর্যালোচনা করতে হয়। এটি সঠিকভাবে করা হলে যন্ত্রপাতি এবং ভূগর্ভস্থ পরিস্থিতির মধ্যে সামঞ্জস্য তৈরি হয়। এই তথ্যগুলি ব্যবহার করা হলে নিশ্চিত হওয়া যায় যে যন্ত্রগুলি নীচে অপ্রত্যাশিত সমস্যার মুখোমুখি না হয়ে সঠিকভাবে কাজ করবে। এছাড়াও এটি সমগ্র প্রকল্পের জন্য মোট সময় নিয়ন্ত্রণে ভালো নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে।

সুড়ঙ্গ ড্রিলিং মেশিনের কর্মক্ষমতার উপর মাটি এবং শিলার গঠনের প্রভাব

শৈল গঠনের কঠোরতা এবং মাটি কতটা ঘর্ষণজনিত তা টানেল বোরিং মেশিনগুলির কার্যকারিতা এবং সময়ের সাথে সাথে কতটা ক্ষয় হয় তার উপর বড় প্রভাব ফেলে। যখন 150 MPa-এর বেশি সংকোচন শক্তি সহ খুবই শক্ত গ্রানাইটের মুখোমুখি হতে হয়, তখন এই মেশিনগুলির প্রায় 380 kN প্রতি বর্গ সেন্টিমিটার জোর প্রয়োগের ক্ষমতা সম্পন্ন কাটারহেডের প্রয়োজন হয়। আসলে এটি নরম মাটির মাঝে কাজ করার সময় প্রয়োজনীয় চাপের চেয়ে প্রায় 45 শতাংশ বেশি। আবালুস জমাটে কোবলস (cobbles)-এর উপস্থিতি অন্য একটি সমস্যা তৈরি করে। এমন অবস্থায় ডিস্ক কাটারগুলি সমস্ত সময়ের জন্য একঘেয়ে শেল বিছানার তুলনায় প্রায় 32 শতাংশ দ্রুত ক্ষয় হয়। এই ধরনের ক্ষয় রক্ষণাবেক্ষণ দলগুলিকে আরও ঘন ঘন কাজ বন্ধ করতে বাধ্য করে এবং সরঞ্জামের ক্ষতি মেরামতে অতিরিক্ত খরচ করতে হয়। এমন চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি প্রকল্পগুলির জন্য আরও শক্তিশালী কাটিং টুল এবং খননের সময় পরিবর্তনশীল অবস্থার সাথে তাদের চাপ সামঞ্জস্য করতে পারে এমন সিস্টেম সহ মেশিনগুলিতে বিনিয়োগ করা যুক্তিযুক্ত।

নরম মাটিতে সুড়ঙ্গ খননের সময় ভৌমজলের উপস্থিতি ও চাপ নিরূপণ

৩০ লিটারের বেশি প্রতি সেকেন্ডে জল প্রবাহিত হলে সেই স্বচ্ছ মাটিতে অনন্য চ্যালেঞ্জ দেখা দেয়। এই পরিমাণ জলের ক্ষেত্রে, খননের মুখটি সম্পূর্ণরূপে ধসে পড়া থেকে রক্ষা করতে প্রায়শই ইঞ্জিনিয়ারদের চাপযুক্ত-মুখের টানেল বোরিং মেশিন (TBMs) ব্যবহার করতে হয়। আরও জটিল হয়ে ওঠে যখন জলীয় চাপ 2.5 বারের বেশি হয়। এমন সময় খননকালীন স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে বেন্টোনাইট ইনজেকশন সিস্টেম অপরিহার্য হয়ে ওঠে। বিশেষ করে শহরাঞ্চলে এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে অপ্রত্যাশিত জল ক্ষরণ কাছাকাছি অবস্থিত ভবন, রাস্তা বা ভূগর্ভস্থ সুবিধাগুলির ক্ষতি করতে পারে। কার্যকরভাবে ভৌমজল ব্যবস্থাপনা কেবল কর্মীদের নিরাপত্তার বিষয় নয়। এটি সরাসরি প্রভাব ফেলে কত দ্রুত নির্মাণ দল প্রতিনিয়ত সরঞ্জামের বন্ধ থাকা বা কাঠামোগত ব্যর্থতা ছাড়াই ভিজে মাটির স্তরগুলি অতিক্রম করতে পারে তা নির্ধারণ করে।

