Туннельдік боруды қалай жұмыс істейтін болғанда қауіпсізлік қажеттері қандай?

Тоннельдік бұрғылау машиналарын пайдалану кезіндегі негізгі қауіптерді түсіну

Тоннельді бұрғылау машинасын (TBM) пайдалану кезіндегі жиі кездесетін қауіптер

Тоннель қазу машиналары (TBMs) жердің тұрақсыз жағдайы, машина бөлшектерінің істен шығуы және жұмысшылардың бұрғылау операциялары кезінде шаң бөлшектерін демікке алу сияқты мәселелермен келеді. 2025 жылы жарияланған зерттеуде осындай мәселелерге Ақау Ағашы Талдауы мен Аналитикалық Иерархиялық Процесс сияқты әдістер арқылы талдау жасалды. Зерттеу нәтижесі құрылыс алаңында ең жиі қандай ақаулар болатынын көрсетті – жердің құлауы жиі кездеседі, сонымен қатар алға жылжуға толық кедергі жасайтын шығындалмалы фрезерлеу басының басып қалуы орын алады. Егер ТБМ-дар үзік сызықтарына жақын жерде жұмыс істесе, жер қабаттары тұрақтырақ аймақтарға қарағанда тау жыныстарының кенеттен жарылып шығу ықтималдығы шамамен екі есе жоғары болады. Бұл жұмысшылардың күнделікті жұмыс режимін жер бетінің қандай түрімен жұмыс істейтініне байланысты өзгертуі қажет екенін білдіреді.

Тоннель Құрылысы Ортасындағы Машиналарға Тән Қауіптер

ТБҚ-лар негізгі подшипниктің қызып кетуі мен итеру жүйесінің дұрыс орналаспауы сияқты ерекше жұмыс істеу қиындықтарымен кездеседі. Аралас геологиялық жағдайда жұмыс істейтін заманауи ТБҚ-лар кескіш құралдарының тозуы бойынша 22% жоғары көрсеткішке ие болып, техникалық қызмет көрсетудің қажеттілігін арттырады. Тоннельдердің қауіпсіздігі бойынша стандарттарға сәйкес, механикалық істен шығулардың 40%-дан астамы қатты тау жыныстарын өндіру кезінде моменттің дұрыс басқарылмауынан туындайды.

Тоннельдердің қауіпсіздігі үшін геологиялық және геотехникалық талдау

Құрылыстың алдында жүргізілетін толық зерттеулер геологиялық күтпеген жағдайларды 78% азайтады, бұл 2023 жылғы ТБҚ-ның қауіпсіздігі бойынша зерттеулерде көрсетілген. Негізгі көрсеткіштерге мыналар жатады:

Сатылы геотехникалық бақылау жүйесін енгізген жобаларда жоспарланбаған машиналардың тоқтауы 40% аз болды.

Зерттеу жағдайы: Швейцарияның Альпі тауындағы тоннель жобасындағы геологиялық тұрақсыздық оқиғасы

2021 жылдың басында Алпі тауы арқылы өту кезінде жұмысшылардың Тоннельді Қазатын Қондырғысының 14-нөмірі күтпеген саздан тұратын аймаққа тап болған кезде үлкен қиыншылықтар туындады. Жер асты қысымы инженерлер жағдайды тұрақтандырғанға дейін 35 мегапаскальдан асты, бұл тоннель қабырғаларының 19%-на жуығын бүгілуіне әкелді. Бұл оқиға кешігу мен жөндеу жұмыстарына шамамен он сегіз миллион долларға сома құнды тапсырма берді. Осы оқиғаға кері қарап, сарапшылар егер аларда жақсырақ ескерту жүйелері болса, ұқсас қауіптердің (шамамен 92%) тымса тым бәрін болдырмауға болатынын тапты. Көптеген адамдар қазір алдын ала тау жыныстарын талдау үшін жасанды интеллектті пайдаланып, жер астындағы мұндай күтпеген жағдайларды болжай алатын ақылды технологияларды қолдануды талап етуде.

