Ποια εφαρμογή απαιτεί μηχάνημα μικροδιάνοιξης με τη μικρότερη τάφρο εκκίνησης;

Όταν τα έργα υπόγειας υποδομής αντιμετωπίζουν ακραίους περιορισμούς χώρου, η επιλογή του κατάλληλου εξοπλισμού διάνοιξης αποτελεί μία από τις πιο σημαντικές μηχανικές αποφάσεις που μπορεί να λάβει ένας εργολάβος. Ένα μικρή μηχανή διάτρησης σηράγγων σχεδιασμένο για ελάχιστες διαστάσεις εκκίνησης, αυτό το σύστημα ανταποκρίνεται σε μια πολύ συγκεκριμένη και αυξανόμενη ανάγκη στην αστική και περιορισμένης έκτασης κατασκευή. Δεν κάθε έργο απαιτεί τη μικρότερη δυνατή γηπεδική εκκίνηση, ωστόσο, για εκείνα που το απαιτούν, η κατανόηση των εφαρμογών που πραγματικά χρειάζονται αυτή τη δυνατότητα μπορεί να αποτελέσει τη διαφορά μεταξύ ενός εφικτού έργου και ενός που δεν θα προχωρήσει ποτέ.

Η ζήτηση για συμπαγείς διαμορφώσεις γηπεδικής εκκίνησης σε εγκαταστάσεις μικροϋπογείων γεωτρήσεων έχει ενταθεί καθώς οι πόλεις γίνονται πυκνότερες, οι διαδρομές υποδομών πιο συνωστισμένες και οι περιβαλλοντικές ρυθμίσεις περιορίζουν τη διαταραχή του εδάφους. Αυτό το άρθρο καθορίζει τις συγκεκριμένες καταστάσεις εφαρμογής όπου μια μηχανή μικροϋπογείων γεωτρήσεων με τη μικρότερη δυνατή γηπεδική εκκίνηση δεν είναι απλώς προτιμότερη, αλλά ουσιαστικά υποχρεωτική, και εξηγεί τους μηχανικούς, λογιστικούς και ρυθμιστικούς παράγοντες που καθορίζουν αυτή την απαίτηση.

Κατανόηση των απαιτήσεων για τη γηπεδική εκκίνηση στη μικροϋπόγεια γεώτρηση

Τι πραγματικά φιλοξενεί η γηπεδική εκκίνηση

Η τάφρος εκκίνησης, που ονομάζεται ενίοτε και τάφρος κίνησης ή τάφρος ανύψωσης, είναι η υπόγεια εξόρυξη από την οποία κατεβάζεται, συναρμολογείται και ωθείται προς τα εμπρός στο έδαφος μια μικρή μηχανή διάνοιξης τούνελ. Οι διαστάσεις της πρέπει να επιτρέπουν την τοποθέτηση του οπίσθιου τμήματος της μηχανής, του πλαισίου ώθησης, της διαχείρισης της σειράς σωλήνων, των συστημάτων απομάκρυνσης των εκσκαφών και της πρόσβασης του προσωπικού. Καθένα από αυτά τα στοιχεία ανταγωνίζεται για χώρο, και σε περιορισμένους χώρους αυτός ο ανταγωνισμός γίνεται κρίσιμος.

Μια μικρή μηχανή διάνοιξης τούνελ που έχει βελτιστοποιηθεί για μικρή τάφρο εκκίνησης επιτυγχάνει συνήθως αυτό μέσω ενός συμπαγούς οπίσθιου κινητήρα, ενός συντομότερου προφίλ πλαισίου ώθησης και μιας απλοποιημένης διαμόρφωσης του συστήματος απομάκρυνσης των εκσκαφών με λάσπη ή με αυλάκι. Οι μηχανικοί πρέπει να επαληθεύσουν ότι οι διαστάσεις της τάφρου επιτρέπουν ακόμη και την ασφαλή συναρμολόγηση, τη μηχανική σύνδεση των τμημάτων των σωλήνων και την ανεμπόδιστη εφαρμογή της ώθησης. Η μείωση του μεγέθους της τάφρου δεν είναι ποτέ απλώς θέμα κλιμάκωσης προς τα κάτω· απαιτεί ενσκελετωμένη μηχανική αρχιτεκτονική που έχει σχεδιαστεί ειδικά για συνθήκες εκκίνησης σε περιορισμένους χώρους.

