Kas maarumisrõhu tasakaalustav toruülekanne masin saab töötada bentoniitita?

Küsimus, kas maapõhise rõhu tasakaalu torude tõmbamise masin kas maavõimalusega toruajamismasin saab töötada bentoniitita on küsimus, mille üle arutlevad tihti ehitusettevõtjad, projektitehnoloogid ja tunneli projekteerijad. Bentoniiitlubrikatsioon on olnud toruajamisoperatsioonides pikka aega standardpraktika, vähendades toruahela pinnasuhet ja kaitstes ümbritsevat muldstruktuuri. Siiski on tegelikkuses olukordi, kus bentoniiti pole piisavalt saadaval, kus pinnase tingimused muudavad selle kasutamise vajaduseta või kus keskkonnakäitumisnõuded piiravad selle kasutamist. Selle mõistmiseks, millal ja kas maavõimalusega toruajamismasin saab bentoniitita tõhusalt töötada, on vaja selgelt vaadata masina tööpõhimõtteid, lubrikatsiooni rolli ja pinnase tingimusi.

EVA rannakott maapõhise rõhu tasakaalu torude tõmbamise masin on projekteeritud nii, et säilitada tasakaalustatud olekut pinnasevälja ja ümbritseva maapinna vahel. Selle lõikepea ja rõhukamber töötavad koos pinnasevoolu reguleerimiseks ning et vältida pinnasevälja kokkukukkumist või tõusmist. Kuigi see põhifunktsioon ei sõltu olemuslikult bentoniidist, täidab toruahela ümber paiknev lubrikaatsioonisüsteem eraldi, kuid samuti olulise funktsiooni. Nende kahe funktsiooni eraldamine on oluline, kui hinnata, kas antud projektile sobib kuiv või madala lubrikaatsiooniga toruvedu.

Kuidas üks Maapõhise rõhu tasakaalu torude tõmbamise masin Reguleerib maapinna ilma bentoniidita

Põhirõhu tasakaalustamise mehhanism

E maapinna rõhu tasakaalustamise toruvedumasin reguleerib kaevanduspinna stabiilsust, säilitades tasakaalustatud maarõhku oma lõikekambris. Pinnasematerjal eemaldatakse kontrollitud kiirusega kruvikonveieriga, säilitades pinna rõhu stabiilsena. See mehhanism on täiesti sõltumatu bentoniiti sisaldava vedeliku süstimisest. Stabiilsetes, koheensiooniga pinnastes, näiteks savis või savi-siltis, saab maapressi tasakaalustav toruühendusmasin säilitada pinna stabiilsuse ilma mingi bentoniittoetuseta lõikepea juures. Pinnas ise pakub loomulikku koheensiooni, mis aitab rõhu reguleerimisel.

Hõõrdejõud toruahela mööda

Bentoniti puudumine muutub kriitiliseks probleemiks mitte lõikepinnas, vaid torustringi välimisel pinnal. Maarõhu tasakaalutud toruallikmasinaga edasi liikudes kogeb kogu torusammas nahktribu jõudu ümbritseva maapinna vastu. Kui bentonitlubrikatsiooni ei süüdata rõhuga ringkujuliste paigaldusavade kaudu, võib see hõõrdejõud suurendada allikmismõju nii palju, et see ületab torusegmentide struktuurilise tugevuse. Lühikesel allikmisel, madala läbitavusega muldadel või väga lühikesel torustringil võib maarõhu tasakaalutud toruallikmasin neid jõude taluda ka ilma bentonitita. Siiski pikemate allikmistega, liivastes muldades või kruusas pinnas, võib lubrikaatorita hõõrde kasvumine muutuda tõsiseks toimimispiiranguteks.

Olukorrad, kus bentoniti ei pruugi olla vaja

Lühikesed allikmiseläbimõõdud koheesiveses pinnas

Projektispetsiifilised tingimused mõjutavad oluliselt seda, kas maarukkspõhjaline toruaurutusmasin vajab bentoniitlubrikatsiooni. Lühikestel aurutustel, tavaliselt alla 30–40 meetri, võib kogumurduv pinnakihisihõõrdejõud jääda lubatavatesse aurutusjõu piiridesse ka ilma lubrikatsioonita. Kui maarukkspõhjaline toruaurutusmasin töötab koheva savi läbi, mille loomulik läbitavus on väga madal, moodustab pinnas toru ümber stabiilsa rõngasjasu piirkonna pigem kui kokkuvariseb selle vastu. See loomulik käitumine vähendab hõõrdumist ilma injekteeritud lubrikandi vajaduseta. Insenerid, kes on teinud linnade kasuliku infrastruktuuri ristumisi savipõhistes piirkondades, on sellistes kontrollitud tingimustes edukalt lõpetanud maarukkspõhjalise toruaurutusmasina aurutamised ilma bentoniitita.

Keskkondlikud ja regulaatorsed piirangud

Mõnes projektikeskkonnas on bentoniiti kasutamine piiratud, kuna tekib mure põhjavee saastumise või kõrvalekastmise regulatsioonide pärast. Tundlikud veekogu tsooni, kaitsealadelt kaitstud niidud või vee töötlemisettevõtete lähedal asuvad infrastruktuurikoridorid võivad bentoniiti süstimise piirata või keelata. Sellistel juhtudel peab maavõllaga tasakaalustatud toruvedamise masina projektmeeskond hindama alternatiivseid lubrikatsioonistrateegiaid või suuremate vedamisjõududega leppima, projekteerides tugevamaid torusid. Polümeeripõhiseid lubrikante kasutatakse sageli bentoniiti asendavate ainetena ja väga lühikestel vedamistel võib maavõllaga tasakaalustatud toruvedamise masin kasutada ainult vett või üldse mitte kasutada lubrikante, kui toru struktuuriline vastupidavus seda võimaldab.

