Темір жолдарының астында микротуннельдік қазу машинасының негізгі артықшылығы қандай?

Инфрақұрылыс жобалары қозғалыстағы теміржол желілерінің астынан өтуін талап еткен кезде, инженерлер шектеулі сандағы іске асыруға болатын нұсқаларға тап болады. Жер бетіндегі қазу жұмыстары сирек рұқсат етіледі, ашық қазу әдістері теміржол қозғалысын бұзады, ал дәстүрлі труба-жакинг әдісі топырақтың әртүрлілігімен күресуге қиналады. Осы қиын шарттарда микро туннель қазу машинасы қазіргі заманғы цивильдік инженерлік құралдар жинағындағы барлық басқа нұсқалардан ерекшеленетін, жер бетіндегі кез келген бұзуға әкелмейтін, дәл және жабық қазу жұмыстарын аяқтау мүмкіндігіне ие болған, қозғалыстағы теміржол сызықтарының астына коммуникациялық өткелдер, су ағызу туннельдері мен кіші диаметрлі су құбырларын орнату үшін қолданылатын негізгі шешім ретінде пайда болды.

Басты артықшылығы — микро туннель қазу машинасы темір жолдардың астынан өту кезіндегі оның негізгі артықшылығы — машина алға қозғалған кезде толық жердің тұрақтылығын сақтау қабілеті, бұл темір жолдың геометриясын, балластың бүтіндігін және жоғарыдағы темір жол коридорының құрылымдық қауіпсіздігін қорғайды. Бұл мақала осы артықшылықтың неге оқиғаға қатысушылар үшін (проект иесі, жұмыс орындаушы компаниялар және белсенді желілердің астынан жер асты өткелдерін ұйымдастыру шешімін қабылдайтын темір жол операторлары) қандай маңызды екенін, оны механикалық тұрғыдан қалай қамтамасыз етуге болатынын және оның осы шешімдерге қандай әсерін тигізетінін қарастырады.

Темір жолдар арқылы өтудің негізгі қиындығын түсіну

Неге темір жолдар өте қатаң жер асты қазбаларына шектеулер қояды

Темір жолдар кез-келген жер астындағы құрылыс іс-шарасы үшін ең сезімтал инфрақұрылымдық орта болып табылады. Коммуникациялардың өткізілуі кезінде уақытша жол полосаларының жабылуы мен беткі бұзылуға төзімді болатын автомобиль жолдарынан айырмашылығы, жұмыс істеп тұрған темір жол сызықтары кез келген өлшенетін отыру, вертикальдік салыстырмау немесе балласттың бұзылуын қабылдай алмайды, өйткені бұл міндетті қауіпсіздік тоқтатуларын тудырады. Тек миллиметрлік деңгейдегі ғана шығысу темір жол желілерінің немесе олардың тұтынушыларының үлкен операциялық және қаржылық салдарын туғызатын дереу тексеруге, жылдамдық шектеулеріне немесе толық қызмет тоқтатуына әкелуі мүмкін.

Теміржолдардың астындағы топырақ пен тау жыныстарының жағдайы да күрделіліктің бір қабатын қосады. Жылдар бойығы теміржол вагондарының жүктемесі, тербелісі және балласттың тығыздалуы тұрақты емес жер жағдайларын туғызады, олар ашық бетті бұрғылау құрылғыларымен сенімді түрде басқарылмайды. Сыпымтал түйіршікті аймақтар тығыздалған саз қапшықтарымен қатар орналасуы мүмкін, ал осы орталықтағы жер асты суының ірігуі қазу қысымы дәл реттелмеген жағдайда беттің тұрақсыздығын жеделдетуі мүмкін. А микро туннель қазу машинасы барлық осы мәселелерді механикаландырылған, жабық бетті қазу арқылы шешеді, ол туннель бетін ілгерілеу кезінде үздіксіз қолдайды.

