Проект үчүн туннельдик бурма машинасын тандалуу үчүн қандай факторлор төлөө алышат?

Тоннель бургуучу машиналарды тандоого таасир этүүчү геологиялык жана геотехникалык шарттар

Топурактын, токойлордун түзүлүшүн жана жердин туруктуулугун баалоо

Тоннель бургуучу машиналар (ТБМ) ийгиликтүү иштөө үчүн так геологиялык ылайыктуулукту талап кылат. 2023-жылы Scientific Reports тБМ-нын 70% убактысы геологиялык ылайыктуулуксуз болгондо, айрыкча аралаш топурак чөйрөлөрдө кетет. Негизги кароо факторлоруна мүнөздөмө берилген:

• Абразивдүү токой катмарлары жумшак топуракка салыштырмалуу 3 эсе тезирээк кесүүчү баштын тозушуна алып келет
• Балчыкка бай формациялар машина токтоп калбашын болгоно үчүн моменттин кубаттуулугун күчөтүү талап кылынат
• Сынык зоналар чөккөлөрдүн болушун алдын алуу үчүн талап кылынган насыя колдоо системасынын реалдуу убакытта өзгөртүлүшү

Жер астындагы суу басымын жана сын сызыктарын баалоо

Жер астындагы суу басымы 5 бардан ашканда тоннелдин беркиниши бузулушу мүмкүн, ал эми сын сызыктары чөккөлөрдүн коркуусун 40% кө көтөрөт. Кооз ТБМ төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Суу кирүүнү дароо аныктоо үчүн гипербаралык басым датчигичтери
• 3 бар айырмаланма басым чегине жеткенде ишке ашырылган цемент сокмосу системалары
• Буруңдоо траекториясынын 15 метринин ичинде сын сызыктарын картага салуу үчүн сейсмикалык алдын-ала текшерүү модулдары

Ички тажрыйба: Готтхард негизги тоннелинде татаал геологияга ТБМдерди шартташтыруу

Готтхард долбоору төмөнкүлөрдү камтыган 73 ар түрдүү геологиялык интерфейстер менен кездешти:

1. Мета-чөкмөлүү тоо тектери 450 кН түртүүчү кубаттуулугу талап кылынган бөлүктөр
2. Грунт астындагы суу зондору эки баскычтуу суудан тазалоо аркылуу башкарылат
3. Ыйылдыруу зондору модулдук бөлүктүү кабынган системалар аркылуу жоюлат

Бул ыкма геологиялык кечикуүлөрдү конвенционалдуу ыкмалар менен салыштырмалуу 62% кыскартты, бул туннелдешиү машинасын тандоодо комплекстүү инженердик-геологиялык изилдөөнүн чечүүчү ролун көрсөттү.

Туннелдешиү Бургулаш Машиналарынын Түрлөрүн Жер Шарттарына ылайык келтирүү

Оптималдуу туннелдешиү бургулаш машинасын (TBM) тандоо машина мүмкүнчүлүктөрүн жер астындагы кыйынчылыктарга ылайык келтирүүнү талап кылат.

EPB, Суюк караңгы жана Катуу Токой TBM: Жер шарттарына ылайык тандоо

Жер басымын теңдестирүүчү (EPB) тоннель кептелген машиналары тоннельдин жакаларын туруктуу кармоо үчүн компрессияланган жер материалдарын колдонуп, бетиндеги кыймылду минимумга чейин кыскарткан шаарларда жана жумшак топуракта эң жакшы иштейт. Сулуга насыккан жер шарттарын кароодо, алар түбүндөгү суу басымына каршы туруу үчүн бентонит сазын суу менен аралаштырып, шлам түзөт. Диск чиймелер менен жабдылган катуу тоо-таштагы ТБМдер тоо-таштын сапатына жараша күндүгө 15 метрден, балки 30 метрге чейинки прогресска жетүсү мүмкүн. 2022-жылы жарыяланган жаңы изилдөөгө ылайык, инженерлер белгилүү геологиялык шарттар үчүн туура эмес машина тандаганда, долбоорлор күтүлгөндөн ошол жарымга жакын убакытка кечигет. Бул казуу иштерин баштоодон мурун түптөгү нерселерди чыныгында түшүнүүнүн канчалык маанилүү экенин көрсөтөт.

