Koks yra mikro tuneliavimo įrenginio po geležinkeliais pagrindinis privalumas?

Kai infrastruktūros projektams reikia kirsti veikiančius geležinkelio ruožus, inžinieriai susiduria su ribotu galimų sprendimų rinkiniu. Paviršinė iškasimo metodika leidžiama retai, atvirojo iškasimo metodai sutrikdo geležinkelio veiklą, o tradicinis vamzdžių įstumimas gali susidurti su problemomis dėl dirvožemio kintamumo. Šioje reikalaujančioje aplinkybėje mikro tunelio gręžimo mašina tapo pageidautina technologija komunalinių linijų kirtimams, drenažo tuneliams ir mažo skersmens vamzdynų įrengimui po veikiančiomis geležinkelio linijomis. Jo gebėjimas atlikti tikslų, uždarą iškasimą be jokio paviršiaus sutrikdymo ir yra tai, kas jį skiria nuo visų kitų civilinės statybos įrankių rinkinyje šiandien prieinamų alternatyvų.

Pagrindinis privalumas yra mikro tunelio gręžimo mašina po geležinkelių linijomis tai yra jo gebėjimas išlaikyti visišką žemės stabilumą, kai įrenginys juda pirmyn, apsaugodamas bėgių geometriją, balasto vientisumą ir viršutinės geležinkelinės koridoriaus konstrukcinę saugą. Šiame straipsnyje tiksliai nagrinėjama, kodėl šis privalumas yra tokio svarbumo, kaip jis mechaniniu būdu pasiekiamas ir ką tai reiškia projektų savininkams, rangovams ir geležinkelių operatoriams, priimantiems sprendimus dėl po veikiančiomis linijomis vykdomų požeminių perėjimų.

Pagrindinės geležinkelių perėjimų problemos supratimas

Kodėl geležinkeliai sukuria ypatingas žemės kasimo apribojimų sąlygas

Geležinkeliai yra viena jautriausių infrastruktūros aplinkų bet kuriai požeminės statybos veiklai. Skirtingai nuo kelių, kurie gali toleruoti laikiną juostų uždarymą ir paviršiaus sutrikdymą komunikacijų perėjimų metu, veikiančios geležinkelio linijos negali leisti jokio matomo nusėdimo, vertikalaus nelygumo ar balasto sutrikdymo, nes tai nedelsiant sukelia privalomus saugos sustabdymus. Net milimetrinis bėgių išlinkimas gali reikalauti nedelsiant atlikti patikrinimą, taikyti greičio apribojimus ar visiškai sustabdyti eismą – visos šios priemonės turi didžiulę operacinę ir finansinę pasekmę geležinkelių operatoriams ir jų klientams.

Dirvožemio ir uolienų sąlygos po geležinkeliais taip pat prideda sudėtingumo sluoksnį. Dešimtmečių trukmės traukinių apkrovos, virpesiai ir žvyro sutankinimas sukuria nevienalyčias gruntines sąlygas, kurias atvirųjų veidų būriavimo įranga negali patikimai kontroliuoti. Netoli vienas kito gali būti esantys laisvi smulkieji grunto sluoksniai ir sutankintos molio kišenės, o šiuose aplinkose gruntinis vanduo gali pagreitinti tunelio veido nestabilumą, jei iškasimo slėgis nėra tiksliai reguliuojamas. mikro tunelio gręžimo mašina visus šiuos klausimus sprendžia mechanizuotas, uždarojo veido būriavimas, kuris nuolat palaiko tunelio veidą judėjimo metu.

Reguliavimo ir eksploatacijos rizika

Geležinkelių valdymo institucijos visame pasaulyje taiko griežtus patvirtinimo procesus prieš pradedant bet kokius požeminius perėjimus po jų koridoriumi. Šie procesai paprastai reikalauja išsamių rizikos įvertinimų, žemės judėjimo stebėjimo planų ir įrodymų, kad pasirinkta statybos metodika gali veikti nustatytose nusėdimo ribose, dažnai net 5–10 mm paviršiaus judėjimo geležinkelio bėgių lygyje. Statybos rangovai, siūlantys atvirąjį kasimą, rankomis kasantis tunelius arba įprastą vamzdžių įstumimą, dažnai susiduria su pratęstais patvirtinimo terminais ir sąlyginiais leidimais, kurie reikšmingai padidina projekto riziką.