টানেল বোরিং মেশিন পরিচালনার জন্য মিশ্র ভূমি অবস্থার চ্যালেঞ্জ

যখন টানেল বোরিং মেশিনগুলি নরম মাটি থেকে কঠিন শিলায় চলে যায়, তখন এদের অগ্রগতি বেশ কিছুটা ধীর হয়ে যায়। শিল্প তথ্য অনুসারে, এই ধরনের স্থানান্তর গড় অগ্রগতির হার প্রায় 27% কমিয়ে দিতে পারে। ভালো খবর হলো যে, বিশেষ হাইব্রিড কাটারহেডযুক্ত মডিউলার TBM-গুলি আসলে মিশ্র ভূমির অবস্থায় আরও ভালোভাবে কাজ করে। এই মেশিনগুলি কঠিন উপকরণ ভাঙার জন্য রিপার এবং মসৃণ অংশের জন্য ডিস্ক কাটার একত্রিত করে, যা বালুশিলা ও মাটির স্তরগুলি নিয়ে কাজ করার সময় দক্ষতা প্রায় 18% বৃদ্ধি করে। প্রকৌশলীদের এই নমনীয় ডিজাইনগুলি খুব পছন্দ কারণ এগুলি জটিল শিলা গঠনের মধ্যে খননের সময় ঘটা ধ্রুব্যহীন অপ্রত্যাশিত ঘটনাগুলি পরিচালনা করতে সাহায্য করে।

টানেল বোরিং মেশিন (TBM) এর প্রকারভেদ: EPB, স্লারি, শিল্ড এবং মাল্টিমোডাল বিকল্প

প্রকল্পের প্রয়োজন অনুযায়ী TBM-এর প্রকারভেদ এবং নির্বাচনের মানদণ্ড বোঝা

সঠিক টানেল বোরিং মেশিন বেছে নেওয়ার সময়, প্রকৌশলীরা সাধারণত তিনটি প্রধান বিষয় বিবেচনা করেঃ তারা কোন ধরনের মাটির সাথে কাজ করছে, প্রকল্পের আকার কত বড়, এবং কোন পরিবেশগত সীমাবদ্ধতা প্রযোজ্য হতে পারে। ইপিবি মেশিনগুলি শহরের মধ্যে নরম ভূমিতে টানেল খননের জন্য বেছে নেওয়া বিকল্প হয়ে উঠেছে, যা ভূগর্ভস্থ নির্মাণ সংস্থাগুলির সাম্প্রতিক প্রতিবেদন অনুসারে বিশ্বব্যাপী সমস্ত মেট্রো নির্মাণের প্রায় 62%। যেখানে মাটি সত্যিই ভিজা এবং স্যাচুরেটেড, সেখানে স্লারি টিবিএমগুলি আরও ভাল কাজ করে, যেখানে শক্ত পাথরের সংস্করণগুলি শক্ত, স্থিতিশীল পাথর গঠনের মধ্য দিয়ে কাজ করার সময় শ্রেষ্ঠত্ব অর্জন করে। মাল্টিমোডাল টিবিএমগুলি স্ট্যান্ডার্ড মডেলগুলির তুলনায় প্রায় 15 থেকে 20% প্রিমিয়াম মূল্যের সাথে আসে, তবে এই অতিরিক্ত বিনিয়োগটি সময়ের সাথে সাথে ফল দেয় কারণ এই বহুমুখী মেশিনগুলি খননের সময় বিভিন্ন ধরণের উপাদানের সাথে দেখা করার সময় তাদের টর্ক এবং থ্রাস্ট সেটিংগুলি ফ্লাইতে সামঞ্জস্য

ইপিবি বনাম স্লারি বনাম হার্ড রক টিবিএমসঃ মাটির অবস্থার সাথে টানেল ড্রিলিং মেশিনগুলি মেলে

