Kuidas valida sobiv lisand maarõhu tasakaalust toruaurutusmasinale siltseivas liivas?

Õige lisandi valimine on üks olulisemaid otsuseid, mille operaatör peab tegema muldõhutasakaalaga toruaurutusmasina juhtimisel maapõhise rõhu tasakaalu torude tõmbamise masin savi-liivases pinnases. Vale lisandi valik võib halvendada pinnase töötlemist, häirida tugevust liivaeeses ja põhjustada kulukaid projektihiljutusi. Seega on enne iga aurutust oluline mõista seost pinnase omaduste ja lisandi keemia vahel.

Savi-liivas pinnas esitab muldõhutasakaalaga toruaurutusmasinale erilisi väljakutseid maapõhise rõhu tasakaalu torude tõmbamise masin selle madala läbitavuse, koheerse struktuuri ja lõikeinstrumentide külge kleepumise kalduvuse tõttu on vajalik rõhukambris stabiilse ja töödeldava muldade koostise säilitamiseks täpselt sobivaid lisandeid. See juhend selgitab, kuidas hinnata ja valida õige lisand nii, et iga maarõhu tasakaalustatud toruajamise masina sõit lihtsas savi- ja liivases muldas oleks ohutu, tõhus ja ennustatav.

Lihtsas savi- ja liivases muldas EPB-sõidu käitumise mõistmine

Põhilised muldade omadused, mis mõjutavad lisandite valikut

Enne mis tahes aditiivi valimist maavõimaluse tasakaalustatud toruülekandemasinale peab projektmeeskond lihtselt kliimisegu üksikasjalikult iseloomustama. Lihtselt kliimisegu plastilisusindeks on tavaliselt 10–30, läbitavuskoefitsient on väga väike ja koheesioon kõrge. Need omadused tähendavad, et maavõimaluse tasakaalustatud toruülekandemasina lõikepea kohtub pinnasaga, mis loomulikult kuhjub kokku, koguneb kettaga lõikekettadele ja takistab vaba voolamist kruvikonveeris. Kui pinnast ei konditsioneerita, ei suuda maavõimaluse tasakaalustatud toruülekandemasin plenumkamberis stabiilset maavõimalust säilitada, mis kaasneb pinnase sunnitud settumise või plahvatuse ohuga.

Terade suuruse jaotus, looduslik niiskus ning Atterbergi piirid on kolm olulisemat parameetrit, mida tuleb mõõta enne seda, kui liivakarbis põhinev toruülekanne masin alustab pinnasest kaevamist. Pinnas, mille niiskussisaldus on lähedal selle vedelikupiirile, on juba piisavalt pehme, et liivakarbis põhinev toruülekanne masin saaks sellega toime tulla minimaalse vahtaine lisamisega. Vastupidi, kuiv või kõva liivakarbis sunnib liivakarbis põhinev toruülekanne masin operaatort lisama suuremaid koguseid lisandit, et liialt efektiivselt plastifitseerida kaevatud materjali.

Kuidas liivakarbis reageerib tavalistele lisanditele

Vahutus, bentoniitlahus ja polümeerilahused on kolm peamist lisandite kategooriat, mida kasutatakse liivakleis pinnasrõhu tasakaalustava toruajamismasinaga. Iga tüüp reageerib erinevalt pinnasest moodustatud maatriksiga. Vahu vähendab töödeldud pinnase sisemist hõõrdumist ja aitab pinnasrõhu tasakaalustaval toruajamismasinatel säilitada stabiilset pöördemomenti. Bentoniitlahus suurendab plastilisust ja vähendab külgehaagumist pinnasrõhu tasakaalustava toruajamismasina lõikepea pinnal. Polümeerilahused muudavad viskoossust ja aitavad stabiliseerida lõikepinda, kui pinnasrõhu tasakaalustav toruajamismasin kohtab kihte, milles on kõrgem liiva sisaldus. Nende valik sõltub tegelikest pinnasuuringute tulemustest, mitte eeldustest.

Sobiva lisandi valik liivakleis

Vahutus kui peamine lisandistrateegia

Pihustatav vaht on kõige laialdasemalt kasutatav lisand, kui maarõhu tasakaalustatud toruajamismasinat kasutatakse liivases savi puhul. Maarõhu tasakaalustatud toruajamismasina vahtimissüsteem sisestab eelnevalt valmistatud segu pihustusainest, veest ja tihendatud õhust otse lõikepea külge. See teisendab kaevatud liivase savin massi ühtlaseks, plastseks pastaks, millega maarõhu tasakaalustatud toruajamismasin suudab tõhusalt toime tulla. Vahtriikumise suhe ja pihustamiskiirus tuleb kalibreerida mulla loomuliku niiskusesisalduse järgi. Mõõduka niiskusega liivases savis nõuab maarõhu tasakaalustatud toruajamismasin tavaliselt vahtimissuhte 5–15 vahemikus ning pihustatava vahtkoguse 20–40 protsenti kaevatud mullamahtust iga meetri edasiliikumise kohta. Masina tööruumi rõhku tuleb jälgida pidevalt, et kontrollida, kas mulla konditsioneerimine on piisav, ning vahtu tuleb reaalajas vastavalt kohandada.

