Маңызды құрылыс жобаларында микро туннельдік машиналарды пайдалануға қандай плюслер бар?

Микротоннельдік машиналармен минимальды бұзушылықпен орнату

Микротоннельдік машиналар жер астындағы құрылысты дәлме-дәл орнату мүмкіндігін беру арқылы түбегейлі өзгеріске ұшыратты, беткі қабаттағы бұзылуларды ең аз деңгейде ұстауға мүмкіндік береді. Бұл әдіс кең көлемді қазудың қажетін болдырмайды және қозғалыс, инфрақұрылым және қоғамдық өмірде бұзылуларды минималдандыру қажет болатын тығыз қоныстанған қала аймақтары үшін идеалды таңдау болып табылады.

Микротоннельдеу қалалық аймақтарда беткі қабат бұзылуын қалай азайтады

Микротоннельдеу ескі мектептің ашық қазу әдістерінен өзгеше жұмыс істейді. Барлық жерде үлкен тесіктер қазуға орнына, ол басқарылатын тоннель қазғыш машиналарды немесе қысқаша TBM-дерді пайдаланады. Бұл машиналар топырақты қаза отырып, бір уақытта құбырлар мен каналдарды орнатады. Қалалық инфрақұрылым мамандары өткен жылы дайындаған есебінде бұл әдіс кәдімгі қазу әдістерімен салыстырғанда беткі бұзылуларды шамамен 85 пайызға дейін азайтатыны көрсетілген. Қалалар осыған байланысты үлкен пайда көреді, себебі олар нәрселерді осылай көп бөлшектеп жіберуге мәжбүр болмайды. Көбінесе көлік қозғалысы қалыпты түрде жалғаса береді, жер астындағы құбырлар зақымданудан қауіпсіз болады және тұрғын аудандарда дыбыс шуылдары көптеген рет азаяды. Жаяу жол жөндеу жұмыстарын алайық мысалға. Қазіргі заманғы траншеясыз әдістермен көшелер ұзақ уақыт ашық тұрады. Кәсіпорындар апталар бойы жабылып тұрғанымен емес, есіктерін ашық ұстап, бәрі де қатысушыларды қуантатындай болады.

GIS және BIM-нің Төменгі Әсер Енгізу Маршруттарын Жоспарлаудағы Рөлі

Жер астындағы жұмыстар үшін ең жақсы маршруттарды анықтау кезінде Географиялық ақпараттық жүйелер (GIS) мен Ғимараттың ақпараттық моделдеуі (BIM) ойынның заңдарын өзгертеді. Олар құбырлар, кабельдер, топырақ түрлері және басқа да маңызды экологиялық факторлар сияқты беткейдің астында не жатқанын карталастыруға көмектеседі. Инженерлер содан кейін құрылыс кезінде қиындықтар туғызатын ескі аудандар немесе жүйелі жолдар сияқты проблемалық аймақтардан аулақ болатын бұрғылау жолдарын жоспарлай алады. Бұл жүйелер операциялар кезінде нақты уақыт режиміндегі деректерді енгізген кезде шынымен қызық болады. Өткен жылы Geospatial Engineering Journal журналында жарияланған соңғы зерттеулерге сәйкес, бұл тәсіл жер асты коммуникацияларына жасалатын кездейсоқ зақымдануларды 92 пайызға жуық қысқартады. Дәл осындай дәлдік қымбатқа түсетін кешігулер мен зақымдардан құтылу үшін айырмашылық жасайды.

Зерттеу жағдайы: Ірі Батыс жағалау қаласында жер асты коммуникацияларын орнату

Батыс жағалаудағы ірі қалалардың бірінде инженерлер соңғы кезде микротоннельдік әдістер арқылы көп трафикті центрлік көше төменінде жүргізілетін ескі қоқыс құбырларын жаңартты. Бұл әдіс шамамен 17 мың машина жүк мөлшеріндегі топырақты алу қажеттілігін азайтты және көшелерді жабуды қатты төмендетті. Дәстүрлі қазу әдісімен салынатын болса, бір жыл бойы құрылыс жұмыстары көшені босатуға тура келеді, ал бұл жағдайда аймақ жалпы алғанда тек шамамен екі аптаға жабылды. Барлық жұмыстар аяқталғаннан кейін қала әкімшілігі тұрғындармен хабарласып, өте елеулі нәтиже анықтады: құрылыс кезінде туындайтын көлік басы ауыруына арналған шағымдар толығымен жоғалды. Муниципалдық инфрақұрылымның 2023 жылғы шолуында осындай заманауи инженерлік шешімдер қалалық ортада кәдімгі автокөлік қатынасына даусыз ықпал ететіні атап көрсетілген.