মাটির চাপ ভারসাম্য টানেল ড্রিলিং মেশিনগুলি খনন করা মাটির চাপকে মেশিন চেম্বারের ভিতরে যা আছে তার সাথে মেলে দিয়ে খনন মুখকে স্থিতিশীল রাখে। এটি তাদের কাদা এবং সিল্টের মতো আঠালো মাটিতে খুব ভালভাবে কাজ করে। পানির নিচে টানেল নির্মাণের জন্য, লর সিস্টেমগুলি খেলায় আসে। এই সিস্টেমগুলো চাপযুক্ত বেন্টোনাইট কাদাকে মুখের উপর পাম্প করে একটি জলরোধী সিল তৈরি করে। ভূগর্ভস্থ জলের ফুটো সেখানে একটি বড় সমস্যা, এবং এই সমস্যাগুলি ঠিক করার জন্য গত বছরের পোনেমোন গবেষণার মতে ৭৪০ হাজার ডলারেরও বেশি খরচ হতে পারে। গ্রানাইট বা বেসাল্টের মতো শক্ত পাথরের গঠনগুলির সাথে কাজ করার সময়, বিভিন্ন মেশিনের প্রয়োজন হয়। হার্ড রক টিবিএমগুলিতে বিশেষ টংস্টেন কার্বাইড ডিস্ক কাটার রয়েছে যা প্রায় 250 মেগাপাসকাল পর্যন্ত বিশাল পাথরের চাপ পরিচালনা করতে পারে। এই শক্ত ছোট সরঞ্জামগুলো অপারেটরদের দক্ষতা হারাতে না পেরে সবচেয়ে কঠিন পাথরের স্তরগুলোও অতিক্রম করতে দেয়।

জটিল বা বৈষম্যময় ভাবে গঠিত ভূতত্ত্বের জন্য বহুমুখী এবং পরিবর্তনশীল ঘনত্বের টিবিএম

যেসব নির্মাণ স্থলে মাটি এবং শিলাস্তর পরস্পর পরিবর্তনশীল হয়, যা সমগ্র দেশজুড়ে রেলপথ প্রকল্পের প্রায় 38 শতাংশ ক্ষেত্রে ঘটে, সেসব ক্ষেত্রে বহুমুখী টানেল বোরিং মেশিনগুলি সত্যিই উজ্জ্বল কাজ করে। এই মেশিনগুলির সৌন্দর্য হল তাদের নীচে যখনই মাটির গঠন পরিবর্তন হয়, তখনই মাটির চাপ সাম্য মোড থেকে প্রলেপ মোড-এ রূপান্তর করার ক্ষমতা। কিছু উন্নত মডেলে পরিবর্তনশীল ঘনত্বের সিস্টেমও থাকে। এই সিস্টেমগুলি কাজ করে কাটার হেডের গতি পরিবর্তন করে এবং প্রলেপ মিশ্রণের ঘনত্ব স্বয়ংক্রিয়ভাবে সামঞ্জস্য করে। ক্ষেত্র পরীক্ষা থেকে দেখা গেছে যে এই ধরনের বাস্তব সময়ের অভিযোজন জটিল মিশ্র মুখের অবস্থায় কাজ করার সময় অপ্রত্যাশিত বিরতি প্রায় কমিয়ে দেয় 20 শতাংশ। গত বছর জিওটেকনিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং জার্নালে প্রকাশিত একটি সদ্য গবেষণা এই ফলাফলগুলি সমর্থন করে।

