Микро құбырды жондыру машиналары орнату процесінде дәл туралау мен басқаруды қалай қамтамасыз етеді?

Микротрубаларды жысып орнатуда бағдарлау дәлдігінің маңызы

Траншеясыз құбырларды орнатуда дәлдіктің рөлі

Траншеясыз орнату кезінде бәрін дұрыс жасау - құбырлардың берік болуын және жер астындағы басқа коммуникациялармен соқтығысуын болдырмау деген сөз. Мысалы, заманауи микротрубаларды жүргізу машиналары лазерлік бағдарлағыштарының арқасында 100 метр қашықтықта шамамен 25 мм дәлдікпен құбырларды түзуге мүмкіндік береді. Бұл ескі әдістерге қарағанда қолмен реттеуді қажеттілігін шамамен үш төрттен бір бөлігіне дейін азайтады. Өткен жылы қалалық канализация жұмыстарына арналған зерттеу қызықты нәтиже көрсетті: егер құбырлар маршруттан 40 мм-ден астам ауытқыса, жолдарды жөндеу мен басқа қызметтерді жылжыту үшін метріне шамамен 120 АҚШ доллары қосымша шығындалады. Сондықтан қатты тығыз қалаларда кіші қателер өз кезегінде жанындағы ғимараттар мен олардың фундаменттеріне зақым келтіруі мүмкін болғандықтан, осындай дәл құралдардың маңызы өте зор.

Микротоннельдеу кезінде бағдарлауға әсер ететін жиі кездесетін қиындықтар

Топырақтың әртүрлілігі, жердің астындағы кедергілер мен жабдықтардың тербелісі түзуден ауытқуға әкеледі. Дәнді топырақтар біртұтасты қыш қара топырақтарға қарағанда бағыттауды 23% артық түзетуді қажет етеді, ал картасыз өткізілетін коммуникациялар жиі жол-жобаны нақты уақыт режимінде өзгерту қажеттілігін туғызады. Операторлар жылжыту жылдамдығын 20–50 мм/мин аралығында ұстап, реакция беру қабілеті бар бағыттауды қамтамасыз ету үшін аса көп бүгілу күштерін пайда етпеуі керек.

Жергілікті жағдайлардың бағыттау дәлдігіне әсері

Суланған құмдарда құрғақ жағдайлармен салыстырғанда су қысымы алдыңғы қиғыштың бағыттау тиімділігін 30–40% төмендетеді. Мұздық шөгінділердегі үлкен тастар аймағында бағыттау реакция уақыты үлкен масштабты түзуден ауытқуды болдырмау үшін 15 секундқа дейін жетуі мүмкін. Біркелкі қабат құрамына байланысты аллювиялық жазықтардағы жобалар тектоникалық аймақтардағы жобаларға қарағанда түзуде 60% жоғары тұрақтылық көрсетеді.

Типтік түзулердің дәлдік шегі: 100 метрде ±25 мм

Өнеркәсіп стандарттары тоннель ұзындығының 0,25% асып кетуіне мүмкіндік береді – бұл ±250 мм/км-ге сәйкес келеді. Дегенмен, заманауи микротрубаларды жетектеу операциялары қазір тұрақты түрде жетістікке жетуде ±25 мм/100м мыналар арқылы:

• Үш еселенген көлбеулік датчиктері (±0,01° дәлдік)
• 0,5 мм позициялау дәлдігі бар гидравликалық бұрандалы жүйелер
• құрама басынан басқару кабинасына 5 Гц жиіліктегі нақты уақытта деректер берілуі

Бұл мүмкіндіктер орнатудың 92% жағдайында қосымша буындарды реттеусіз тікелей құбыр қосуларын орындауға мүмкіндік береді және проектілердің мерзімін километріне 18–22 күнге қысқартады.