Risigid ja praktilised juhised bentoniitita töötamiseks

Tõusnud vedamisjõud ja toru struktuuriline risk

Pinnasurve tasakaalustatud toruülekandemasina kasutamine bentoniitita oluliselt suurendab ülekandejõude, eriti juhul, kui ülekande pikkus ületab 40 meetrit. Tõusnud jõud suurendavad torusõlme kahjustumise, kaela piirkonnas pragude tekkimise ja võimaliku misalignimise riski. Pinnasurve tasakaalustatud toruülekandemasin võib ka kogeda suuremat lõikepea pöördemomenti põhjustatuna perifeersest muldtagant. Projektitehnikud peaksid arvutama valitud torumaterjali jaoks lubatava maksimaalse ülekandejõu ning võrdlema seda ennustatud hõõrdumiskoormustega enne otsust bentoniiti mitte kasutada. Tugevdatud betoonist ülekandetorud, mille disain on mõeldud kõrgemate koormuste talumiseks, pakuvad suuremat tolerantsi, kuid isegi neil on kindlaksmääratud piirid, mida pinnasurve tasakaalustatud toruülekandemasin ei tohi ületada.

Maa häirimine ja settumisprobleemid

Ilma rõngasvahelise lubrikaadiga võib maavõrratuse tasakaalustav toruvedumismasin põhjustada suuremat maapinna häiret toru liikumisteekonnal. Bentonit täidab rõngasvahelise tühjuse, mis tekib kaevatud augu ja toru välimise pinnase vahel, takistades muldade liikumist ja vähendades pinnasetõusu. Kui maavõrratuse tasakaalustav toruvedumismasin liigub ilma selle täiteaineta, võib rõngasvaheline tühjus järk-järgult kokku kukkuda, mis viib ebavõrdsele pinnasetõusule sõidutee liikumisteekonna kohal. Linnapiirkondades, kus on tundlikke pinnakujundeid, teid või maasse varastatud kasulikke komponente, ei saa seda riski ignoreerida. Isegi juhul, kui näo rõhu regulaator on eriti hea, tähendab bentoniidi puudumine rõngasvahelises tühjuses, et maavõrratuse tasakaalustav toruvedumismasin võib põhjustada sekundaarseid maapinna liikumisi, mis ei ole otseselt seotud näo rõhu regulaatoriga.

Otsustamine põhineb pinnaseliigi ja vedumisparameetritel

Lõplik otsus bentoniiti maavõimutasakaaluga toruülekandemasinaga töötamisest välja jätta tuleks põhineda struktureeritud geotehnilisel ülevaatusel. Olulised parameetrid hõlmavad sõidutee pikkust, toru diameetrit, pinnase klassifikatsiooni, veetaseme kõrgust ja lubatud ülekandejõudu. Maavõimutasakaaluga toruülekandemasin toimib kõige paremini ilma lubrikatsioonita lühikestel sõiduteedel madala läbitavusega koheensetes pinnastes ja minimaalse veetasemega. Pikkadel sõiduteedel, liivastes pinnastes või segapinna tingimustel on bentoniiti kasutamata töötamine mõõdetavalt riskantne. Kvalifitseeritud insener, kes neid parameetreid üle vaatab, otsustab, kas maavõimutasakaaluga toruülekandemasin saab konkreetse projekti jaoks turvaliselt edasi liikuda vähendatud või täielikult välistatud lubrikatsiooniga.

KKK

Kas maavõimutasakaaluga toruülekandemasin suudab säilitada pinna stabiilsust ilma bentoniitita?

Jah. Maarõhu tasakaalutava toruülekäigumasina eespinna stabiilsust reguleeritakse rõhukambriga ja kruvikonveerisüsteemiga, mis ei sõltu bentoniidist. Eespinna stabiilsus sõltub tasakaalustatud maapinnarõhust, mitte lubrikatsioonist. Bentoniidi peamine roll on toruahela pinnale mõjuva nahatriibe vähendamine, mitte lõikepea ees.

Mis on maksimaalne liikumispikkus, kus bentoniidi jätmise on mõistlik ja turvaline?

Üleüldist piiri ei ole, kuid paljud praktilised spetsialistid peavad 30–40 meetri pikkuste liikumiste puhul kohesete muldade korral maarõhu tasakaalutava toruülekäigumasina kasutamisel lubrikatsiooni vähendamise või täieliku jätmise võimalikuks. Sellest kaugemal põhjustab tõmkejõu kogunemine tavaliselt bentoniidi või mõne muu lubrikandi kasutamise vajaduse torude kahjustumise vältimiseks.

Kas on olemas alternatiivid bentoniidile maarõhu tasakaalutava toruülekäigumasina liikumise lubrikatsiooniks?

Jah. Polümeeripõhiste suspensioonide ja taastuvate lubrikaatorite kasutamist on soovitud alternatiivina keskkonnasensitiivsetes piirkondades. Need vedelikud täidavad sama rõhu tasakaalustava toruajamismasinaga seotud rõhuülekanne ringkujulises ruumis (annulaarses ruumis) lubrikeerimise funktsiooni, mille eesmärk on tagada maapinnasurve tasakaalustamine, samal ajal kui need vastavad rangematele keskkonnaohutuse nõuetele. Nende sobivus sõltub pinnase tüübist, põhjavee keemiast ja projekti asukoha konkreetsest reguleerivast raamistikust.