Ар түрдүү жана аралаш жер шарттары үчүн көп түрдүү ТБМ

Модерн гибрид тоннель кургак машиналар EPB жана сүйүрмө технологияларды бириктиреди, алар долбоорду токтотпой-ач, ар түрдүү тоо тектерин иштете алат. Готтхард Кируу Тоннелин мисал кылып карасак болот. Бул жерде инженерлер казуу учурунда бир нече жолу режимдерди алмаштыра алган машина колдонушкан. Анын ичинде, улуу известняктар менен жумшак маргил чөкмөлөрүнүн катмарлары аркылуу иштегенде дээрлик 14 жолу башкача көрсөткүчтөргө өтүшкөн. Бул машиналар жер астында болуп жаткан окуяларды туруктуу көзөмөлдөө үчүн датчиктер менен жабдылган. Алдыда жердин кандай өзгөрүүлөрүн сезген сайын, система автоматтык түрдө крутящий момент жана түртүү күчүн өзгөртөт. Бул аралаш беттик шарттар менен иштөөдө кутулбаган токтоолорга дээрлик 40% чейин төмөндөттү. Дагы бир чоң артыкчылык модулдуу кескич баштардын дизайнынан чыгат. Ар түрдүү тоо тектерине жараша инструменттерди алмаштырууга жумуртап жүрүп, эки күндөн ашык эмес убакыт кетирбей, командалар бул өзгөртүүлөрдү азырынча тез арада бүтүрө алышат, бул долбоорлорду план боюнча жүргүзүү үчүн чоң айырмачылык түзөт.

Тоннелдин Өлчөмдөрү, Туураланышы жана Машинасынын Иштөө Талаптары

ТБМ-ны Тандоого Тоннелдин Тереңдиги, Диаметри жана Туураланышынын Таасири

Тоннелдин канчалык тереңдикке чейин баратыны - ал тушкан жер басымын аныктайт, демек, чындап терең жер астына казганда 5 бардан жогорку басымга туруш үчүн тоннелдик казуу машиналары өзгөчө беркинген конструкцияга ээ болуш керек. Ошондой эле өлчөм да маанилүү. Шаардык шарттарда, биналар түшүп калбашы үчүн, 12 метрден жогорку чоң машиналар көбүнчө жер басымын теңсештирүү системалары менен ийгиликтүү иштейт. Ал эми 6 метрден кичине машинанын учурунда так орундоштуруу үчүн багытталган казуу технологиясы колдонулушу мүмкүн. Тоннелдер ийилгенде же тууралап жогору-төмөн барганда, операторлор бузулбостон кыйылып-бурчулуп иштей алган, токойдон 8 градуска чейин бурула алан машиналарга муктаж. Тик бурчтук формадагы тоннелдин аяк четтерин изилдеген соңку изилдөөлөр кызыктуу натыйжа берди. Эгер бийиктик туурасынан 1,5 эсе көп болсо, тургунсуздук пайда болуу коркунучу 34% жогору болот. Бул инженерлер белгилүү тоннелдин баарына ылайык келген казуу баштарын долбоорлоо үчүн көп убакыт бөлүшкөнүн түшүндүрөт.

Дагылган Дизелинин Тийиштүүлүгү Үчүн Кубат, Толкуну жана Алып Баруу Мөөнөтүн Оптимизациялоо