Η κατανόηση του τι χωράει πραγματικά σε μια εκτοξευτική τάφρο βοηθά να διευκρινιστεί ποιες θέσεις εργασίας επωφελούνται πραγματικά από μια μηχανή που έχει σχεδιαστεί με βάση τις ελάχιστες διαστάσεις τάφρου. Σε έργα όπου οι τυπικές διαστάσεις τάφρου μπορούν να επιτευχθούν πλήρως, μια μηχανή με συμπαγή τάφρο προσφέρει ελάχιστο πλεονέκτημα. Η πραγματική αξία εμφανίζεται όταν η ίδια η τοποθεσία επιβάλλει μια απόλυτη χωρική περιοριστική συνθήκη που δεν μπορεί να αντιμετωπιστεί με μηχανικές λύσεις.

Πώς επηρεάζουν οι διαστάσεις της τάφρου την εφικτότητα του έργου

Σε ανοιχτά αγροτικά ή βιομηχανικά περιβάλλοντα, οι εργολάβοι συνήθως διαθέτουν την ευελιξία να εκσκάψουν εκτοξευτικές τάφρους τυπικών διαστάσεων χωρίς να διαταράξουν την περιβάλλουσα υποδομή. Ωστόσο, σε αστικά και ημιαστικά έργα συχνά συναντώνται θαμμένα δίκτυα υποδομής, υφιστάμενα θεμέλια, λωρίδες κυκλοφορίας οδών ή όρια ιδιοκτησίας, τα οποία περιορίζουν το πόσο ευρεία και πόσο βαθιά μπορεί να είναι πραγματικά μια εκτοξευτική τάφρος. Μια μικρο-διάτρητη μηχανή (micro tunnel boring machine) που απαιτεί μεγάλη τάφρο μπορεί απλώς να είναι ασύμβατη με αυτούς τους περιορισμούς.

Πέρα από τη φυσική εμπόδιση, το μέγεθος της οπής επηρεάζει άμεσα το κόστος και το χρονοδιάγραμμα του έργου. Μία μεγαλύτερη οπή απαιτεί περισσότερη εκσκαφή, περισσότερη στήριξη, περισσότερη αποστράγγιση και μεγαλύτερη επιφάνεια στην επιφάνεια του εδάφους—όλα αυτά μεταφράζονται σε υψηλότερο κόστος, μεγαλύτερο χρόνο εγκατάστασης και μεγαλύτερη διατάραξη των περιβάλλοντων περιοχών. Όταν οι συνθήκες του χώρου επιτρέπουν τη χρήση μικρότερης οπής, η οικονομική επιβάρυνση ολόκληρου του έργου βελτιώνεται σημαντικά. Γι’ αυτό το λόγο, η κατηγορία των μηχανημάτων μικρής διάνοιξης (micro tunnel boring machines) με τη μικρότερη δυνατή οπή εκκίνησης έχει προσελκύσει σημαντικές μηχανικές επενδύσεις τα τελευταία χρόνια.