বিভিন্ন টানেল ড্রিলিং মেশিন ধরনের জন্য কাটারহেড ডিজাইন এবং টুল কনফিগারেশন

কাটারহেডগুলি কীভাবে ডিজাইন করা হয় তা তাদের কার্যকারিতা এবং আয়ুষ্কালকে প্রভাবিত করে। EPB মেশিনের ক্ষেত্রে, হেলিকাল স্ক্রেপারগুলি মাটি দক্ষতার সঙ্গে সরানোর কাজ করে। কঠিন শিলা TBMs-এর ক্ষেত্রে একটি ভিন্ন পদ্ধতি অনুসরণ করা হয়, যেখানে 17 থেকে 25 টি ডিস্ক কাটার সম্মিলিত বৃত্তাকার সারিতে সাজানো হয় যাতে করে শিলা কার্যকরভাবে ভাঙা যায়। কিছু নতুন ডিজাইন হাইব্রিড কাটারহেড ব্যবহার করে যা অপারেটরদের প্রয়োজন অনুযায়ী টুল পরিবর্তন করার সুযোগ দেয়। 2023 সালের টানেলিং অ্যাসোসিয়েশনের তথ্য অনুযায়ী, ক্ষয়কারী বেলেপাথরের মধ্য দিয়ে কাজ করার সময় এই হাইব্রিড সিস্টেমগুলির আয়ুষ্কাল প্রায় 30% বেশি হয়। এই ধরনের উন্নতির ফলে টানেল প্রকল্পের জন্য বেশি সময় চালু থাকা সম্ভব হয় এবং দীর্ঘমেয়াদে রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কম রাখতে সাহায্য করে।

প্রকল্পের পরিসর এবং কর্মক্ষমতার প্রয়োজনীয়তা: দৈর্ঘ্য, ব্যাস এবং অগ্রগতির হার

টানেলের দৈর্ঘ্য কিভাবে টানেল ড্রিলিং মেশিনের প্রয়োগ এবং দক্ষতা প্রভাবিত করে

দীর্ঘতর সুড়ঙ্গ খননের সময়, সুড়ঙ্গ খননকারী যন্ত্রগুলিকে আরও শক্তভাবে তৈরি করতে হবে এবং দীর্ঘ সময়ের জন্য অবিরাম কাজ করতে হবে। ৫ কিলোমিটারের বেশি দৈর্ঘ্যের প্রকল্পের জন্য, প্রকৌশলীরা সাধারণত ২৫ থেকে ৩০ শতাংশ পর্যন্ত শক্তিশালী কাটারহেড নির্দিষ্ট করে, টানেলের অংশ স্থাপন করার জন্য স্বয়ংক্রিয় সিস্টেমের সাথে যাতে অপারেশনগুলি থামতে না পারে। গত বছরের ভূ-প্রযুক্তি সম্মেলনের সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে, যন্ত্রপাতিগুলো ৩ কিলোমিটার অতিক্রম করলে থ্রাস্ট সিলিন্ডারগুলো প্রায় ১৮ শতাংশ দ্রুত পরাজিত হয়। এই ফলাফল সত্যিই তুলে ধরেছে কেন ভাল রক্ষণাবেক্ষণের সময়সূচী আজকের দিনে এত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ কেউ চায় না যে তাদের প্রকল্পটি গুরুত্বপূর্ণ পর্যায়ে মেরামতের জন্য অপেক্ষা করতে থাকুক।

মেশিনের ক্ষমতা এবং নির্ভুলতার সাথে অগ্রিম রেট প্রয়োজনীয়তার সাথে মিল

একটি সুড়ঙ্গের গতি কত দ্রুত অগ্রসর হয় তা আসলে পুরো প্রকল্পের সময়কালের সাথে সম্পর্কিত। বেশিরভাগ শহুরে মেট্রো প্রকল্পের লক্ষ্য প্রতিদিন ১৫ থেকে ২০ মিটার। কিন্তু যখন আমরা বৈজ্ঞানিক গবেষণা বা ভূতাত্ত্বিক গবেষণার জন্য গভীরতর খনন করি, তখন জিনিসগুলি পরিবর্তিত হয় যেখানে গতির চেয়ে নির্ভুলতা বেশি গুরুত্বপূর্ণ, তাই সেই প্রকল্পগুলি পরিবর্তে দিনে মাত্র ৫ থেকে ৮ মিটার এগিয়ে যেতে পারে। দক্ষতার জন্য সুইট স্পট ঘটে যখন মেশিনের টর্ক আউটপুট, যা সাধারণত 4,000 থেকে 12,000 কিলোনিউটন মিটার পর্যন্ত হয়, সঠিকভাবে খাঁজটি খাঁজ করা পাথরের শক্তির সাথে সারিবদ্ধ হয়। যেসব মেশিন নরম মাটির জন্য খুব শক্তিশালী, সেগুলোতে ১৪ থেকে ১৮ শতাংশ অতিরিক্ত শক্তি নষ্ট হয়, যা ২০২৪ সালের সাম্প্রতিক শিল্পের তথ্যের উপর ভিত্তি করে। এটি দেখায় যে বিভিন্ন ধরনের মাটির অবস্থার জন্য যান্ত্রিক স্পেসিফিকেশন সঠিকভাবে পাওয়া কতটা গুরুত্বপূর্ণ।