Priešingai, mikro tunelio gręžimo mašina ši metodika turi gerai dokumentuotą įrodymų bazę, kad pasiektų mažesnį nei milimetro paviršiaus nusėdimą jautriose aplinkose, kai ji tinkamai suprojektuota. Ši įsitvirtinusi našumo istorija suteikia geležinkelio valdymo institucijoms pasitikėjimo šiuo metodu, sutrumpina patvirtinimo procesą ir sumažina tikimybę, kad prasidėjus statybai kiltų sustabdymų dėl neatitikties reikalavimams. Projektų savininkams, kurie yra laiko spaudimo sąlygomis, šis reguliavimo pranašumas vienas savaime gali pateisinti investicijas į mikrotuneliavimą prieš bet kokį kitą perėjimo metodą.

Pagrindinis pranašumas: žemės stabilumas be paviršiaus sutrikdymo

Kaip mašina užtikrina nuolatinę veido paramą

Pagrindinis mechaninis pranašumas mikro tunelio gręžimo mašina geležinkelių aplinkoje yra jos dumblo slėgio arba žemės slėgio balansavimo sistema, kuri visą laiką palaiko teigiamą atramą kasant paviršiui. Skirtingai nuo gręžimo su sraigte ar rankomis kasant vamzdžių stūmimo metu, kai kiekvieno kasant ciklo metu paviršius trumpam būna atviras, mikro tunelių gręžimo įrenginys niekada neleidžia sumažėti žemės atramos slėgiui judėdamas pirmyn. Kirpiklio galva sukasi prieš kasant paviršių, tuo tarpu slėgiuojamas dumblys arba apdorota iškasmenų medžiaga užpildo kirpimo kamerą, pritaikydama natūralų dirvožemio slėgį ir neleisdama dirvožemiui judėti į vidų.

Šis nuolatinis slėgio pusiausvyros režimas pašalina žemės nusėdimo riziką, dėl kurios geležinkelių valdymo organai taip atsargiai vertina požeminių darbų leidimų suteikimą. Teisingai sukalibruoto mikro tunelio gręžimo mašina dirbtinės tunelio lubos viršuje esanti dirva nejaučia įtempimo pokyčių kasimo metu, nes mašina iškart po žemės iškasimo ją pakeičia lygiaverčiu konstrukciniu palaikymu. Tai esminiu būdu skiriasi nuo bet kurio periodiško palaikymo metodo ir yra pagrindinė priežastis, kodėl ši technologija laikoma inžineriniu standartu kertant labai jautrią infrastruktūrą.

Tiksli valdymo sistema ir nuolydžio kontrolė po geležinkelio bėgiais

Be veido stabilumo, mikro tunelio gręžimo mašina siūlo lazeriu nukreiptą valdymo tikslumą, kuris užtikrina, kad montuojama vamzdyno ar apvalkalo konstrukcija tiksliai atitiktų projektuotą išdėstymą nepaisant dirvožemio savybių kitimų. Tai ypač svarbu po geležinkelių, nes bet koks tunelio kelio nuokrypis gali pavojingai artinti kasimą prie geležinkelio pamatų elementų arba sukelti vamzdžių nuolydžio neatitikimus dėl nuotėkų ar konstrukcinių reikalavimų. Mašinos viduje esantys nuotoliniu būdu valdomi stumiamieji strypai leidžia operatoriui realiuoju laiku atlikti pataisas, nepertraukiant varomosios jėgos ar neuždarant žemės paviršiaus.