ТБҚ жұмыстарындағы Негізгі Қауіпсіздік Протоколдары мен Технологиялық Қорғаныс Шаралары

Тоннельдерде жұмыс істеу кезіндегі OSHA қауіпсіздік ережелерін енгізу

Тоннельдеу операциялары OSHA стандарттарына сәйкес жүргізілсе, өлім-жітім көрсеткіші драматикалық түрде төмендейді — 2023 жылғы OSHA жылдық есебіне сәйкес шамамен 62%. Ережелерге ауа сапасын тұйық кеңістіктерде тексеру, авариялық жағдайлар үшін анық шығу жолдарын дайындап қою және кесу басында жұмыс істеу кезінде қатаң қауіпсіздік шараларын сақтау сияқты талаптар қосылады. Сертификатталған қауіпсіздік мамандарын жұмысқа алған құрылыс алаңдарында сертификатсыз алаңдармен салыстырғанда техникалық апаттардан туындайтын жарақаттанулар 40% кем болады. Бұл түсінікті, себебі дайындалған мамандар қандай қауіптер барын және олар апатқа айналмас үшін оларды қалай болдырмау керектігін біледі.

TBM жүйелері үшін алдын ала сақтандыру жөндеуі протоколдары

Калибрленген жөндеу циклдары кесу дискілерінің қызмет ету мерзімін 300–400 жұмыс сағатына дейін ұзартады, ал жоспарланбаған тоқтап қалулар 74% төмендейді (NIST 2023). Негізгі протоколдарға кіреді:

• Итеру цилиндрлерінің күнделікті моментін калибрлеу
• Конвейердің тартылу жүйелерінің аптасына бір рет тексерілуі
• Винт конвейерінің қанаттарындағы тозу деңгейін ай сайын талдау
  Негізгі тіреулерде майдағы болжаулы сынамаларды пайдалану арқылы жүргізілген 2023 жылғы үлкен қалалық тоннельді қайта қалпына келтіру жобасы критикалық қазу сатылары кезінде сәтсіздіктің алдын алуға қалай көмектесті.

Нақты уақытта бақылау және автоматтандырылған ескерту жүйелері

Қазіргі заманғы ТБМ-дер 4000 деректер нүктесін минутына 120–180 интеграцияланған сенсорлар арқылы жібереді, мыналар үшін:

Көп сатылы тревожный сигналдар геологиялық аномалиялар алдын-ала бағдарламаланған қауіпсіздік шектерінен асып кеткенде тарту қысымын автоматты түрде төмендетеді, осылайша басқыштың жабысу оқиғаларын 33%-ға дейін азайтады (Tunneling Journal 2024).

Тренд: Қазіргі заманғы ТБМ-да жасанды интеллектке негізделген диагностикалық жүйелердің интеграциялануы

Халықаралық тоннельдеу ассоциациясының өткен жылы жариялаған зерттеуіне сәйкес, он екі түрлі жұмыс факторын бақылайтын жаңа машиналық оқыту жүйелері апаттар болғаннан 72-ден жуық 100 сағатқа дейін алдын ала иіндіктердегі мәселелерді анықтай алады. Болжау сапасы шамамен 89% құрайды, бұл алдын ала техникалық қызмет көрсету жұмыстары үшін өте жоғары көрсеткіш. Инженерлер жасанды интеллектінің көмегімен алға жылжу жылдамдығын оптимизациялаған соңғы заманғы тоннельдеу жобаларына назар аударсақ, қазбаның тұрақтылығына қауіп төндірмей-ақ құрылыс жұмыстарының жылдамдығы шамамен 22% артты. Мысалы, 2023 жылы ірі гидроэлектр станциясының тоннелін кеңейту кезінде болғандай. Жұмысшылар күтпеген әктас формацияларына тап болған кезде, жасанды интеллект жүйесі іске қосылып, сортаң судың қысымын автоматты түрде реттеді. Бұл ақылды реакция жер астындағы құрылыс алаңында үшке жуық құлдырауы мүмкін оқиғаларды болдырмауға көмектесті және уақыт пен ақша үнемдеуге, сондай-ақ жер астындағы адамдардың қауипсіздігін қамтамасыз етуге мүмкіндік берді.