Εφαρμογές που απαιτούν τη μικρότερη δυνατή οπή εκκίνησης

Διασταυρώσεις και κόμβοι αστικών οδών

Ένα από τα πιο σαφή σενάρια εφαρμογής μιας μικρής μηχανής διάνοιξης οριζόντιων στοαγώνων (micro tunnel boring machine) με ελάχιστου μεγέθους χώρο εκκίνησης είναι η διάβαση πολυσύχναστων αστικών οδών και διασταυρώσεων. Οι αρχές διαχείρισης κυκλοφορίας περιορίζουν συνήθως το μέγιστο επιτρεπόμενο μήκος της επιφάνειας της οδού που μπορεί να κλείσει ταυτόχρονα, τη διάρκεια των κλεισιμάτων και το μέγιστο βάθος των εκσκαφών που επιτρέπεται να πραγματοποιηθούν κοντά σε υφιστάμενες οδοστρωτικές κατασκευές. Μια τυπική διάταξη μικρής διάνοιξης οριζόντιων στοαγώνων (microtunneling) με χώρο εκκίνησης μπορεί να απαιτήσει το κλείσιμο πολλαπλών λωρίδων ή ακόμη και ολόκληρης διασταύρωσης για τη διάρκεια κατασκευής του χώρου εκκίνησης και της εγκατάστασης της μηχανής.

Μια μικρή μηχανή διάνοιξης οριζόντιων στοαγώνων (micro tunnel boring machine) που έχει σχεδιαστεί για χώρο εκκίνησης περιορισμένων διαστάσεων μειώνει δραματικά την επιφάνεια του εδάφους που καταλαμβάνει η εργασία. Οι εργολάβοι μπορούν συχνά να ολοκληρώσουν την εκσκαφή και την υποστήριξη του χώρου εκκίνησης εντός ενός μόνο κλεισίματος λωρίδας, να εκκινήσουν τη μηχανή και να επαναφέρουν την κυκλοφορία ενώ η διάνοιξη συνεχίζεται υπόγεια. Αυτή η δυνατότητα είναι ιδιαίτερα πολύτιμη στα κέντρα των πόλεων, όπου η διατάραξη της κυκλοφορίας επιφέρει τόσο ρυθμιστικές κυρώσεις όσο και πραγματική οικονομική επιβάρυνση για τις επιχειρήσεις της περιοχής.

Τα δημοτικά προγράμματα υποδομής για την αντικατάσταση αγωγών ύδρευσης, την αποκατάσταση αγωγών αποχέτευσης και την εγκατάσταση αγωγών ομβρίων υδάτων σε πυκνά αστικά δίκτυα αναφέρουν συχνά ακριβώς αυτό το σενάριο. Η μικρότερη δυνατή τρύπα εκκίνησης καθίσταται ένας παράγοντας εφικτότητας του έργου, αντί να αποτελεί απλώς μια δυνατότητα εξοικονόμησης κόστους, όταν οι περιορισμοί διαχείρισης κυκλοφορίας αποτελούν το καθοριστικό κριτήριο σχεδιασμού.

Διασταυρώσεις σιδηροδρόμων και οδικών αρτηριών υπό ενεργή κυκλοφορία

Οι διασταυρώσεις κάτω από ενεργές σιδηροδρομικές γραμμές ή αυτοκινητόδρομους υψηλής ταχύτητας αποτελούν μια άλλη κατηγορία εφαρμογών, όπου μια μικρο-μηχανή διάνοιξης τούνελ με μικρή τρύπα εκκίνησης προσφέρει καθοριστικά πλεονεκτήματα. Οι λειτουργοί σιδηροδρόμων επιβάλλουν συνήθως αυστηρά όρια όσον αφορά την απόσταση των εκσκαφών από τα υποστρώματα των γραμμών, ενώ οι θέσεις των τρυπών εκκίνησης περιορίζονται συχνά σε στενές ζώνες δικαιώματος διέλευσης μεταξύ της ενεργής σιδηροδρομικής διαδρομής και των γειτονικών ορίων ιδιοκτησίας. Αυτές οι ζώνες δικαιώματος διέλευσης μπορεί να προσφέρουν μόνο λίγα μέτρα χρήσιμου πλάτους για την τρύπα εκκίνησης.