Қалалық инфрақұрылым жобаларында қолданудың өсуі

2024 жылғы «Тұрақты қалалар» туралы соңғы есепке сәйкес, Американың шамамен 40 пайыз қаласы бүгінде барлық түрлі жер асты жұмыстары үшін микротоннельдеу әдістеріне көшу үстінде. Неліктен? Себебі бұл әдіс жұмысты дұрыс орындай отырып, бар инфрақұрылымдарға зиян келтіруді болдырмауда әлдеқайда тиімді. Бұл қалалық тұрақты даму мақсаттарын қарастырғанда мағыналы, себебі азырақ ынталандыру жергілікті биліктен қажетті жаңартуларға тезірек рұқсат алуға мүмкіндік береді. Мысалы, Чикаго қаласы өзінің қаладағы ескі құбырлар мен кабельдерді жөндеу бойынша ұзақ мерзімді жоспарына микротоннельдеуді енгізді. Денвер үшін де осының өзі орын алады, ондағы әкімшілік беткей көшелердегі бизнес пен қозғалыс үлгілеріне тимейтіндей етіп коммуналдық жүйелерді жаңартуды қалайды.

Микротоннельдеудің дәстүрлі әдістермен салыстырғандағы құнының тиімділігі

Еңбек шығындары мен алаңды қалпына келтіру құнының азаюы

Микротоннельдік машиналар мен көне ашық қазу әдістері туралы айтқанда, сандар өте нақты тарих айтады. Өнеркәсіп жалпы есеп берген деректерге сүйенсек, бұл жобаларға шамамен 30-50 пайызға аз адам керек болады. Шын мәніндегі ақша үнемдеу көшелерді қазып, сосын тағы да жөндеуден туындайды. Ойланып көріңіз: жол беті, жаяу жүргіншілер жолдары, тіпті бақтар таңсақталады. Понеман зерттеуінің 2023 жылғы мәліметтері бойынша, қалалар дәстүрлі құрылыстан кейін осы заттарды жөндеуге шамамен 740 000 доллар жұмсайды. Бұның масштабын түсіну үшін: дәстүрлі қазу жұмыстарына траншеяларды толтыру мен жолдарды қайта асфальттау үшін әдетте он бес пен жиырма аралығында адам керек болады. Ал микротоннельдеу автоматтандырылған бұрғылау жабдықтарын пайдаланып, топырақтың көбін өзі әкетеді. Тек үштен бестік техниктер ғана объектіде барлық процесті бақылап отырады.

Уақытты үнемдеу және жобаны тез аяқтау

Микротоннельдеу қолданылатын жобалар үздіксіз жұмыс істеуі мен қосымша адамның қатысуының азаюына байланысты 40–60% тез аяқталады. 2023 жылғы өнімділік зерттеуі микротоннельдеу әдісімен 12 күнде 1000 фут құбыр төсеуге болатынын, ал ашық шұңқыр әдісімен сол қашықтықты төсеу үшін 21 күн керек екенін көрсетті. Бұл уақыт үнемдеу экскаваторлар мен самосвалдар сияқты жабдықтарды жалға алу құнын айына 18 000 – 25 000 долларға дейін төмендетеді.

Зерттеу жағдайы: Торонто қаласында су құбырын ауыстыру және ашық шұңқыр әдісі

Торонто қаласында 12 миллион долларлық су құбырын жаңарту жобасы микротоннельдеу әдісін қолдану арқасында мерзімінен 8 апта бұрын аяқталды және қозғалысты бағытталау мен бизнеске кедергі тудырған үшін 2,1 миллион долларлық қосымша төлемдерден құтылды. Сол уақытта қалада өткізілген ұқсас ашық шұңқыр жобасы белгіленбеген байланыс кабельдерін кесіп алғаннан кейін авариялық жол жөндеу және қосымша жұмыс уақыты үшін 3,8 миллион доллар төледі.

Жақсырақ баға ұсыну және ROI үшін өмірлік циклдық құнының талдауы

Өмірлік циклдық құнының модельдері микротоннельдеудің 20 жылдық жөндеу шығындары дәстүрлі әдістерге қарағанда 55% төмен екенін көрсетеді. Бағытталған бұрғылау жүйелері арқылы орнатылған құбыр қосылыстарында сорып шығулар 60% аз, бұл жөндеу жиілігін төмендетеді. Мұндай модельдерді қолданатын мердігерлер қалалар бастапқы шығындарға қарағанда инфрақұрылымның ұзақмерзімді төзімділігін басымдыққа алғандықтан, муниципалдық жобалар бойынша ұсыныстарды жеңу деңгейі 22% жоғары болатынын хабарлайды.