Жеке қорғаныс құралдары мен жұмысшылардың қауіпсіздігін арттыру

Қазіргі заманғы тоннель қазғыш машиналармен жұмыс істеу – объектіде әртүрлі қауіптерден өзіңізді қорғаудың қатаң ЕҰҚ нұсқаулықтарын сақтау деген сөз. Қазір тоннель жұмысшылары басынан аяғына дейін қорғаныс киімін киуі керек. Соңғы кездері шұғылдануға төзімді, әсіресе жер астында көріну үшін ішіне енгізілген жарық беретін лампалары бар шлемдер міндетті болып табылады. Олардың қолғаптары ауыр техникамен жұмыс істеген кезде тербелісті жұтады, ал етіктерінің бастары күшейтілген және тіостары сүйір заттардан тесілуден сақтайды. Тыныс алу құралдары да өте маңызды, себебі тесік қуыстарда тесу кезінде тоннельдер силтік бөлшектері мен басқа зиянды газдар қосылған шаңмен тез толады. Өткен жылғы салалық есептерге сәйкес, соңғы кездері пайда болған кейбір жаңа материалдар әртүрлі брендтер бойынша жалпы салмақты шамамен 22 пайызға азайтса, осы қорғаныс киімдердің салмағын азайтады, бірақ беріктігін сақтайды.

Биометриялық кері байланыс негізіндегі ақылды жеке қорғаныс құралдарының дамуы

Қазіргі заманғы жеке қорғаныс құралдары жұмыс істеу кезінде жүрек соғысы, дене температурасы және адамның шаршап кету деңгейі сияқты параметрлерді бақылайтын биометриялық сенсорлармен жабдықталған. Осындай ақылды қауіпсіздік құрылғылары жұмысшының физикалық шектеріне жақындап келе жатқанын анықтаған кезде олар тез арада үстемелерге ескерту жібереді. Өткен жылғы жергілікті сынақтарға сәйкес, бұл ертерек хабарлау жүйесі жылулық стрестің туындауын шамамен 38% -ға дейін азайтты. Кейбір алдыңғы қатарлы нұсқалар машиналардың қозғалыстағы қауіпті бөліктеріне жақындап кеткен жағдайда жұмысшыларға хабар беретін арнайы радиосигналдарды қолданатын соқтығысу анықтау технологиясын қоса ішіне алады. Алдағы уақытта сарапшылар 2028 жылға дейін жыл сайын шамамен 13% өсіп, ақылды ЖҚҚ саласының қарқынды дамитынын болжайды, негізінен жер астындағы жұмыс орындары үшін жаңа нормативтік талаптарға байланысты және компаниялар жұмысшылардың қауіпсіздігін арттыру мақсатында Интернет заттары арқылы барлығын бір-бірімен байланыстыруды жалғастырып отыр.

Жұмысшылардың қауіпсіздігіне қатысты бұл кешенді тәсіл дәстүрлі қорғаныс шараларын болжау технологияларымен ұштастырады және тоннель қазудың тән қауіптеріне қарсы көп деңгейлі қорғаныс құрады.

Қауіпсіз қазу үшін автоматтандырылған жүйелер мен жер негізін қолдау технологиялары

Адамдардың қауіпті аймақтарда болуын азайтудағы автоматтандырылған қазудың рөлі

Қазіргі кезде заманауи тоннель қазғыш машиналар роботтық иықтармен жабдықталған, ол сомнительді тау жыныстарының тұрақсыздығы бар қауіпті аймақтардағы барлық кесу жұмыстарының шамамен 83%-ын өзіне алады. Бұл күмәнсіз тоннель қабырғаларына жақын жұмысшылар санының азаюын білдіреді. Мұндай машиналар LiDAR сканерлеу мен қысымды бақылау сияқты автоматтандырылған жүйелерге сүйенеді және барлығының тегіс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Өткен жылғы Ұлттық тоннельдеу ассоциациясының есебінде айтылғандай, бұл технологиялық жаңартулар әрбір бес тоннельдеу жарақатының біреуіне әкелетін артық қазу жағдайларын болдырмауға көмектеседі. Бұл күрделі болып көрінгенімен, негізінде құрылыс бригадалары жыныстық құрылымдар арқылы қазу кезінде алға қарай жылдамдықты құрбан етпей-ақ қорғаныс бөгеттерінің артында қауіпсіз тұруына мүмкіндік береді.