টানেল জ্যামিতি, সারিবদ্ধতা এবং গভীরতার উপর ভিত্তি করে মেশিনের ব্যাস নির্বাচন

ব্যাস নির্বাচন কাঠামোগত, কার্যকরী এবং ভূ-যান্ত্রিক বিবেচনার সমন্বয় করেঃ

• ইউটিলিটি টানেল : ঘনবসতিপূর্ণ শহুরে এলাকায় ৩-৫ মিটার বড় খাঁজগুলি স্থানকে অনুকূল করে তোলে
• রেল টানেল : ৮-১২ মিটার ব্যাসার্ধ ট্র্যাকের বিন্যাস এবং ক্লিয়ারিংয়ের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে
• জলবিদ্যুৎ নল : ১৪-১৮ মিটার সুড়ঙ্গ উচ্চ পরিমাণে জল প্রবাহ পরিচালনা করে

গভীরতা আরও নকশা প্রভাবিত করে - অতিরিক্ত বোঝা প্রতি 100 মিটার বৃদ্ধি পাথর চাপ 2.7 এমপিএ দ্বারা বৃদ্ধি, সেগমেন্টাল আস্তরণের প্রয়োজন 15 - 20% কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখার জন্য পুরু হতে।

নগর বনাম গভীর খনন প্রকল্পঃ আকার, অ্যাক্সেস এবং অপারেশনাল সীমাবদ্ধতা ভারসাম্য

শহরের টানেল খননকারী যন্ত্রগুলো প্রায় ৪০ শতাংশ বেশি স্থান সীমাবদ্ধতার সাথে মোকাবিলা করে কারণ সেখানে ইতিমধ্যেই সব কবর দেওয়া পাইপ, তার এবং ভবন রয়েছে, যার মানে সাধারণত সেগুলোকে পুরো না হয়ে টুকরো টুকরো করেই উন্মোচন করতে হয়। তবে ৫০০ মিটারেরও বেশি গভীরতার পাহাড়ের টানেলগুলো সম্পূর্ণ ভিন্ন সমস্যার মুখোমুখি হয়। এই ভূগর্ভস্থ বিহগগুলি 10 বার পর্যন্ত উচ্চ জল চাপের সাথে লড়াই করে, তাই প্রকৌশলীরা সাধারণত তাদের স্থিতিশীল রাখতে বিশেষ চাপযুক্ত মুখের সিস্টেম দিয়ে সজ্জিত করে। ৮৭টি বাস্তব প্রকল্পের তথ্য দেখে আমরা কিছু মজার তথ্য জানতে পারি: নগরীর ঘন ঘন এলাকায় কাজ করা নির্মাণ দলগুলো খোলা জায়গায় কাজ করা দলগুলোর তুলনায় প্রতিদিন মাত্র ২২% কম মিটার কাজ করে। এই ধরনের তথ্য সত্যিই তুলে ধরেছে কেন এটা এত গুরুত্বপূর্ণ মডেল কিভাবে মেশিন কাজ সাইটের নির্দিষ্ট অবস্থার উপর ভিত্তি করে কাজ করবে যখন টানেল কাজ জন্য সরঞ্জাম নির্বাচন।

টানেল ড্রিলিং মেশিনের কর্মক্ষমতায় থ্রাস্ট, টর্ক এবং যান্ত্রিক ক্ষমতা

পরিবর্তনশীল ভাবসম্পন্ন ভাবসম্পন্ন ভাবসম্পন্ন ভাবসম্পন্ন ভাবসম্পন্ন ভাবসম্পন্ন ভাবসম্পন্ন