Бүгүнкү тоннель бургуучу машиналарга аралаш жер шарттарында минутуна 15–35 мм ченде болгон жакшы ылдамдыкта алга тарап кыймылдоо үчүн жөнөкөй 2,500–6,000 килоньютон чегерүү күчү керек. Кубеткич башынын бурулуу моментине тийештүүлүк кубаттуулук системасы туура болушу керек, ал жалпысынан 3–15 меганьютон метрге тийиштүү. Катуу тоо тектери аркылуу иштөөдө дисктүү кескичтери жалпысынан 350 киловатттык моторлор менен 5–6 айланууга ээ. Жумшак топуракта иштеген жер басымын теңсиздикке келтирүүчү машиналарга келгенде, жагдай оңдоо өзгөрөт. Бул машиналар калдыктарды чыгаруу процессин башкарышы керек, анткени аларга винт конвейерлеринин бурулуу моментинин мүмкүнчүлүгү негизги мааниге ээ, жалпысынан 120–250 килоньютон метрди талап кылат. 2015-жылы жумшак топуракта тоннель кургуучу иштердин жүргүзүлгөн изилдөөлөрүнүн натыйжалары түз сызык боюнча басымды убакыт ылдамынча өзгөртүү фиксацияланган басымдык деңгээлдерин колдонгонго салыштырмалуу багыттоо каталарын дээрлик жарымга чейин камчитууга мүмкүндүк берерин көрсөттү. Тоннель операторлору жер астына канчалык тез кирүүнү каалашы жана алардын инструменттеринин канча убакыт иштееши керектигинин ортосунда даражада иштеп турат. 2022-жылкы соңку изилдөөлөр абразивдүү гранит формациялары аркылуу иштеген кескичтердин иштөө мөөнөтүн 20% төмөндөтүү алардын иштөө мөөнөтүн ийне эки эсе көбөйтө аларын көрсөттү.

Модернизацияланган тоннель буруу машиналарында технологияларды интеграциялоо жана иштөө эффективдүүлүгү

Модернизацияланган тоннель буруу машиналары (TDMs) эми автоматташтыруу жана таануу системаларын колдоо менен жабдыкталган бул системалар коптоонун тактуугун оптималдаштырып, адам тарабынан жасалган каталарды азайтат. Бул системаларга киргизилген чыныгы убакыттагы мониторлоо каражаттары геологиялык маалыматтарды талдоо үчүн колдонулат жана кескич башынын бургулуусуна жана түртүү күчтөрүнө динамикалык өзгөртүүлөр киргизип, тургунсуз катмарларда да ±10 мм ичинде тактыкты камсыз кылат.

Автоматташтыруу, Таануу Системаларын Колдоо жана Чыныгы Убакыттагы Мониторлоо Системалары

Модерн АК системалар секундуна 500дөн ашык сенсор көрсөткүчтөрүн иштете алат, жер бетинин кантип өзгөрө турганын алдын ала биле алат жана буранда оозунун күйүн ошол боюнча өзгөртөт. Бул Готтхард База Тоннели сыяктуу чоң долбоорлордо күтүүсүз токтоолорду чынында эле дөөрөм бөлүгүн азайтты. Суюктук менен иштөөдө автоматаштыруу басымдын деңгээлин тең сактап, суулуу топрак шарттарында иштөөдө коллап түшүүнү алдан сактайды. Чыныгы убакытта көзөмөлдөө түзүлүштөрү да чынында эффективдүү болуп чыкты жана эски кол менен жүргүзүлгөн ыкмаларга салыштырмалуу суу сүйүлүшүнүн маселесин 40% айланак чейин азайтты. Инженердик бир нече компаниялардын талаадан жүргүзүлгөн маалыматтарына ылайык, жабдыктарды узак убакыт иштетүү үчүн жасалган болжолдоштуруучу техникалык кызмат көрсөтүү функциясын унутпаңыздар, детальдардын иштөө мөөнөтүн 30% чамасында узартат.

Артыкчылыкка ээ болуу үчүн алыскынан диагностикалоо жана башкаруу системалары

Борборлоштурулган башкаруу борборлор эми алыскынан TBM иштетүүнү камсыз кылат ioT менен байланышкан диагностика колдонулуп, мисалы, вибрациялык анализ алгоритмдери подшипниктин бузулушун 50 саатка чейин эрте аныктап, алдын алуу максатында жөнүндүрүү иштерин жүргүзөт. Кескичти алмаштыруу жана калдыктарды чыгаруу иштерин жеңилдетип, шаардагы трубаларды тез орнотууга жетишкен 2024-жылдагы пилоттук долбоордо убакыттын 98% пайдаланылышына жетишти.

Бул жетиштүүлүктөр долбоордун мөөнөтүн 20–30% кыскартат, бирок эмгек харажаттарын жана коопсуздук боюнча окуяларды төмөндөтөт.