Бастапқы қазу кезеңдеріндегі қолдау жүйелері мен тұрақтылық

Дамыған ТҚМ үш негізгі механизм арқылы тізбекті қолдау орнатуды интеграциялайды:

Бұл жүйелер қазба жұмыстарынан кейін 15 минут ішінде тоннель қабырғаларын бекіту үшін бірлесіп жұмыс істейді және тарихи тоннельдегі апаттардың 78%-ында анықталған алғашқы сағаттағы құлдырау салмағын шешеді.

Зерттеу мысалы: Токио метросының кеңеюінде толығымен автоматтандырылған сегмент орнатқыш жарақаттану деңгейін 40% азайтты

Токио метрополиялық әкімшілігінің Namboku желісін ұзарту кезінде 4,5 тонналық темірбетонды жапырақтармен жұмыс істеуді автоматтандыру үшін жасанды интеллект негізіндегі сегмент орналастыру жүйесін енгізуі қолмен жұмыс істеп жүргізілетін операцияларды болдырмаған. Бұл шараның нәтижесінде:

• Кесуші бас аймағындағы жұмысшылардың жұмыс уақыты 92% қысқарды
• Ауыр жүктерді көтеруден туындайтын мүшелер жүйесінің зақымданулары 100%-ға дейін төмендеді
• Қосымша қауіп-қатерлерге әкеліп соқтыратын сегменттердің дұрыс орналаспауы 76% қысқарды

Енгізгеннен кейінгі қауіпсіздік аудиті автоматтандырудың деңгейі мен барлық жоба кезеңдеріндегі оқиғалар санының арасында тікелей байланыс бар екенін көрсетті.

Стратегия: Жоғары қауіпті тоннельдік жобаларда кезеңдік автоматтандыруды қабылдау

Басты жұмыс берушілер 4 сатылы енгізу аясын пайдаланады:

1. Технологияны сынақтан өткізу критикалық маңызы жоқ ішкі жүйелерде автоматтандыру (конвейерлер, желдету жүйелері)
2. Гибридті жұмыс режимі қолмен басқару мүмкіндігі бар кезеңдер
3. Толық автоматтандыру негізгі қазу функцияларының
4. Прогноздық қызмет көрсету машиналық оқыту арқылы интеграциялау

Бұл тәсіл жұмысшылардың қауіпсіздікті сақтау шараларын қамтамасыз ете отырып, операциялық біліктіліктерін дамытуына мүмкіндік береді, ал тез қабылдаушылар толық автоматтандыруды тікелей енгізгенге қарағанда 62% жылдам қауіп-қатерге реакция көрсеткенін хабарлайды.

Тоннельді өткізу әдістеріндегі аварияға дайындық және салыстырмалы қауіпсіздік

Терең тоннельдерде эвакуациялық жолдар мен қашып құтқарылатын бөлмелерді жобалау

Қазіргі заманғы тоннельдік жобалар өзара ≤ 500 метр қашықтықта орналасқан бірнеше эвакуациялық жолдарды және тығыздалған қашып құтқарылатын бөлмелерді ұсынатын 2+ сағаттық тыныс алуға болатын ауа қамтамасыз етуді басымдық ретінде қарастырады. Бұл жүйелер түсіп қалу немесе газдың сыртқа шығуы сияқты қауіптерді төмендетеді және көрінуі нашар жағдайларда да тез шығуға мүмкіндік береді.