Реттеуші және операциялық маңызы

Әлемнің әртүрлі елдеріндегі темір жол органдары өз желілерінің астынан құрылыс басталмас бұрын қатал рұқсат беру процестерін қолданады. Бұл процестер әдетте толық қауіп-қатер бағалауын, жердің қозғалысын бақылау жоспарын және таңдалған құрылыс әдісінің алдын ала белгіленген отыру шектерінде жұмыс істеуін (жоғарыдағы темір жолдың бетінде жиі 5–10 мм-ге дейінгі беткі қозғалыс) көрсететін дәлелдемені талап етеді. Ашық қазу, қолмен тоннель қазу немесе дәстүрлі труба жығылу әдістерін ұсынатын құрылыс орындаушылары әдетте ұзақ мерзімді рұқсат беру уақыты мен жобаның қауіп-қатерін әлдеқайда көтеретін шартты рұқсаттарға тап болады.

Керісінше, микро туннель қазу машинасы әдістеменің жақсы құжатталған тарихы бар, ол дұрыс инженерлік есептеулер жасалған кезде сезімтал ортада миллиметрден кем беттік отыруға қол жеткізеді. Бұл расталған өнімділік тарихы темір жол органдарына әдіске сенімділік береді, рұқсат алу процесін қысқартады және құрылыс басталғаннан кейін сәйкестікке байланысты тоқтатулардың ықтималдығын азайтады. Кесте бойынша қысымдағы жоба иелері үшін бұл реттелу артықшылығы ғана микротоннельдеу әдісіне кез келген басқа өткел әдісімен салыстырғанда инвестиция жасауды оправданылады.

Негізгі артықшылық: Беттік бұзылуларсыз жердің тұрақтылығы

Машина қандай жолмен үздіксіз алдыңғы қабырғаны қолдайды

Анықтаушы механикалық артықшылығы микро туннель қазу машинасы темір жол ортасында қолданылуының негізгі артықшылығы — бұрғылау бетінде барлық уақыт бойы оң қолдау қамтамасыз ететін сусыздырылған немесе жер қысымы теңестіру жүйесі. Бұрғылау құбырын немесе қолмен түзілетін құбыр жығылуы кезінде бұрғылау беті әрбір бұрғылау циклы кезінде уақытша ашық қалса, микротоннельдік бұрғылау машинасы қозғалыс кезінде жер қолдау қысымын ешқашан босатпайды. Кескіш басы қысымды сусыздырылған ерітінді немесе өңделген жермен толтырылған кесу камерасында бұрғылау бетіне қарсы айналады, бұл жердің табиғи қысымымен сәйкес келеді және жердің ішке қарай қозғалысын болдырмауға көмектеседі.

Бұл үздіксіз қысым теңестіру жағдайы темір жол органдарын құрылыс жұмыстарын растауға өте ұяң қылып жасайды, өйткені ол жердің шөгу қаупін жояды. микро туннель қазу машинасы туннельдің төбесіндегі топырақ қазу кезінде кернеудің өзгерісінен арылған, себебі машина қазылған жерді уақытылы теңестіретін құрылымдық қолдаумен алмастырады. Бұл кез-келген үзілісті қолдау әдісінен негізінен ерекшеленеді және осы технология жоғары сезімтал инфрақұрылымның астындағы өткелдер үшін инженерлік стандарт болып саналуының себебі.

Теміржол сызығының астындағы дәл басқару мен белгіленген биіктікті реттеу

Беттің тұрақтылығынан басқа, микро туннель қазу машинасы лазерлік бағдарлаумен жабдықталған дәл басқару мүмкіндігін ұсынады, ол қондырылатын труба немесе қорғағыш қабықшаның топырақтың өзгерісіне қарамастан, нақты проектілік орналасуын қамтамасыз етеді. Бұл теміржолдардың астында өте маңызды, себебі туннельдің бағытындағы кез келген ауытқу қазу процесін теміржол құрылымының негізгі элементтеріне қауіпті деңгейде жақындатуы немесе су ағызу немесе құрылымдық талаптарға сай келмейтін трубалардың биіктігін пайда етуі мүмкін. Машина ішіндегі радиобасқарылатын басқару гидравликалық домкраттары операторға қозғалысты тоқтатпай немесе жер бетін ашпай-ақ уақытылы түзетулер жасауға мүмкіндік береді.