টানেল বোরিং মেশিনের প্রয়োজনীয় থ্রাস্ট এবং টর্কের পরিমাণ কতটা, তা ইঞ্জিনিয়ারদের বিভিন্ন ধরনের শিলা ও মাটি কতটা ভালোভাবে কাটতে পারবে তা নির্ধারণে অনেক কিছু বলে দেয়। ২০২৫ সালে নেচার-এ প্রকাশিত সদ্য গবেষণায় দেখানো হয়েছে যে মেশিনটি কোন উপাদানের সঙ্গে কাজ করছে তার উপর নির্ভর করে এই চাহিদা কতটা পরিবর্তিত হতে পারে। শক্ত বালুশিলার তুলনায় নরম অবসাদের জন্য অনেক কম বলের প্রয়োজন হয়, আর এতে প্রয়োজনীয় থ্রাস্টের পরিমাণ তিন গুণ পর্যন্ত পার্থক্য হতে পারে। এই পরিবর্তনগুলি মোকাবেলা করতে, ইঞ্জিনিয়াররা গ্রাউন্ড পেনিট্রেশন ইনডেক্স গণনার উপর নির্ভর করেন। এগুলি তাদের টর্ক সেটিংস ঠিক করতে সাহায্য করে যাতে কাটার মাথাটি আটকে না যায়। উদাহরণস্বরূপ আঠালো মাটি নিন – অধিকাংশ মেশিনের ভেদ করার জন্য প্রায় ১২ থেকে ১৮ কিলোনিউটন প্রতি বর্গমিটার প্রয়োজন হয়। কিন্তু গ্রানাইটে চলে গেলে হঠাৎ করেই আমাদের ৩৫ থেকে ৫০ kN/m²-এর দিকে তাকাতে হয়। এই ধরনের লাফ স্পষ্ট করে দেয় যে আধুনিক TBM-গুলিতে কেন বুদ্ধিমান সিস্টেম প্রয়োজন যা ভূগর্ভস্থ অবস্থার পরিবর্তনের সাথে সাথে শক্তির আউটপুট সামঞ্জস্য করতে পারে।

অনুকূল দক্ষতার জন্য ভূমির অবস্থার সাথে যান্ত্রিক শক্তির ভারসাম্য বজায় রাখা

দক্ষ সুড়ঙ্গ নির্মাণের জন্য স্থানীয় ভাষার সাথে টর্ক বক্ররেখা এবং থ্রাস্ট প্রোফাইলগুলি সামঞ্জস্য করা আবশ্যিক। গত বছরের কিছু শিল্প প্রতিবেদন অনুযায়ী, নরম মাটিতে খুব বেশি চাপ দিলে আমরা প্রায় 20-25% অতিরিক্ত শক্তি নষ্ট করি। অন্যদিকে, কঠিন শিলা খননের সময় যদি যন্ত্রটি পর্যাপ্ত শক্তিশালী না হয়, তবে উপাদানগুলি স্বাভাবিকের চেয়ে প্রায় 40% দ্রুত ক্ষয় হয়। 2025 সালের GEplus গবেষণা এটি সমর্থন করে, যদিও প্রায়শই প্রশ্ন থাকে যে ক্ষেত্রের অবস্থা ল্যাবের ফলাফলের সাথে কতটা তুলনীয়। আজকের টানেল বোরিং মেশিনগুলিতে স্মার্ট নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা স্থাপন করা হয়েছে যা কাটারহেডের কম্পন এবং শিলার ঘনত্ব নজরে রাখে। এই ব্যবস্থাগুলি আরপিএম সেটিংস সামঞ্জস্য করে, ঠিক পরিমাণে থ্রাস্ট প্রয়োগ করে এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে পাচা প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে। ফলস্বরূপ, যখন মাটির নীচে ধ্রুব পরিবর্তনশীল মিশ্র ভূমির মধ্য দিয়ে যাওয়া হয়, তখনও অপারেটররা 93% থেকে প্রায় 97% দক্ষতা বজায় রাখতে পারেন।

খরচের বিবেচনা: প্রাথমিক বিনিয়োগ, অপারেশন ও রক্ষণাবেক্ষণ (ও&এম), এবং মালিকানার মোট খরচ (টিসিও)