Οι διαβάσεις οδών υψηλής κυκλοφορίας έχουν παρόμοιους περιορισμούς. Οι εργολάβοι που εργάζονται κάτω από αυτοκινητόδρομους αντιμετωπίζουν απαιτήσεις απόστασης από φράγματα κυκλοφορίας, τοιχώματα αχτίνων ήχου και γραμμές βάσης επιχωμάτων. Η διαθέσιμη ζώνη εργασίας μπορεί να περιορίζεται σε μία λωρίδα γης η οποία απλώς δεν μπορεί να φιλοξενήσει μία τυπικής διάστασης οπή εκκίνησης χωρίς να παραβιάζονται οι ζώνες ασφαλούς αποκλεισμού. Μία μικρο-μηχανή διάνοιξης σήραγγας, σχεδιασμένη με βάση συμπαγή γεωμετρία οπής, αποτελεί τη μοναδική εφικτή μηχανική λύση σε αυτά τα σενάρια.

Η συμπαγής διάσταση της οπής έχει επίσης σημασία από δομική άποψη. Οι επιφανειακότερες και στενότερες οπές απαιτούν λιγότερο επιτακτικά συστήματα στήριξης, μειώνουν τον κίνδυνο καθίζησης κοντά σε γειτονική υποδομή και ελαφρύνουν το βάρος της διαχείρισης των υπόγειων υδάτων. Όλοι αυτοί οι παράγοντες ενισχύουν τη μηχανική προτίμηση για τη μικρότερη δυνατή οπή εκκίνησης όταν εργάζεται κανείς κοντά σε ευαίσθητη μεταφορική υποδομή.

Εγκατάσταση σε περιορισμένες αστικές αυλές και στενές οδούς

Οι πυκνοί αστικοί ιστοί περιέχουν συχνά αυλές, στενές οδούς και διαδρόμους υπηρεσιών που δεν έχουν άμεση πρόσβαση από το δρόμο για βαρύ εξοπλισμό. Η τοποθέτηση νέων υποδομών χρήσεως—διανομή αερίου, οπτικές ίνες, αποχετεύσεις—μέσω ανοικτών τρόπων εκσκαφής σε αυτές τις περιοχές είναι είτε αδύνατη είτε απαγορευτικά ακριβή λόγω των απαιτήσεων κατεδάφισης και επαναπροσαρμογής. Μια μικρο-μηχανή διάνοιξης τούνελ, η οποία μπορεί να ξεκινήσει από πολύ μικρή εκσκαφή, ανοίγει για πρώτη φορά αυτούς τους χώρους σε τεχνικές εγκατάστασης χωρίς τάφρους.

Οι ιστορικές περιοχές και οι αστικές ζώνες με καταγεγραμμένη κληρονομιά αποτελούν ιδιαίτερα πειστική περίπτωση. Σε αυτά τα περιβάλλοντα, η διατάραξη των πλακοστρωμένων επιφανειών, των τοπίων ή της υπόγειας αρχαιολογίας ελέγχεται αυστηρά. Μια μικρο-μηχανή διάνοιξης τούνελ με συμπαγή εκσκαφή μπορεί συχνά να εγκατασταθεί με τρόπο που διαταράσσει μόνο ένα ελάχιστο τμήμα της προστατευόμενης επιφανειακής ζώνης. Η μηχανή εκτελεί το έργο της υπόγεια, ενώ ο ιστορικός χαρακτήρας του χώρου πάνω από αυτήν διατηρείται ανέπαφος.

Οι φορείς λειτουργίας υπηρεσιών που διαχειρίζονται υποδομές σε παλαιότερα αστικά κέντρα συχνά αναγνωρίζουν αυτούς τους περιορισμένους εσωτερικούς οικοδομικούς τετράγωνα ως τις δυσκολότερες περιοχές εξυπηρέτησης στα δίκτυά τους. Μια μικρο-μηχανή διάνοιξης τούνελ με δυνατότητα λειτουργίας από μικρές οπές αντιμετωπίζει απευθείας αυτό το κενό, επιτρέποντας την ανανέωση ενταφιασμένων υποδομών που διαφορετικά θα απαιτούσαν επεμβατική κατεδάφιση της επιφάνειας.