Микротоннельдеу машиналарының экологиялық пайдасы мен тұрақтылығы

Жабдық пен материалдарды тасымалдаудың азаюына байланысты көміртегі іздерінің төмендеуі

2023 жылғы соңғы зерттеулерге сәйкес, микротоннельдеу қондырғылары дәстүрлі ашық таспалы әдістермен салыстырғанда құрылыс шығындарын шамамен 40% дейін азайта алады. Неліктен? Себебі жер қазу жұмыстары көп болмайды және материалдар ұзақ қашықтыққа тасымалданбайды. Қолданылатын жабдықтар тізімі де 60-70% аралығында қысқарады. Барлық жерде ұзын шұңқырларды қазу орнына жұмысшыларға тек ену мен шығу нүктелерін жасау ғана қажет. Сонымен қатар, бұл қондырғылар топырақтың ластануын болдырмау үшін герметикті жүйеде жұмыс істейді. Бұл кейінгі қымбат тазалау жұмыстарының қажеті болмайтынын және зиянды заттардан бағалы суларымыздың қорғалуын білдіреді.

Сезімтал экожүйелерді сақтау: Флорида шоңды аймағы арқылы өту туралы мысал

Флоридағы соңғы инфрақұрылымдық жобада микротоннельдеу қоршаған орта үшін қаншалықты пайдалы болуы мүмкін екенін көрсетті, өйткені олар қорғалатын сулы жерлердің астына 1,2 милялық құбыр төсеу кезінде жоғарыдағы өсімдіктерге зиян келтірмеді. Әдетте, мұндай жұмыстар шамамен 15 акр батпақты алап құрғатуды білдірер еді, бірақ олардың бағдарланған бұрғылау әдісі арқасында құрылыс аяқталғаннан кейінгі зерттеулерге сәйкес жергілікті өсімдік әлемінің шамамен 93% сақталды. Ең үлкен артықшылығы — топырақтан шыққан шайылма жақын су арнасын ластамады, сондықтан су қазіргі кезде баршаға белгілі EPA стандарттарын қанағаттандыратындай таза күйінде қалды.

Микротоннельдеу операцияларында энергияны пайдалану мен экологиялық табыстарды теңестіру

Микротоннельдеу шамамен әр футқа қатысты дәстүрлі қазу әдістеріне қарағанда 20-30 пайызға артық энергия жұмсайды. Бірақ уақыт өте келе барлық факторларды ескерсек, экологиялық тұрғыдан нақты артықшылықтар бар. Өткен жылғы кейбір зерттеулер бұл технологияның экожүйелерді сақтауға және шығарындыларды азайтуға ықпалы салынатыннан кейінгі үштен бес жыл ішінде қосымша энергия шығынын толықтай өтейтінін көрсетті. Қазіргі кезде компаниялар энергияны үнемдеуге көмектесетін бақылау жүйелерін орнатуда. Олар жер астында табылған нәрселерге қарай бұрғылау жылдамдығын реттейді, бұл жалпы энергия тұтынысын шамамен 15 пайызға азайтты.

Коммуналдық жер асты құрылысындағы тұрақты даму бағыттары

Соңғы инфрақұрылымдық есептерде атап көрсетілгендей, қалалар жаңбыр суларын басқарудың 68% жобаларында микротоннельдеуді басымдық ретінде қарастырады. Бұл ынтымақтастық коммуналдық қызметтерді жаңарту кезінде ересек ағаштардың күмбезін сақтау арқылы қалалық жылу аралдарының әсерін азайтатын траншеясыз әдістерді енгізуді ынталандыратын Біріккен Ұлттар ұйымының 11-мақсатына (Тұрақты даму қалалары) сәйкес келеді.

Микротоннельдеу жобаларындағы Жоғары Дәлдік, Бақылау және Қауіпсіздік

Дәл тесу үшін Лазерлік Бағдарламалық Жүйелер мен Нақты Уақытта Бақылау

Ең соңғы микротоннельдік машиналар лазерлік бағдарлау жүйелері арқасындамөлшерден тыс 10 миллиметрден аспайтын дәлдікті қамтамасыз етеді. Бұл жүйелер кесуші басының қолданылатын күші, шламдық қоспаның қысымы деңгейлері мен түтіктердің түзу жатуы сияқты бір уақытта шамамен 20 әртүрлі факторды бақылайтын мониторинг панельдерімен тығыз байланыста жұмыс істейді. Операторлар мәселелерді дер кезінде байқап, қажетіне қарай түзете алады. Соңғы зерттеулерге сәйкес, бұл жүйе қымбатқа түсетін қателіктерді болдырмау арқылы ақша үнемдеуге мүмкіндік береді, әсіресе ескі түтіктер мен кабельдерге тиіп алу құрылысшылар мен жергілікті тұрғындар үшін дағдарыс тудыратын, қозғалыстағы қалалардың астында жер қазған кезде бұл өте маңызды.