Нақты уақытта бағытты бақылау үшін негізгі бағдарлау жүйелері

Лазерлік бағдарлау жүйелері және олардың микротрубаларды жетектеу машиналарына интеграциялануы

Лазерлік бағдарлау жүйелері кесу басына орнатылған мақсатты тақталарға сәулелерді шашу арқылы жұмыс істейді. Бұл жүйелер 1 мм-ге дейінгі өте кішкентай ауытқуларды тіпті анықтай алады. Көбінесе, алдыңғы қатардағы өндірушілер оларды гидравликалық басқару домкраттарымен жинастырады, бұл +/-5 мм асып кеткен сайын автоматты түрде жолды түзетеді. Мысалы, 2023 жылы Гамбургта жүргізілген канализациялық жобені қарастырайық. Команда лазерлік бағдарлаумен микротрубаларды жіберу әдістерін қолданып, қиын сазды топырақ жағдайында 850 метрлік аралықта 99,8% дәлдікке жетті. Олардың жұмысына қарай отырып, бұл өте елеулі нәтиже.

Сызықтық байланыс болмаған жағдайда жұмыс істейтін гироскопиялық және инерциалды навигация

Гироскоптық компастар лазерлік көрініс бұғатталған доғалы жүрістер кезінде 200 Гц жиілікпен бұрыштық жылдамдықты өлшейді. Инерциалды өлшеу құрылғыларымен (IMU) жұптастырылғанда олар 90° бұрылулар арқылы өткенде дәл <3 см орналасу дәлдігін қамтамасыз етеді – бұл дәл биіктікті басқаруды талап ететін күрделі қалалық коммуналдық желілер үшін маңызды.

Үздіксіз бақылау үшін электрондық теодолиттер мен мақсатты камера

Моторландырылған теодолиттер жинау машинасындағы призма нысандарын 0,5-доғалық секунд дәлдікпен бақылайды және CCTV құбырларының бейнесімен қосымша тексеріледі. Соңғы көлденең тоннель жобасында (Underground Construction Report 2022) бұл екі реттік тексеру әдісі туралау бойынша дауларды 40% азайтты.

Зерттеу жағдайы: 300 метрлік қалалық канализация жобасында лазерлік бағдарлану

Тығыз Барселона ауданында құрылысшылар мыналарды қамтитын гибридті жүйе қолданып, 15 белсенді автомобиль жолының астына құбырлар орнатты:

• Автоматты фокусы бар 635 нм лазерлік бергіш
• Алты осьті көлбеу сенсорлары
• Нақты уақыт режиміндегі шаян қысымын тепе-теңдестіру

Күтпеген құмды линзаларға тап болса да, жүріс ±12 мм вертикаль білік бойынша сәйкестікті сақтады және жоспардан 18 күн бұрын аяқталды. Монтаждан кейінгі зерттеулер жоспланған координаттардан <0,01% ауытқуын растады.

Микротоннельдеу кезіндегі сенсорлық технологиялар мен деректерді беру

Көлбеулік, қысым және айналу сенсорларының оптималды орналасуы

Бұл сенсорлардың дұрыс орналасуы ±25 мм аралығында туралауды ұстау үшін үлкен маңызы бар. Біз кескіш басының жұмыс істейтін жеріне жақын көлбеулік сенсорларын орнатамыз, сонда олар шамамен 0,1 градусқа дейінгі тікелей емес өзгерістерді тіпті айқындай алады. Жанама қозғалыстар үшін біз машина ұзындығы бойынша шамамен әрбір екі метрде деформация сенсорларын орнатамыз. Гидравликалық домкраттарда да қысым бергіштер бар, олар жұмыс істеу кезінде қолданылатын күшті өлшейді және олардың көрсеткіштері 3000 кН-ге дейін жеткенде ғана реттеу қажет болады. Өтініштің жыл бұрын InterfaceForce жариялаған зерттеуіне сәйкес, сенсорлардың орналасуын дұрыс жасаған компаниялар туралау мәселелерінің санын 87% -ға дейін азайтты, әсіресе барлық нәрсе бір-біріне жабысып қалатын топырақ жағдайларында.