Басқару жүйесі әдетте лазерлі теодолиттің бақылауын, гироскоптық орналасуын және беттік сілтеме белгілерін қолданады; бұл 50–300 метр немесе одан да көп қашықтыққа созылатын қозғалыстар кезінде бірнеше миллиметрлік дәлдікпен туралауды қамтамасыз етеді. Темір жол өткелдері үшін өткел бұрышы, тереңдігі және құбырдың көлбеулігі темір жол органдары арқылы нақты белгіленген жағдайда бұл бағдарлау деңгейі микро туннель қазу машинасы қолмен басқарылатын кез келген тесу жүйесіне қарағанда иеленбейтін операциялық артықшылық береді. Сонымен қатар ол темір жол органдарының құрылыстан кейінгі тексеру талаптарын қанағаттандыратын ресми құрылған құжаттарды қамтамасыз етеді.

Негізгі артықшылықты көбейтетін операциялық артықшылықтар

Пойыздардың қызметінің тоқтатылуын болдырмау

Келесі нәтижелердің ішіндегі ең маңызды коммерциялық салдары микро туннель қазу машинасы 'дың жердегі тұрақтылығының артықшылығы — құрылыс кезінде поездардың жүруін тоқтату қажет емес. Барлық операция белгілі бір теміржол желісінен алыс орналасқан, беткі деңгейден басталатын және қабылданатын қазықтардан жүзеге асады, ал барлық қазу жұмыстары мен трубаларды орнату жер астында жүзеге асады. Теміржол операторлары тесу жұмысы кезінде техникалық қызмет көрсету уақытын белгілеуге, жылдамдық шектеулерін енгізуге немесе ұзақ уақыт бойы теміржол жолағында қауіпсіздік персоналын орналастыруға мәжбүр болмайды.

Бұл операциялық үздіксіздік теміржол операторлары үшін тікелей қаржылық пайда әкеледі, себебі олар табыс жоғалтуын немесе әкелген қатысушыларға қиындықтарды қабылдай алмайды; сонымен қатар бұл жоба орындаушылары үшін де тең маңызды, өйткені олар поездардың жүру графигіне сәйкес шектеулі жұмыс уақытын ұйымдастырудың құны мен күрделілігінен арылады. микро туннель қазу машинасы бұл әдіс құрылыс уақытын темір жол қозғалысы кестесінен тиімді бөледі, ол — беткі қабатты бұзатын кез келген әдіспен қайталанбайтын жобаның тиімділігінің түрі. Тәулік бойы пойыздар қозғалысы жүретін қалалық темір жол ортасында бұл бөлу тек ыңғайлы ғана емес — бұл жобаның негізгі іске асуының талабы.

Әртүрлі жер жағдайларында қолдануға ыңғайлы

Темір жолдар әртүрлі рельефте салынады, ал олардың астындағы жер құмды-аллювиалды топырақтан қатты жарықшақты тастарға дейін әртүрлі болуы мүмкін. микро туннель қазу машинасы құрылыс машинасы әртүрлі жер типтеріне арналған конфигурацияларда ұсынылады, соның ішінде су өткізетін немесе жұмсақ топырақтар үшін сусыздық қысымын қолданатын машиналар мен біркелкі немесе аралас бетті жағдайлар үшін тасты кесетін баспалдақты нұсқалар. Бұл икемділік жоба бағыты бойынша геологиялық әртүрлілікке қарамастан, темір жол өткелдерін құру үшін бір ғана құрылыс әдісін тұрақты қолдануға мүмкіндік береді.