Αναβάθμιση Οδών Κατοικίας σε Ωριμάσες Προαστιακές Δικτυωτές Περιοχές

Οι ωριμάσες προαστιακές γειτονιές παρουσιάζουν μια διαφορετική εκδοχή της ίδιας πρόκλησης. Οι οδοί είναι συχνά στενές, η στάθμευση πυκνή και τα προσωπικά οικόπεδα ή οι λωρίδες των πεζοδρομίων μπορεί να αποτελούν τον μοναδικό διαθέσιμο χώρο για τη δημιουργία οπής εκκίνησης. Οι απαιτήσεις πρόσβασης των ιδιοκτητών κατοικιών, η εγγύτητα με τις θεμελιώσεις κτιρίων και η παρουσία διακοσμητικών δέντρων με προστατευόμενες ζώνες ριζών περιορίζουν όλες τις δυνατότητες τοποθέτησης και διαστάσεων της οπής.

Τα έργα ύδρευσης που αντικαθιστούν παλαιωμένες υδραγωγικές γραμμές μολύβδου ή αποκαθιστούν φθαρμένες αποχετευτικές παράπλευρες αγωγούς σε αυτές τις γειτονιές επωφελούνται σημαντικά από μια μικρο-διάτρητη μηχανή (micro tunnel boring machine), η οποία μπορεί να λειτουργεί από μια συμπαγή τάφρο που εξορύσσεται σε μια λωρίδα πεζοδρομίου ή σε μία μόνο θέση στάθμευσης. Η μικρότερη τάφρος ελαχιστοποιεί την επίδραση στις ρίζες δέντρων, μειώνει την αφαίρεση σκυροδέματος και πλακόστρωτου και επιτρέπει στους κατοίκους να διατηρούν την πρόσβαση στις αυλές τους κατά τη φάση διάτρησης.

Οι σχέσεις με την κοινότητα σε έργα ανανέωσης κατοικιών αποτελούν πραγματικό λειτουργικό παράγοντα. Οι μικρότερες τάφροι σημαίνουν μικρότερη οπτική διατάραξη, συντομότερες περιόδους κατασκευής σε κάθε συγκεκριμένη τοποθεσία και μικρότερο θόρυβο κατά την εγκατάσταση στηριγμάτων. Αυτοί οι «μαλακοί» παράγοντες επηρεάζουν την επιλογή του αναδόχου στις αξιολογήσεις δημοπρατήσεων των δήμων και ενισχύουν την επιχειρηματική αιτιολόγηση για τη χρήση μιας μικρο-διάτρητης μηχανής βελτιστοποιημένης για ελάχιστες διαστάσεις τάφρου.

Τεχνικοί παράγοντες που επιτρέπουν τη διάτρηση με μικρή τάφρο

Προσεγγίσεις σχεδιασμού της μηχανής που μειώνουν τις απαιτήσεις για μήκος τάφρου

Η κρίσιμη διάσταση που καθορίζει το μήκος της οπής είναι η απόσταση που απαιτείται για να υποδεχθεί ολόκληρο το οπίσθιο τμήμα της μηχανής μικρής διάβασης (micro tunnel boring machine) συν το πρώτο τμήμα σωλήνα κατά την αρχική εκτόξευση. Οι σχεδιαστές μηχανών μειώνουν αυτήν την απαίτηση μέσω οπίσθιων τμημάτων με άρθρωση, τα οποία μπορούν να συναρμολογηθούν σταδιακά εντός μιας συντομότερης αρχικής οπής, ή μέσω τελεσκοπικών μηχανισμών κίνησης που επιτρέπουν την επανατοποθέτηση του πλαισίου ώθησης χωρίς να επεκτείνεται το εμβαδόν της οπής.

Τα συστήματα αφαίρεσης υλικού βασισμένα σε αυλάκι (auger) συνήθως υποστηρίζουν συντομότερες οπίσθιες διαμορφώσεις σε σύγκριση με τα συστήματα υγρού μέσου (slurry), καθώς εξαλείφουν την ανάγκη για μονάδες αντλιών υγρού μέσου και εξοπλισμό διαχωρισμού εντός της οπής. Για τις μικρότερες διαμέτρους στο φάσμα των μηχανών μικρής διάβασης —συνήθως κάτω των 500 mm εξωτερικής διαμέτρου σωλήνα— τα συστήματα αυλακιού αποτελούν την κυρίαρχη τεχνολογία ακριβώς επειδή ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις συμπαγούς γεωμετρίας που επιβάλλονται από εγκαταστάσεις με μικρές οπές.