Сымды және сымсыз сенсор желілері: сенімді деректер беру үшін

Шамамен 200 метрден кем қашықтықтар үшін тұрақты байланыс әлі де 5 миллисекундтан аз латенттілік ұсынатындықтан, негізгі таңдау болып табылады. Дегенмен, сымсыз тораптық желілер өндірістік IoT стандарттарымен жұптастырылған кезде жарты километр аралықта да деректердің дәлдігін шамамен 99,7 немесе 99,8 пайызға жуық ұстау арқылы үлкен қадам алға жылжыды. Қазіргі кезде көптеген операторлар маңызды басқару ақпараты үшін оптикалық талшық желілерін қолданып, айтарлықтай маңызы төмен өлшеулер үшін сымсыз байланысқа сүйенеді. 2024 жылғы соңғы Тоннельді Автоматтандыру туралы есеп қызықты нәрсе көрсетті — ұқсас жағдайларда таза сымды инфраструктурамен салыстырғанда гибридті жүйелер сигналдардың бұзылуын шамамен үштен екіге дейін азайтады.

Ұзақ жүріс қолданбаларындағы сенсорлық жинақтардың сенімділігін бағалау

300 метрден аса жүріс үшін сенсорлардың бұзылулар арасында кем дегенде 10,000 сағат жұмыс істеуі тиіс, бұл өнеркәсіптің стандарттарына сай. MEMS көлбеулік сенсорларының корпусы 15g-ға дейінгі соққыларды жұтады және оларды зақымданудан қорғайды. Қысым сенсорларының беріктігін тексеру үшін 5,000 цикл өткізіледі. Әртүрлі климаттық жағдайға ие 17 қаладағы нақты жергілікті нәтижелерге назар аударсақ, көбінесе сенсорлық жүйелер жарты жыл бойы үздіксіз жұмыс істегеннен кейін тиімділігінің шамамен 2% ғана жоғалтады. Мысалы, Мумбайдың «ақылды» канализация жүйесі желісінің бойына резервтік сенсорлар орнатқан болатын. Осындай орнатылымдар тәулігіне 18 сағат үздіксіз жұмыс істеген кезде де жұмыстың тек 0,05% ғана үзілуімен жуық мүлтіксіз жұмыс істеді.

Микро түтікшелерді ығыстыру машиналарындағы басқару механизмдері мен динамикалық басқару

Бағытты басқару үшін бұрылатын кесу басы

Қазіргі заманғы микротрубаларды жүргізу машиналары жер астындағы коммуникациялар немесе кедергілерді айналып өту үшін жүргізу процесін тоқтатпай-ақ дәл бағытты түзетулер жасауға мүмкіндік беретін ±2,5° вертикальды және горизонтальды бұрылу қабілетіне ие бөлшектелген кесу басын қолданады.

Нақты уақыт режиміндегі бағдарлауға реакция беретін гидравликалық бөлшектелу жүйелері

PLC'лерге (бағдарламалық логикалық басқарушылар) қосылған гидравликалық серіппелер бағдарлау кірістеріне сәйкес кесу басының бағытын автоматты түрде реттейді. 2023 жылғы Trenchless Technology Center зерттеуі осындай жүйелердің 0,5 секунд ішінде 98% дәлдікпен басқару командасына жауап беріп, туралауды ±15 мм дәлдік шегінде ұстайтынын көрсетті.

Траекторияны дәл түзету үшін айналмалы кескіштердегі эксцентриситетті реттеу

Бағыттау иілгіштігімен машина қаттылығын теңестіру

Жетілдірілген жекинг машиналары көміртегі болатымен нығайтылған каркастарға және интегралды иілгіш буындарға ие, құрылымдық тұрақтылықты қамтамасыз ете отырып, басқарылатын 1,2°-қа дейінгі ауытқуды рұқсат етеді. Бұл тепе-теңдік жердің шөгуін азайтады – әдетте қалалық жағдайларда 3 мм-ден кем – сонымен қатар қажетті бағыттау түзетулерін қолдайды.