Bentoniti ja polümeerlisandite ning vahtu kombinatsioon

Paljudes liivaklistes saviprofiltis on ühe lisandaine kasutamine piisamatu ja maavõrdse rõhu toruajamise masin saab kasu kombinatsioonist. Bentonitlahuse lisamine maavõrdse rõhu toruajamise masina sekundaarsete süttimisavade kaudu vähendab lõikepea kleepumist ja lubrikatsioonib ringkujulist vaheruumi masina keha ja toruahela vahel. See on eriti oluline siis, kui maavõrdse rõhu toruajamise masin kohtub tugevate liivakliste savikihtidega, mis suurendavad tõukejõudu ja pöördemomenti. Polümeerlahust saab lisada vahtuga samaaegselt siis, kui maavõrdse rõhu toruajamise masin kohtub üleminekuvööndites, kus liiva sisaldus tõuseb järsult. Polümeer parandab töödeldud muldade geelitugevust, takistades nende eraldumist maavõrdse rõhu toruajamise masina kruukonveeris ja säilitades püsiva rõhugradienti plenumis.

Maa rõhu tasakaalustava toru tõmbamise masina doosimise optimeerimine mitme lisandiga nõuab süstemi põhjalikku proovisüstimist enne peamist liikumist. Projektiteemal tuleb teha laudkatseid pinnasest, mis on võetud trassi järgi, ja jälgida, kuidas maa rõhu tasakaalustava toru tõmbamise masina oodatav pinnasmaterjali koostis reageerib erinevatele lisandite suhetele. Dokumenteeritud proovitulemused võimaldavad maa rõhu tasakaalustava toru tõmbamise masina operaatoreil alustada liikumist kindla pinnasmaterjali töötlemise protokolliga, mitte reageerida pimedalt allmaas.

Töö käigu jälgimine ja lisandite kohandamine

Lisandite toimimise reaalajas näitajad

Maa rõhu tasakaalutava toru tõstmise masin annab operaatorele mitmeid reaalajas signaale, mis näitavad, kas valitud lisand töötab õigesti liivases savi. Põhiline näitaja on lõikepea pöördemoment: kui maa rõhu tasakaalutava toru tõstmise masina pöördemoment suureneb, kuigi esipinna rõhk on stabiilne, viitab see tõenäoliselt kleepuvuse kogunemisele ja bentoniiti tuleks süstida rohkem. Teine oluline näitaja on rõhukambrisse paigaldatud rõhu stabiilsus; kui maa rõhu tasakaalutava toru tõstmise masin näitab ebastabiilseid rõhukõikumisi, on sageli kasutatud liiga vähe vahtu. Kolmas signaal on kruvikonveieri väljundkonsistentsus. Õigesti konditsioneeritud maa rõhu tasakaalutava toru tõstmise masinast väljuv muld peaks olema sileda, niiskena ja mitte-kleevase pasta kujul. Kuiv või kihelis väljund teatab operaatoriga, et maa rõhu tasakaalutava toru tõstmise masin vajab kohe suuremat vahtu süstimismahtu.

Lisandite strateegia kohandamine muutuvatele muldkihile

Savikas liivakildude paigutus on harva ühtlane kogu tunneli ehitamise vältel. Maarõhu tasakaalust toruvedumismasin võib kohtuda liivakildude, orgaaniliste lisandite või kõvade savikihtidega, mille jaoks on vajalik igaühe puhul erinev lisandite reageerimine. Maarõhu tasakaalust toruvedumismasina juhtimise eest vastutav meeskond peaks iga töövahetuse eel tutvuma puuraukude logidega ja ette planeerima lisandite kohandamist eeldatavate muldade üleminekute puhuks. Kui maarõhu tasakaalust toruvedumismasin liigub pehmemasse ja niiskemasse savikasse liivakildusse, tuleb vahutuse kogust vähendada, et vältida üleconditioneerimist ja näo rõhu kaotust. Kui maarõhu tasakaalust toruvedumismasin siseneb kõvematesse kihtidesse, tuleb vahutuse ja bentoniiti lisada proportsionaalselt rohkem. Lisandite tarbimise andmete logimine maarõhu tasakaalust toruvedumismasina puhul koos edasiliikumise kiiruse ja muldliigiga võimaldab pidevat täpsustamist tunneli ehitamise vältel.

KKK

Mida juhtub, kui liivases savi puhul maarõhu tasakaalaga toruajamismasinas ei kasutata lisandit?

Lisandita põhjustab maarõhu tasakaalaga toruajamismasin liivases savis tugevat lõikepea ummistumist, kontrollimatut rõhku kambris ja väga kõrget pöördemomenti. Pinnamaterjal maarõhu tasakaalaga toruajamismasinas tiheneb kõva pistikuks, mis blokeerib kruvikonveieri ja sunnib teostama kulukaid sekkumisi ning kaasaegselt ka riski põhjustada pinnakihile kahju üle ajamiste liikumisjoone.

Kui sageli tuleb maarõhu tasakaalaga toruajamismasinas liivases savis lisandi annust uuesti arvutada?

Lisandi annust tuleb maarõhu tasakaalaga toruajamismasinas üle vaadata vähemalt iga 5 meetri tagant või iga kord, kui tuvastatakse uus pinnakiht. Pidev registreerimine kambrirõhust, pöördemomendist ja pinnamaterjali välimusest maarõhu tasakaalaga toruajamismasinast pakub andmeid, mille alusel saab täpselt uuesti arvutada ja kogu ajamiste jooksul kohandada süstitavat kiirust.

Kas vesi üksi suudab konditsioneerida liivaklist pinnast maarõhu tasakaalust toruajamismasinale?

Vesi üksi on harva piisav maarõhu tasakaalust toruajamismasinale, mis töötab liivaklis pinnas. Kuigi vesi võib kergelt pehendada kuiva liivaklist pinnast, ei taga see piisavalt plastilisust, libisevust ega liimuvuse kontrolli, mida maarõhu tasakaalust toruajamismasin nõuab. Alati soovitatakse kasutada spetsiaalselt koostatud vahtu või bentoniiti, et kaitsta maarõhu tasakaalust toruajamismasinat ja tagada stabiilne ning tõhus edenemine.