Ээлик кылуунун жалпы баасы, техникалык кызмат көрсөтүү жана кадрлардын ынталануусу

Жумуш мөөнөтү боюнча чыгымдар, техникалык кызмат көрсөтүү зардаптары жана ремонтко мүмкүнчүлүк

Тоннель кургак машинасынын ээлик кылуунун жалпы баасы (TCO) анын баштапкы баасынан да алыскенке чейин созулат, ал эми иштетүү жана техникалык кызмат көрсөтүү (O&M) узак мөөнөттүк чыгымдардын 45–60% түзөт. Бул төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Дорбул жарандагы техникалык текшерүү : Катастрофалуу ийгиликсиздиктерди болгоно үчүн резцово баштын текшерүүсү ($12 миң–$18 миң ар бир интервалда) жана муундарды алмаштыруу (жылына $740 миң–$2,1 млн)
• Жоспарланбаган жөнүндүрүүлөр : Жолошунучтуу тоо тектеринде тозууга учураган бөлүктөрдү алмаштыруу жылдык долбоордук бюджеттин 30% ка чейин түзөт
• Токтоп калуунун таасири : Опорлордун ийгиликсиздиги менен 1–2 апта убакытка сайын тоннелди кургуучу эффективдүүлүгү 18–22% төмөндөйт

Тесик жумуш аймактарында 25% күрөштөн турган жөндөө кирешеси модулдуу конструкциялар менен стандартташтырылган компоненттерди колдонуу ар башталгыч системаларга салыштырмалуу бөлүк алмаштыруу убагын 40% камтыйт.

Оператордун даярдоо, коопсуздук өзгөчөлүктөрү жана жергиликтүү нормаларга ылайыктуулук

Билимдүү операторлор алдын ала баалуу темпти 15% жогорулатат, анткени кесүү инструментинин тозушун 28% азайтат. Милдеттүү сертификаттар төмөнкүлөрдү талап кылат:

• жумшак жерде TBM иштетүү үчүн симулятордо 120–180 саат даярдоо
• От басып чыгууну басуу жана экстралык эвакуацияны камтый турган жумалык коопсуздук дрилдери
• OSHA-нын тесикке кириш протоколдору (29 CFR 1926.800) сыяктуу аймактык стандарттарга ылайыктуулук

Бүгүнкү күндөгү тоннелде шахта күртөткөн машиналар соңго түшүүнү болоткон системаларды (25% азыраак учурлар) жана ЕУ техникалык багыттарынын 2023-жылдагы жаңыртууларына ылайык газды автоматтык мониторлоону бириктиришет. Борбордук Европадагы 2023-жылкы долбоор адаптивдүү даярдоо программалары насыясында реалдуу убакыттагы эффективдүүлүк анализи аркылуу жоспарланбаган токтоп калууну 30% азайтканын көрсөттү.

ККБ

Тоннель буроо машинасын (TBM) тандоого кайсы негизги факторлор таасир этет?

Негизги факторлорго тоо тектеринин түзүлүшү, топурактын тиби, жер ыңгычынын туруктуулугу, жер астындагы суунун басымы жана сынаптардын болушу кирет, алар машинанын иштешин жана долбоордун жалпы ийгиликке жетишине таасир этет.

Модерн ТБМдер өзгөрмө жер шарттарын кантип башкарат?

Особенно гибриддүү моделдер болгон заманбап тоннель буроо машиналары түрдүү тоо тектерине шарт тикендигинде EPB (жер басымынын балансы) жана суюк чыбыр технологияларын бириктирип колдонушат жана чын убакытта датчиктер аркылуу көзөмөлдөө жана автоматтык өзгөртүүлөрдү жүргүзөт.

ТБМдерде технологияларды бириктирүү неге маанилүү?

ИЯ-нын колдоосу менен багдарлаштыруу системалары жана чын убакытта көзөмөлдөө кабырчындын тактыгын жакшыртат, адам тарабынан жасалган каталарды кичирейтет жана кескич башынын ордуна так ыкма менен динамикалык өзгөртүүлөр аркылуу жалпы иштешти жакшыртат.

ТБМ операторлору үчүн кандай даярдоо талап кылынат?

Операторлорго жалпысынан 120-180 сааттык симулятордук окутуу өткөрүү, жумалык коопсуздук даректерин өткөрүү жана TBM операцияларын эффективдүү жана коопсуз иштетүү үчүн OSHAнын тескей кеңдикке кириш протоколдору сыяктуу аймактык коопсуздук стандарттарына баш ийүү талап кылынат.