Тастаудан қабылдауға дейін: Жекинг процесі бойынша туралауды қамтамасыз ету

Микро түтік жекингі үш қатаң бақыланатын фаза арқылы туралау дәлдігін сақтайды.

Сілтеме нүктелерін орнату және тастау туралауын калибрлеу

Геодезиялық түсірістер жоба сызбаларымен сәйкестендірілген миллиметрлік дәлдіктегі іске қосу координаталарын орнатады. Іске қосу ұңғымасының жанында 2 метрлік интервалмен гравировка жасалған белгілері бар темірбетон тақтайшалар орнатылады, осылайша физикалық санақ торы қалыптасады. Жылжыту басталмас бұрын екі осьті көлбеулік өлшеуіштері режущий басының бағытталуын ±0,2° шамасында реттейді.

Жылжыту циклдары кезінде прогрессті бақылау және ауытқуларды түзету

Көлбеулік датчиктері жол бойынша жұмыс жүріп тұрған кезде шамамен әрбір жарты минут сайын орынның жаңартылған деректерін жібереді. Басқару бөлмелеріндегі операторлар осы траекториялық карталарды экрандарында нақты уақыт режимінде көреді және жолдан 10 миллиметрден астам ауытқып кеткен кезде ескерту сигналдарын алады. Мұндай жағдай болған кезде гидравликалық домкраттар түтіктің шамамен екі бөлігінде, яғни әдетте 2-3 метр ұзындықта 0,5-тан 3 градусқа дейінгі кіші түзетулер жасайды. Бұл түзетулер алға қарай қозғала беруге және прогрессимиз көп кетпей тұруға көмектеседі. Қазіргі уақытта өткізіліп жатқан жердегі жұмыстарға назар аударсақ, соңғы құрылыс жұмыстары осы ақылды PLC жүйелері арқасында орынды сақтауда шамамен 98,7 пайыздық дәлдікке жетті. Олар кездейсоқ қиындалып кеткен жерлерді өте жақсы түзетеді.

Қабылдау құдығындағы соңғы орынды растау

Тоннельдің қабылдау камераларына орнатылған лазерлі сканерлер прорывтан кейінгі 24 сағат ішінде орнатудың дәлдігін растайды. 500 метрден қысқа тоннельдер үшін соңғы орындары өлшеу жұмыстарының Class 1 дәлдік класымен өлшенгенде жобалық бағдарлауға сәйкес 0,05% ішінде болады. Салынып біткен нысан туралы құжаттама машиналардың телеметриясын көзбен тексерумен салыстырады және нормативтік талаптарға сай келу үшін 5 мм-ден кем айырмашылықтарды шешеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Микро құбырларды алу деген не?

Микротрубаларды жүргізу — арнайы машиналарды пайдаланып, құбырларды жер астына дәлме-дәл итеру арқылы құбырларды орнатудың траншеясыз әдісі.

Микротрубаларды жүргізу кезінде бағдарлау дәлдігі неге маңызды?

Бағдарлау дәлдігі құбырлардың жер астындағы коммуникациялар мен құрылымдарға кедергі келтірмей дұрыс орнатылуын қамтамасыз етеді.

Бағдарлауды сақтауда кездесетін негізгі қиыншылықтар қандай?

Негізгі қиыншылықтарға топырақтың біркелкі еместігі, жерленген кедергілер, жабдықтың дірілдеуі және кескіш басының бағыттау тиімділігіне әсер ететін су қысымы жатады.

Сенсорлар микротрубаларды жүргізуде қандай рөл атқарады?

Клондық, қысым және айналу сияқты сенсорлар түтік орнату процесінің барлық кезеңінде туралау дәлдігін бақылау мен ұстау үшін маңызды.