সুড়ঙ্গ খনন মেশিন ক্রয়ের জন্য প্রাথমিক বিনিয়োগ বিশ্লেষণ

কী ধরনের মেশিনের প্রয়োজন তার উপর নির্ভর করে সুড়ঙ্গ খনন মেশিনের দাম বেশ ভিন্ন হতে পারে। কমপ্যাক্ট ইপিবি মডেলগুলি সাধারণত প্রায় ২ মিলিয়ন ডলারে শুরু হয়, যেখানে বড় সুড়ঙ্গের জন্য স্লারি মেশিনগুলি সহজেই ২০ মিলিয়ন ডলারের বেশি হতে পারে। আসলে কী খরচ বাড়ায়? কাটারহেড কাস্টমাইজ করার জন্য একাই ভিত্তি দামের প্রায় ১৫ থেকে ২৫ শতাংশ খরচ হয়। মাটি স্থিতিশীল করার সিস্টেমগুলিও বাজেটে চাপ তৈরি করে, এবং তারপর আছে আকারের বিষয়টি। যখন কোনও প্রকল্পের জন্য ৬ মিটার থেকে বোর ব্যাস ১২ মিটারে বাড়ানো হয়, তখন খরচ ১৮০ থেকে ২২০ শতাংশ পর্যন্ত বাড়ার আশা করা যায়। যাঁদের এই বড় ক্রয় করতে হয় তাঁদের জন্য এখন কী প্রয়োজন তার পাশাপাশি ভবিষ্যতে অপ্রত্যাশিত ভাবে মাটির নিচের অবস্থার কারণে সবচেয়ে ভালো পরিকল্পনাও কীভাবে ব্যাহত হতে পারে তা ভাবা গুরুত্বপূর্ণ।

টানেল ড্রিলিং মেশিনের বিভিন্ন ধরনের জন্য অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ (ও&এম) খরচ

ও&এম খরচ মেশিনের ধরন এবং ভাবী ভাবে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। কঠিন শিলা TBMs-এ EPB মেশিনগুলির তুলনায় গ্রানাইটে ঘন্টায় গড়ে 580 ডলার হারে সরঞ্জাম প্রতিস্থাপনের খরচ 35–45% বেশি হয়। প্রধান খরচের কারণগুলি হল:

• শক্তির ব্যবহার : প্রতিরোধের উপর নির্ভর করে 480–900 কিলোওয়াট প্রতি ঘন্টা
• শ্রম : চলতি শিফটের জন্য 12–18 জন কারিগর
• ক্ষয়কারী অংশ : কোয়ার্টজাইটে ডিস্ক কাটারগুলি 80–120 ঘন্টা স্থায়ী হয়, আবার মাটিতে 300 ঘন্টার বেশি সময় ধরে রাখে