Тоннельдегі авария кезіндегі байланыс жүйелері

Қазір қосарланған сымсыз торлы желілер дәстүрлі сыммен жабдықталған жүйелерді толықтырады және 1 км-ден астам тереңдікте байланысты сақтап отырады. Гидроэлектр станцияларының тоннельдік жобаларында гибридті байланыс орнатуларын пайдалану авариялық жағдайларға реакция уақытын соңғы кезде 33% қысқартты.

ТБМ экипаждары үшін регулярлық дрейфтік жаттығулар мен авариялық жағдайларға реакциялау бойынша дайындық

Әр тоқсан сайын өткізілетін міндетті симуляциялар команданы мысалы, құрал басындағы өрт немесе кенеттен пайда болған жерасты суларының түсуі сияқты жағдайларға дайындайды. Тәуекелдерді бағалау үшін лақтыратын қате ағашын қолданатын зерттеулерге сәйкес, дайындалған экипаждар критикалық оқиғаларды дайындалмаған командаларға қарағанда 40% тезірек шешеді.

Авариялық жағдайларды жоспарлау үшін цифрлық егіздердің симуляциясы

2023 жылғы цифрлық егіз зерттеуіне сәйкес, заманауи модельдеу құралдары геологиялық әрекеттерді 94% дәлдікпен көшіреді. Бұл симуляциялар инженерлердің жер бетін бұзбас бұрын 200-ден астам апаттық нұсқаларда эвакуациялық протоколдарды тексеруге мүмкіндік береді.

Дәстүрлі бұрғылау әдістеріне қарағанда тоннель бұрғылау машиналарының қауіпсіздік артықшылықтары

TBМ-лер бұрғылау және жару әдістерімен салыстырғанда тікелей адамдардың тұрақсыз беттерге ұшырауын 78% азайтады. HEPA сүзгілеу жүйесі бар жабық оператор кабиналары тыныс алу қауіптерінің оқиғаларын 62% азайтады (Ponemon, 2022).

Статистикалық салыстыру: Бұрғылау-және-жару мен ТБМ жобаларындағы жарақат алу деңгейлері

ITA 2022 жылғы есебі ТБМ жобаларында сағат сайын 2,7 жарақатқа қарсы дәстүрлі әдістерде 8,1 жарақат болғанын көрсетеді. Автоматтандыруға негізделген ТБМ 12 бардан асатын гипербариялық жағдайларда оқиғалардың шамамен нөлге жеткізілетін деңгейін қамтамасыз етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Тоннель қазатын машиналар (ТҚМ) дегеніміз не және олардың жиі кездесетін қауіптері қандай?

Тоннель қазатын машиналар (ТҚМ) тоннель салуда қолданылады. Жиі кездесетін қауіптерге топырақтың тұрақсыз жағдайлары, машиналардың істен шығуы және шаңды тыныс алу жатады.

Геологиялық зерттеулер тоннель қауіпсіздігін қалай арттырады?

Геологиялық зерттеулер күтпеген жағдайларды 78% азайтады, қауіпсіздікті арттырады және тоқтап қалуларды төмендетеді.

ТҚМ жұмыстарында ИА-ның рөлі қандай?

ИА техникалық қызмет көрсету қажеттілігін болжайды, салу жылдамдығын және тұрақтылықты оптимизациялайды.

Жеке қорғаныс құралдарында қандай жетістіктерге қол жеткізілді?

Биометриялық сенсорлары бар ақылды ЖҚҚ жұмысшының денсаулығын бақылайды және ыстықтан шаршау жағдайларын 38% азайтады.

Автоматтандырылған жүйелер тоннельде қауіпсіздікті қалай жақсартады?

Автоматтандырылған жүйелер көбінесе кесу жұмыстарын өзі атқарып, тоннель қабырғаларын тиімді бекіту арқылы жұмысшылардың әсерленуін азайтады.

Тоннель жүргізуде аварияға дайындық неге маңызды?

Дайындыққа эвакуация жоспарларын құру және ретті түрде тренировкалар өткізу кіреді, бұл авариялық жағдайларға тез және қауіпсіз реакция беруге көмектеседі.