Η τοποθέτηση της θαλάμου ελέγχου συμβάλλει επίσης στη διαχείριση του μήκους της υπόγειας εσοχής. Οι μηχανές που διοχετεύουν τα καλώδια ελέγχου σε μια επιφανειακά τοποθετημένη θέση ελέγχου αντί να απαιτούν ολόκληρο πίνακα ελέγχου εντός της εσοχής μειώνουν σημαντικά το υπόγειο περιθώριο κατάληψης εξοπλισμού. Οι σύγχρονες σχεδιαστικές λύσεις για μικροϋπόγειες γεωτρύπανα υιοθετούν όλο και περισσότερο αυτήν την προσέγγιση με επιφανειακό έλεγχο ως τυπικό χαρακτηριστικό για αστικές εφαρμογές.

Διαμορφώσεις Πλαισίου Ωθήσεως για Συμπαγείς Εσοχές

Το πλαίσιο ωθήσεως πρέπει να μεταδίδει τις δυνάμεις ωθήσεως από τους υδραυλικούς κυλίνδρους στην αλυσίδα σωλήνων χωρίς παραμόρφωση ή εκτροπή. Σε τυπικές διαμορφώσεις, αυτά τα πλαίσια καταλαμβάνουν σημαντικό μήκος εσοχής. Οι σχεδιασμοί για συμπαγείς εσοχές χρησιμοποιούν κυλίνδρους μικρότερης διαδρομής με ενδιάμεσα πλαίσια επέκτασης ή βασίζονται σε τμηματική προσέγγιση ωθήσεως, όπου το πλαίσιο επανατοποθετείται σε καθορισμένα διαστήματα, αντί να απαιτείται η διέλευση ολόκληρου του μήκους του σωλήνα μέσω του πλαισίου σε μία μόνο διαδρομή.

Η δομική απόδοση του πλαισίου επηρεάζει άμεσα το βαθμό στον οποίο μπορεί να γίνει συμπαγές. Τα πλαίσια που κατασκευάζονται από τμήματα υψηλής αντοχής χάλυβα μπορούν να επιτύχουν την απαιτούμενη σκληρότητα με μειωμένες συνολικές διαστάσεις σε σύγκριση με τις βαρύτερες αντίστοιχες εκδόσεις από χαλύβδινο χάλυβα χαμηλής αντοχής. Αυτή η βελτιστοποίηση του βάρους και του μεγέθους δεν είναι τυχαία· αποτελεί ενσκελετωμένη μηχανική ανταπόκριση στην απαίτηση ελάχιστης διάμετρος θυρίδας, η οποία καθορίζει ένα σημαντικό μέρος της αγοράς μικρών μηχανημάτων διάνοιξης σήραγγας.

Ρυθμιστικοί και περιβαλλοντικοί παράγοντες για ελάχιστη διάμετρο θυρίδας

Αδειοδοτήσεις κατασκευής σε αστικές περιοχές και όρια διαταραχής της επιφάνειας

Οι δημοτικές αρχές σε πολλές δικαιοδοσίες έχουν εισαγάγει ρητά όρια για την επιφάνεια που μπορεί να διαταραχθεί από οποιαδήποτε μεμονωμένη άδεια κατασκευής για εργασίες υποδομών. Αυτά τα όρια αντικατοπτρίζουν πολιτικές προτεραιότητες σχετικά με την ασφάλεια των πεζών, τη διαχείριση της κυκλοφορίας και την προστασία του περιβάλλοντος. Μια μικρο-διάτρητη μηχανή τύπου TBM που απαιτεί μεγάλη θυρίδα ενδέχεται να υπερβεί την επιτρεπόμενη επιφάνεια διαταραχής, με αποτέλεσμα να απαιτούνται είτε πολλαπλές άδειες, είτε επεκτεταμένες περιόδους εξέτασης, είτε τροποποιήσεις του σχεδιασμού που καθυστερούν σημαντικά τα έργα.