Жоба инженерлері үшін, белгілеу микро туннель қазу машинасы ұзын магистралдық газөткізгіштің барлық темір жол өткелдері үшін белгіленген әдіс ретінде оның сатып алу, қауіптерді басқару және жұмыс орындаушылармен ынтымақтастық ұйымдастыру процестерін жеңілдетеді. Бұл әдіс әрбір жеке жағдайда әртүрлі өткел әдістерін бағалау қажеттілігін жояды және әрбір өткелге қолданылатын және тексерілетін тұрақты сапа стандартын орнатады. Ондаған темір жол өткелдері қажет болатын ірі инфрақұрылымдық бағдарламаларда бұл әдістемелік тұрақтылық бағдарламаның масштабына қарай маңызды шығындар мен уақыт үнемін қамтамасыз етеді.

Темір жол коридорлары үшін ұзақ мерзімді инфрақұрылымдық пайдalar

Темір жол негізінің конструкциялық бүтіндігін қорғау

Орнатылған өнімдік немесе қорғау құбыры микро туннель қазу машинасы жетек темір жолдың төменгі бекітілген құрылымдық элементін қамтамасыз етеді, ол өткел аймағындағы жердің ұзақ мерзімді тұрақтылығына нақты үлес қосады. Микротоннельдеу кезінде қолданылатын арматураланған темірбетон немесе болат жығылу түтіктері жоғарыдағы жердің қысымын көтеруге есептелген, яғни аяқталған өткел жер асты коммуникациясын қорғайтын, болашақтағы жер қозғалысына қарсы тұратын және тоннельдегі бос орыннан туындайтын құрылысқа кейінгі шөгулерді болдырмаған күштік құрылымды қамтиды.

Бұл кейбір траншейсіз әдістерден айырылады, онда өнімдік түтік пен тесілген тесік арасындағы саңылау жеткіліксіз цементтік ерітіндімен толтырылады, нәтижесінде қайталанатын поезд жүктемесі әсерінен уақыт өте келе іске қосылуы мүмкін шөгу жолы қалады. микро туннель қазу машинасы бұл процесстің табиғи түрде сақиналық бос орындардың пайда болуын азайтатыны сол, бұрыштық басының артынан құдық қазу жұмыстары жүргізілген кезде құбыр немесе труба дереу орнатылады, яғни қолдаусыз ашық қуыс қалмайды. Сақиналық цементтеу құбыр мен жер арасындағы шекарада енгізіледі, қалған бос орындарды толтырады және орнатылған құрылыс маңындағы жерді бекітеді.

Активтердің өмірлік циклы бойынша ұзақ мерзімді қолданыста ұсталу қаупін азайту

Темір жолдардың астына орнатылған инфрақұрылымдар ұзақ уақыт — ондаған жылдар бойы — қандай да бір араласу немесе қайта орнату жұмыстарын қажет етпейді, себебі келешекте жүргізілетін жөндеу немесе ауыстыру жұмыстары да алғашқы орнату кезіндегідей өзіндік операциялық шектеулерге ұшырайды. Бір өткелді микро туннель қазу машинасы тұрақты көтергіш түтік материалдарын қолдану темір жолдың өзінің күтілетін қызмет көрсету мерзіміне сәйкес немесе одан асып түсетін қызмет көрсету мерзімін қамтамасыз етеді, бұл эксплуатациялық кезеңде жөндеу жұмыстарын жүргізу ықтималдығын азайтады. Бұл әдіспен алынатын өткелдің дәлме-дәл орналасуы мен түтік қосылыстарының бүтіндігі де қосылыстардың орын ауысуы немесе жер асты суының ішке сізіп кіруі сияқты ерте жөндеу қажет ететін қауп-қатерлерді азайтады.

Бастапқы салыну құнын ғана емес, темір жол өткелдерінің толық циклдық құнын бағалайтын жоба иелері тұрақты түрде микро туннель қазу машинасы бұл әдіс жоғары деңгейдегі ұзақ мерзімді құндылық ұсынады. Қарапайым бұрғылау әдістеріне қарағандағы қосымша шығындарды төмендететін факторлар — техникалық қызмет көрсетудің төмен қаупі, жоғары сенімділік және егер нашар орнатылған өткелдің түзету жұмыстарын қажет етсе, болашақта пайда болатын темір жол трассасының бұзылуына байланысты шығындардың жойылуы. Активтерді басқару жазбаларын қараған темір жол органдары да тұрақты түрде жоғары сапалы орнату әдістерін қолданған инфрақұрылым бағдарламаларын қолдайды, бұл қарым-қатынастарды нығайтады және болашақта рұқсат алу процесін жеңілдетеді.