এই চলরাশিগুলি অবস্থার উপর ভিত্তি করে রক্ষণাবেক্ষণ কৌশলের গুরুত্বকে তুলে ধরে।

দীর্ঘমেয়াদী টানেলিং প্রকল্পের জন্য মোট মালিকানা খরচ গণনা

মোট মালিকানা খরচ, যা প্রায়শই টিসিও নামে পরিচিত, তার মধ্যে রয়েছে প্রায় 10 থেকে 15 বছর ধরে সরঞ্জামের অবমূল্যায়ন এবং যন্ত্রপাতি বিকল হওয়ার সময় যে ঘন্টাগুলো নষ্ট হয় তার খরচ। একবার ভেবে দেখুন: শুধুমাত্র বড় শহরের পরিবেশে, প্রতি ঘন্টায় অকার্যকরতা থেকে 12,000 ডলার থেকে 45,000 ডলার পর্যন্ত ক্ষতি হতে পারে! এছাড়াও ভাবুন ভূতাত্ত্বিক ঝুঁকি নিয়ে: অপ্রত্যাশিত ভূগর্ভস্থ অবস্থা সাধারণত খরচকে বাড়িয়ে তোলে প্রায় 25% থেকে 40%। তবে 2025-এর সদ্য প্রকাশিত কয়েকটি গবেষণায় একটি আকর্ষক তথ্য উঠে এসেছে। যখন কোম্পানিগুলি স্মার্ট রক্ষণাবেক্ষণ ব্যবস্থা সহ আধুনিক টানেল বোরিং মেশিনে বিনিয়োগ করে, তখন প্রাথমিক বিনিয়োগ যদিও প্রায় 22% বেশি হয়, তবু মোটের উপর তারা আসলে অর্থ সাশ্রয় করে। আর শহুরে এলাকাগুলি নিজেদের চ্যালেঞ্জ নিয়ে আসে। শহরগুলিতে প্রকল্পগুলি প্রতি কিলোমিটারে প্রায় 30% বেশি দামি হয়, কারণ শব্দ সীমাবদ্ধতা, বিদ্যমান সুবিধাগুলি সরানো এবং কার্যক্রমের জন্য সীমিত জায়গা নিয়ে কাজ করতে হয়। তাই যেকোনো প্রকল্প পরিকল্পনার জন্য প্রথম দিন থেকেই খরচ সম্পর্কে বাস্তবসম্মত হওয়া এতটা গুরুত্বপূর্ণ।

FAQ

টানেল বোরিং মেশিন নির্বাচনের সময় প্রধান বিবেচ্য বিষয়গুলি কী কী?

টানেল বোরিং মেশিন (TBM) নির্বাচনের সময় প্রধান বিবেচ্য বিষয়গুলির মধ্যে রয়েছে ভূমির ধরন, প্রকল্পের পরিসর, পরিবেশগত বিধিনিষেধ এবং ব্যাস ও অগ্রগতির হারের মতো নির্দিষ্ট প্রকৌশলগত প্রয়োজনীয়তা।

মিশ্র ভূমির অবস্থা TBM অপারেশনকে কীভাবে প্রভাবিত করে?

নরম মাটি থেকে কঠিন শিলায় যাওয়ার সময় মিশ্র ভূমির অবস্থা TBM অপারেশনকে প্রায় 27% ধীর করে দিতে পারে। তবে হাইব্রিড কাটারহেড সহ মডিউলার TBM-এর মাধ্যমে এই অবস্থায় দক্ষতা প্রায় 18% বৃদ্ধি করা যায়।

TBM-এর জন্য প্রধান খরচের ঘটকগুলি কী কী?

TBM-এর জন্য প্রধান খরচের ঘটকগুলির মধ্যে রয়েছে প্রাথমিক ক্রয়মূল্য, যা মেশিনের ধরন এবং কাস্টমাইজেশনের উপর ভিত্তি করে পরিবর্তিত হয়, এবং চলমান অপারেশন ও রক্ষণাবেক্ষণ খরচ, যেমন শক্তি খরচ, শ্রম এবং ক্ষয়প্রাপ্ত যন্ত্রাংশ প্রতিস্থাপন।

EPB, স্লারি এবং কঠিন শিলা TBM-এর মধ্যে পার্থক্য কী?

নরম মাটির অবস্থার জন্য EPB TBMs ব্যবহৃত হয় এবং চাপ ভারসাম্যের মাধ্যমে মুখের স্থিতিশীলতা বজায় রাখে। জলে সিক্ত মাটির জন্য স্লারি TBM উপযুক্ত এবং সীল তৈরি করতে বেন্টোনাইট ব্যবহার করে। কঠিন শিলা গঠনের মধ্য দিয়ে খননের জন্য কঠিন শিলা TBMs-এর আরও দৃঢ় উপাদান থাকে।

সুড়ঙ্গের দৈর্ঘ্য কীভাবে মেশিনের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে?

৩ কিলোমিটারের বেশি প্রসারিত প্রকল্পগুলির জন্য যথেষ্ট রক্ষণাবেক্ষণ না করলে দক্ষতা 18% পর্যন্ত কমে যেতে পারে। দীর্ঘতর সুড়ঙ্গগুলির জন্য আরও শক্তিশালী কাটারহেড এবং দক্ষ সেগমেন্ট ইনস্টলেশন সিস্টেম সহ আরও দৃঢ় TBMs প্রয়োজন।