Οι εργολάβοι που μπορούν να αποδείξουν ότι η μικρο-διάτρητη μηχανή τους λειτουργεί από θυρίδα εντός του τυπικού ορίου διαταραχής για μία μόνο άδεια αποκτούν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στις διαδικασίες υποβολής προσφορών. Αυτή η ρυθμιστική ευθυγράμμιση δεν αποτελεί απλώς μια μικρή διοικητική διευκόλυνση· σε ορισμένες αστικές αγορές καθορίζει εάν ένα έργο μπορεί να ανατεθεί σε εργολάβο χωρίς ανάσκαψη καθόλου ή εάν οι εργασίες πρέπει να ανασχεδιαστούν ως ανοικτής ανάσκαψης.

Ζώνες Προστασίας του Περιβάλλοντος και Ευαίσθητες Γεωλογικές Συνθήκες

Οι διαβάσεις ρευμάτων, οι προστατευόμενες ζώνες υγροτόπων και οι περιβαλλοντικά ευαίσθητες ζώνες επιτρέπουν συχνά μόνο ελάχιστη διαταραχή του εδάφους κατά τη διέλευση υποδομών. Μια μικρο-διατρητική μηχανή με συμπαγή λάκκο εκτόξευσης μπορεί ενδεχομένως να τοποθετηθεί ακριβώς έξω από τα όρια της προστατευόμενης ζώνης, πραγματοποιώντας την εκτόξευση από το μικρότερο δυνατό αποτύπωμα για να ελαχιστοποιηθεί η εισβολή, ενώ η διάτρηση πραγματοποιείται υπόγεια κάτω από την ευαίσθητη περιοχή.

Οι καταστάσεις μολυσμένου εδάφους αποτελούν ένα συναφές κίνητρο. Όταν οι λάκκοι εκτόξευσης πρέπει να ανοιχτούν σε περιοχές με γνωστή μόλυνση του εδάφους, ένας μικρότερος λάκκος σημαίνει λιγότερο υλικό που πρέπει να ταξινομηθεί, να χειριστεί και να απορριφθεί ως μολυσμένο έδαφος. Οι οικονομικές εξοικονομήσεις από τη μείωση των όγκων μολυσμένου υλικού μπορεί να είναι σημαντικές και ενισχύουν την οικονομική αιτιολόγηση για την εφαρμογή μιας μικρο-διατρητικής μηχανής που έχει ρυθμιστεί για ελάχιστες διαστάσεις λάκκου, όποτε τα χαρακτηριστικά του εδάφους το επιτρέπουν.

Συχνές Ερωτήσεις

Ποιο είναι το συνήθες ελάχιστο μέγεθος λάκκου εκτόξευσης για μια μικρο-διατρητική μηχανή που έχει σχεδιαστεί για περιορισμένους χώρους;

Οι ελάχιστες διαστάσεις της ορύγματος εκκίνησης διαφέρουν ανάλογα με το μοντέλο της μηχανής και τη διάμετρο του αγωγού, αλλά οι μικροϋπόγειες γεωτρύπανα με συμπαγή διάταξη, που προορίζονται για εργασίες σε αστικά περιβάλλοντα, μπορούν συνήθως να εκκινήσουν από ορύγματα μήκους μόλις 2,5 μέτρων και πλάτους 1,5 μέτρων για τις μικρότερες διαμέτρους αγωγών. Οι διαστάσεις αυτές υποθέτουν αφαίρεση των υλικών εξόρυξης με αυλακωτό (auger) και επιφανειακά τοποθετημένο σταθμό ελέγχου. Για μεγαλύτερες διαμέτρους και συστήματα λάσπης απαιτούνται αναλογικά μεγαλύτερες διαστάσεις ορύγματος, ακόμη και σε μηχανές με συμπαγή σχεδιασμό.