Қашықтан басқару жұмысшылардың қауіп-қатерге ұшырауын азайтады

Қауіпсіз беткі орындардан операторлар микротоннельдеу машиналарын басқарады, сондықтан тоннельдердің алдыңғы қауіпті бөліктеріне ешкім жіберілмейді, онда істер нашарлауы мүмкін. Қауіпсіздік бойынша зерттеулер осы әдістің күрделі топырақ жағдайлары немесе су түсу проблемаларымен жұмыс істеген кезде апаттардың болу ықтималдығын шамамен екі үштен біге дейін азайтатынын көрсетеді. Бұл цифрлар уақыт өте келе осындай оқиғаларды бақылайтын өнеркәсіп қауіпсіздігі жөніндегі есептерден алынған. Нақты уақыт режиміндегі шифрленген деректер инженерлерге қазу машинасының жылдамдығын реттеуге және қоспаның шламын қажетті бағытта өзгертуге мүмкіндік береді, сонымен қатар жердің тұрақтылығын бақылайтын сенсорлар жер астындағы мүмкін болатын ығысулар туралы не айтып тұрғанын үнемі бақылап отырады.

Зерттеу жағдайы: Сан-Францисконың сейсмикалық аймағында лазерлік бағдарланған орнату

Сан-Францисконың Қаржы ауданының астындағы соңғы жоба әртүрлі геологиялық жағдай арқылы жер сілкінісіне төзімді коммуникацияларды орнатуды талап етті. Лазерлік бағдарлау жүйелері 1,2 км аралықта 99,4% дәлдікпен жұмыс істеді, BART-тың белсенді тоннельдерінен және тарихи негіздерден 2 метр қашықтықта орналасып, жұмыс алты апта бұрын аяқталды, қауіпсіздікке ешқандай әсері болмады және қызмет көрсету бұзылмады.

Жасанды интеллект пен қосымша қауіпсіздік протоколдары сенімділікті арттырады

Қазіргі уақытта алдын ала жасанды интеллект алгоритмдері жабдықтардың 72 сағат бұрын техникалық қызмет көрсету қажеттілігін болжайды, бұл 2023 жылғы сынақ бағдарламаларында күтпеген тоқтап қалуларды 43% азайтты. Үш еселенген қауіпсіздік жүйелері — автоматты қысымды реттеу клапандары мен авариялық тоннельдерді герметизациялау құралдарын қоса алғанда — су басу немесе механикалық істен шығуға қарсы көп қабатты қорғаныс қамтамасыз етеді және күрделі гидрогеологиялық жағдайларда да жобаның үздіксіз қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

Микро тоннельдеу машиналарының әртүрлі геологиялық жағдайларға бейімделу қабілеті

Топырақ, тау жыныстары және аралас беттерге арналған инженерлік икемділік

Микротоннельдік бұрғылау машиналары үзілген тау жыныстарымен араласқан жұмсақ сазды қабаттар сияқты қиын жер асты ортасынан өтуге өте жақсы әсер етеді. Олардың жұмыс істеу принципі шынымен де өте ұтымды – көбінесе оларда реттелетін кесуші бас бөліктері мен әртүрлі жерлерден өткенде стабильдікті сақтайтын шаян жүйелері бар. Бұл топырақ құрамының өзгеруіне дәстүрлі қазу әдістерінің қол жеткізе алмауы осындай маңызды болып табылады. Геотехникалық инженерия журналында кеше жылы жарияланған кейбір зерттеулерге сәйкес, бұл дамыған тоннельдеу жүйелеріне көшкен құрылыс алаңдарында дәстүрлі шұңқыр қазумен салыстырғанда ось бойынша ауытқулар шамамен үштен екіге дейін азайды. Бұл үлкен үнемдеуге де әкеледі. Біз сөйлескен бір подрядчик фрагменттелген тау жыныстары немесе болжамсыз ығысатын топырақтары бар геологиялық қиын аймақтарда қазылған әрбір километр үшін шамамен қырық мың доллар үнемдегенін айтты.