Инженерлер мен жоба иелері үшін шешім қабылдауға көмек

Микртуннельдік бұрғылау машинасы қашан дұрыс таңдау болады

The микро туннель қазу машинасы бұл — отырыс сезімталдығы, жердің қасиеттері немесе өткел диаметрі ашық тәсілмен немесе қолмен басқарылатын әдістерді қолдануды жарамсыз ететін кезде темір жол өткелдері үшін тиімді таңдау болып табылады. Практикалық тұрғыдан алғанда, бұл әдетте жолаушылар темір жолының астынан өтетін, қалалық транзит коридорларының астынан өтетін, жүк темір жолының негізгі бағыттарының астынан өтетін және жер қозғалысына қатты шектеулер қойатын жұмыс жылдамдығы немесе шыбық классификациясы бар кез келген темір жол өткелдеріне қатысты. Сондай-ақ, су астында болған кезде, өткел тереңдігі түтіктің диаметріне қарағанда таяу болған кезде немесе өткел ұзындығы дәстүрлі айналдырылатын бұрғылау әдісінің сенімді ауқымынан асып кеткен кезде де бұл әдіс қолданылады.

Жоба иелері сонымен қатар микро туннель қазу машинасы реттелу органы осы әдісті ұқсас өткелдер үшін талап ету тәжірибесі бар темір жол органы болған жағдайда реттелу рұқсатын алу процесі қатысқан кезде. Микро тоннельдік бұрғылау машинасын өзінің негізгі стандарты ретінде белгілеп алған органға альтернативті әдіс ұсыну – бұл жобаны айлар бойы созуға және қымбатқа түсетін жобалау түзетулерін тудыруға қабілетті рұқсат алу қаупін туғызады. Ұсынылатын құрылыс әдісін органың стандарттық тәжірибесімен бастапқыдан-ақ келісімге келтіру – тәжірибелі темір жол инфрақұрылымының жұмыс істейтін орындаушылары тұрақты түрде ұсынатын жоба басқару шешімі.

Жылжытуға дейін анықталуы қажет негізгі техникалық параметрлер

Жылжытуға дейін микро туннель қазу машинасы темір жол өткелі үшін жобалаушы инженерлер түтіктің жобалық диаметрін, қажетті тереңдік деңгейі мен көлбеулігін, барлық өткел аймағындағы күтілетін жер жағдайларын, жер асты суларының режимін және рұқсат етілетін беткі жердің отыру шегін анықтауы керек. Бұл параметрлер машина сипаттамасын, итеру қуысының өлшемдерін, сұйық қоспа өңдеу жүйесінің талаптарын және өткел кезінде іске асырылатын бақылау жоспарын анықтайды. Жобалау сатысында жеткіліксіз геотехникалық зерттеу – микротоннельдік қазғыш машиналардың жұмысы кезіндегі өнімділік мәселелерінің ең көп тараған себебі болып табылады; ол әсіресе кез-келген жоспарланбаған тоқтату темір жол өкіметінен дереу қысым туғызатын темір жол ортасында ерекше зиянды.

Темір жол өткелінде арнайы тәжірибеге ие субподрядшылар микро туннель қазу машинасы әдіс жабдықтың механикалық жұмысынан тыс құн әкеледі. Темір жол орындаушы органдарының талаптары, стандартты рұқсат шарттары, жолақ бақылау протоколдары мен қауіптерді басқару процедуралары бойынша олардың білімі жобалаушы топтың оқу қисығын азайтады және құрылыс кезінде сәйкестік оқиғаларының ықтималдығын азайтады. Темір жол өткелдері үшін тәжірибелі микротоннельдеу орындаушысын таңдау — бұл сатып алу шешімі ғана емес, сонымен қатар қауіптерді басқару шешімі де.