Μπορεί ένα μικροϋπόγειο γεωτρύπανο με μικρό όρυγμα εκκίνησης να επιτυγχάνει ακριβή έλεγχο γραμμής και κλίσης;

Ναι. Το μέγεθος της υπόγειας εσοχής (pit) δεν επηρεάζει από μόνο του την ακρίβεια του στριφώματος. Τα σύγχρονα συστήματα καθοδήγησης για μικροϋπόγειες μηχανές διάνοιξης σήραγγας (micro tunnel boring machines) χρησιμοποιούν λέιζερ θεοδολίτες ή γυροσκοπικές αναφορές, οι οποίες λειτουργούν εξίσου αποτελεσματικά ακόμα και από συμπαγείς διαμορφώσεις υπόγειων εσοχών. Η βασική μηχανολογική απαίτηση είναι η αρχική ευθυγράμμιση κατά την εκτόξευση να έχει ρυθμιστεί σωστά εντός της υπόγειας εσοχής και ο πλαίσιος ώθησης (jacking frame) να παρέχει την απαραίτητη σκληρότητα για να διατηρήσει αυτήν την ευθυγράμμιση κατά τα πρώτα μέτρα της διάνοιξης, πριν η σειρά των σωλήνων αποκτήσει επαρκή μήκος για να σταθεροποιήσει τη γεωμετρία της καθοδήγησης.

Ποια υλικά σωλήνων είναι καταλληλότερα για εγκαταστάσεις μικροϋπόγειων μηχανών διάνοιξης σηράγγων (micro tunnel boring machines) με μικρές υπόγειες εσοχές;

Οι εμπρηστωμένοι αργιλικοί σωλήνες, οι σωλήνες οπλισμένου σκυροδέματος για διάτρηση με ώθηση και οι σωλήνες HDPE είναι τα πιο συνηθισμένα υλικά σωλήνων σε εφαρμογές μικροδιάτρησης με μικρές τάφρους. Τα τμήματα σωλήνων για ώθηση σε εφαρμογές με συμπαγείς τάφρους κατασκευάζονται συνήθως σε μικρότερα μήκη από τα τυπικά τμήματα, προκειμένου να μπορούν να κατεβαίνουν και να συνδέονται εντός του περιορισμένου χώρου της τάφρου. Η επιλογή του υλικού του σωλήνα εξαρτάται από τη συγκεκριμένη εφαρμογή — αποχέτευση, πίεση κύριας αγωγού ή κανάλι — και όχι από το μέγεθος της τάφρου καθεαυτό, παρόλο που η χρήση συντομότερων τμημάτων αποτελεί πρακτική ανάγκη σε πολύ περιορισμένες γεωμετρίες τάφρων.

Είναι κατάλληλη μια μηχανή μικροδιάτρησης για πολύ σύντομες διαδρομές σε περιορισμένους αστικούς χώρους;

Μια μικροδιάτρητη μηχανή διάνοιξης σήραγγας είναι οικονομικά πιο αποτελεσματική για διαδρομές μήκους 30 μέτρων ή περισσότερο, καθώς το κόστος εγκατάστασης, κατασκευής της υπόγειας χάρακας και ρύθμισης της μηχανής πρέπει να ανακτηθεί σε επαρκή μήκος αγωγού. Ωστόσο, σε περιορισμένα αστικά περιβάλλοντα, όπου οι εναλλακτικές λύσεις ανοικτής εκσκαφής είναι εξαιρετικά δαπανηρές ή απαγορεύονται, μπορούν να παραμείνουν οικονομικά αποδοτικές και συντομότερες διαδρομές. Ορισμένοι εργολάβοι διατηρούν ειδικές συμπαγείς διαμορφώσεις μικροδιάτρητων μηχανών διάνοιξης σηράγγων ακριβώς γι’ αυτές τις σύντομες αστικές διαδρομές, θεωρώντας το υψηλότερο κόστος ανά μονάδα δικαιολογημένο λόγω των μοναδικών περιορισμών του έργου όσον αφορά την πρόσβαση και τις διαταραχές.