Зерттеу жағдайы: Швейцариядағы тауды кесіп өтетін канализация желісін орнату

Бұл әдістердің қаншалықты икемді болуына мысал ретінде Швейцариядағы Альп шахтасы жобасын алуға болады. Инженерлер 15 пайызға жуық көлбеу беткі жерде мұздық шөгінділері араласқан известняктан тұратын қабаттар арқылы микротоннельдеу құралдарын пайдаланып өтті. Бұл жұмысты сәтті орындаудың негізгі себебі не еді? Машина жер астындағы жағдайлар өзгерген сайын оның кесу күшін тұрақты түрде реттейтін икемді басқару жүйесіне ие болды. Олар жер үстіндегі әлсіз альпі экожүйесін бұзбай-ақ 1,2 километрге жуық тоннельде тек 2 пайыздан аспайтын қателікпен бағытталуды сақтап отырды. Содан бері Анд таулары мен Гималай бөліктерінде де тазалау жүйелерін жақсарту қажет болған, бірақ табиғи ортаны зақымдағысы келмейтін қауымдастықтар үшін осыған ұқсас жобалар іске қосыла бастады.

Жер шары бойынша қолданылуы және жер бедеріне сәйкес машиналардың реттелуі

Операторлар қазір жер бедеріне оптималды конфигурацияларды пайдаланады:

• Вулкандық аймақтардағы үйлесімсіз метаморфтық тастан кесу үшін карбидті ұштар
• Топырақтың сұйықтана алатын аллювийлік жазықтар үшін кеңейтілетін қорғаныш сегменттері
• Арктикалық жерлерге орнату кезінде мәңгі тоңдың тұрақтылығы үшін криогендік сұйық қоспалар

Бұл реттеулер жобаларға алты құрлықта ISO 14688-2 топырақ классификациясы стандарттарын сақтауға мүмкіндік береді, ал Азияның су тасқыны жазықтарына орнатылған жүйелер тым дымқыл сазда <10 мм/м теңестіру дәлдігін сақтауда ерекше сәттілікке ие болды.

Модульді микротоннельдеу технологиясымен жобаларды болашаққа бағыттау

Жоғары сапалы жабдық жасаушылар бүгінде модульді орнату жүйелерін шығаруда, оларға командалар кескіш бастарын, бағдарлау жүйелерін және қойма сорғыларын шамамен 8 сағат ішінде ауыстыруға мүмкіндік береді. Жұмысшылар жер астында күтпеген қиындықтар туындаған кезде жабдықтарын объектіде тез бейімдеуге болатындықтан, осындай жобаларды ұнатады. Сандар да осы икемділіктің пайдасын растайды — 2024 жылғы салалық есептер бойынша ауыстыру шығындары шамамен 74% төмендеді. Топырақ жағдайлары өзгеріп тұратын аймақтарда ескі құбырлар мен тоннельдерге иелік ететін қалалар жаңарту жұмыстары үшін микротоннельдеу әдістеріне бейімделе бастады. Бұл толығымен логикалық, себебі ешкім жер астында күтпеген проблемаларды шешу үшін көшелерді жоятын болмас қой.

Жиі қойылатын сұрақтар

Микротоннельдік қандай?

Микротоннельдеу — беткі бұзылу мен қазу жұмыстарын минималді деңгейде қалдырып, қашықтан басқарылатын тоннель қазғыш машиналарды пайдаланып құбырлар немесе каналдар орнатуға арналған траншеясыз құрылыс әдісі.

Микротоннельдеу беткі бұзылуды қалай азайтады?

Микротоннельдеу ашық түрде қазу әдістеріне тән үлкен көлемді қазулардан аулақ болып, транспорт ағынын сақтайды және қалалық аймақтардағы дабылды азайтады.

Микротоннельдеу машиналары экологияға пайдалы ма?

Иә, олар көміртек шығарындыларын және энергия тұтынуды едәуір азайтады, сезімтал экожүйелерді сақтайды және топырақ ластану қаупін төмендетеді, сондықтан экологияға қолайлы таңдау болып табылады.

Микротоннельдеу әртүрлі топырақ жағдайларында қолданыла алады ма?

Иә, микротоннельдеу машиналары әртүрлі топырақ жағдайларына бейімделу үшін икемді кесу басы мен шлам жүйелері сияқты мүмкіндіктерге ие, осылайша геологиялық жағдайларға сәйкес өзгерістер енгізе алады.

Микро туннельдеу қызметтік пайданы бар ма?

Микротоннельдеу күрделі әдістермен салыстырғанда еңбек шығынын азайту, жобаны тез аяқтау, сайтты қалпына келтіру құнын минималдандыру және өмірлік циклдың техникалық қызмет көрсету шығындарын төмендету арқасында тиімді болып табылады.