Жиі қойылатын сұрақтар

Микротоннельдеу қазаны неге темір жолдардың астында басқа әдістерге қарағанда қауіпсізірек?

Микротоннельдік қазу машинасы қазылатын бетте үздіксіз қысымды қолдауды қамтамасыз етеді, ол тоннельдің жоғарғы жағындағы жердің қозғалысын болдырмауға көмектеседі. Бұрғылау немесе ашық бетті труба жылжыту сияқты басқа әдістер жер бетін уақытша ашады, ол тұрақсыздық терезелерін тудырып, жердің шөгуіне әкелуі мүмкін. Тек жолақ геометриясы мен жұмыс істеу қауіпсіздігін қатты қатерге ұшырататын темір жолдардың астында микротоннельдік қазу машинасының жабық бетті механизмі оның ең қауіпсіз және ең сенімді өткел әдісі деп есептелуінің негізгі себебі болып табылады.

Микротоннельдік қазу машинасын қолданған кезде тоннель темір жолдың рельстерінің астында қандай тереңдікте болуы керек?

Ең аз тереңдік трубаның диаметріне, жердің жағдайына және нақты теміржол ұйымының талаптарына байланысты. Жалпы қабылданған бағдарлама – орнатылған трубаның шыңынан теміржол балластының табанына дейінгі арақашықтық 1,5–2 есе трубаның сыртқы диаметрін құрайды. Дегенмен, теміржол ұйымдары өздерінің нақты шынтақ стандарттарына сәйкес қосымша талаптар қоюы мүмкін, сондықтан бұрғылау профилін окончательно растамас бұрын әрқашан сәйкес теміржол операторымен және оның инженерлік растау органымен келісіп алу қажет.

Микро туннельдік бұрғылау машинасы теміржолдардың астындағы тасты жағдайларда жұмыс істей ала ма?

Иә. Микротоннельдік қазбалы машиналар қатты тау жыныстарын өңдеуге арналған дискті кескіштері немесе карбидті ұшты кескіш құралдарымен жабдықталған кескіш басымен жеткізіледі; олар негізінен тығыздалған тау жыныстары қабаттары үшін әзірленген. Бұл машиналар жұмсақ жердегі нұсқаларындай өзіндік жер қолдау принциптерін сақтайды, бірақ стандартты топырақ қазу жабдықтарын жеңе алмайтын тау жыныстарының сығылу беріктігін өңдей алатындай етіп жобаланған. Тау жыныстарынан тұратын темір жол өткелдері үшін тау жыныстарын қазатын микротоннельдік қазбалы машина жұмсақ жердегі нұсқасындай тұрақты отыру бақылауы мен дәл басқару қабілетін қамтамасыз етеді, сондықтан геологиялық жағдайларға қарамастан, сезімтал өткел ортасы үшін ол да теңдей тиімді.

Темір жол астындағы типтік микротоннельдік қазбалы машина жүрісі қанша уақыт алады?

Жүріс ұзақтығы өтудің ұзындығына, түтіктің диаметріне, жердің жағдайына және микротоннельдеу бригадасының жұмыс істеу тиімділігіне тәуелді. Қолайлы жер жағдайларында 20–50 метр жүріс ұзындығы бар типтік бір желілі темір жол өткелі үшін пуск шұңқырын салу мен орнату жұмыстары аяқталғаннан кейін қазу кезеңі өзі қатарынан бірден үш күнге созылуы мүмкін. Ұзын жүрістер немесе қаттырақ жер жағдайлары уақыт кестесін табиғи түрде ұзартады. Темір жол операторлары үшін негізгі мәселе — қазу кезеңі темір жолдың жоғарғы бетінде ешқандай беттік әрекет туғызбайды, сондықтан жүріс ұзақтығы қандай болса да поездардың жұмысына ешқандай кедергі келтірмейді.