Nurodymo sistema paprastai naudoja kombinaciją iš lazerinio teodolito stebėjimo, giroskopinio pozicionavimo ir paviršiaus orientyrų žymų, kad palaikytų lygiavimo tikslumą kelių milimetrų ribose per 50–300 metrų ar ilgesnius tunelius. Geležinkelio sankryžose, kur sankryžos kampas, gylio ir vamzdžio nuolydis tiksliai nustatyti geležinkelio institucijos, toks valdymo lygis suteikia mikro tunelio gręžimo mašina veiksmų pranašumą, kurio negali pasiekti jokia rankomis valdoma gręžimo sistema. Be to, ji sukuria dokumentuotus „kaip pastatyta“ įrašus, kurie atitinka geležinkelio institucijų keliamus reikalavimus po statybos patvirtinimui.

Veiklos pranašumai, kurie padidina pagrindinį pranašumą

Trukdžių traukinių eismui pašalinimas

Vienas komerciškai reikšmingiausių šio mikro tunelio gręžimo mašina 's žemės stabilumo pranašumas yra tas, kad traukiniai statybos metu visiškai neprivalo sustoti. Visa operacija vyksta nuo paviršiaus lygyje įrengtų paleidimo ir priėmimo duobių, kurios įrengiamos gerokai už veikiančios geležinkelio linijos ribų, o visa žemės kasimo ir vamzdžių montavimo veikla atliekama po žeme. Geležinkelio operatoriams nereikia planuoti techninės priežiūros langų, taikyti greičio apribojimų ar skirstyti kelio krašto saugos personalą ilgą laiką paties gręžimo proceso metu.

Ši veiklos tęstinumas tiesiogiai vertinamas pinigine išraiška geležinkelio operatoriams, kurie negali sau leisti pajamų praradimo ar keleivių sutrikdymo, ir turi tokį pat vertinimą projektų rangovams, kurie išvengia sąnaudų ir sudėtingumo, susijusio su ribotų darbo laukų koordinavimu aplink traukinių tvarkaraščius. mikro tunelio gręžimo mašina šis metodas efektyviai atskiria statybos grafiką nuo geležinkelio eksploatacijos grafiko, o tai yra projektų efektyvumo forma, kurios negali pasiekti jokie paviršiaus trukdymo metodai. Miestuose, kur geležinkelio traukiniai važiuoja visą parą, šis atskyrimas yra ne tik patogus – jis yra pagrindinis projekto įgyvendinamumo reikalavimas.

Tinkamas įvairioms gruntų sąlygoms

Geležinkeliai statomi įvairiose vietovėse, o po jais esantis gruntas gali būti nuo minkštų aliuvinių dirvožemių iki kietų suskeldėjusių uolienų. mikro tunelio gręžimo mašina yra prieinamas konfiguracijomis, specialiai sukurtomis skirtingų gruntų tipams, įskaitant molio slėgio mašinas minkštiems ar vandenį laikančiams gruntams ir uolienų pjovimo galvutes konsoliduotoms ar mišrioms sąlygoms. Ši pritaikomumas reiškia, kad vienodą statybos metodologiją galima nuosekliai taikyti geležinkelio pervažos statybai nepriklausomai nuo geologinių sąlygų kaitos palei visą projekto maršrutą.

Projekto inžinieriams nurodant mikro tunelio gręžimo mašina kaip nustatyta visų geležinkelio perėjimų metodika ilgoje naftos tiekimo linijoje supaprastina pirkimą, rizikos valdymą ir rangovų koordinavimą. Ji pašalina būtinybę kiekvieną atskirą perėjimą vertinti atskirai ir nustato nuolatinį kokybės standartą, kuris gali būti taikomas ir tikrinamas kiekviename perėjime. Dideliuose infrastruktūros projektuose, kuriuose gali prireikti dešimčių geležinkelio perėjimų, ši metodinė vientisumas sukuria sąnaudų ir laiko taupymą, kuris programos mastu tampa reikšmingas.

Ilgo laikotarpio infrastruktūros nauda geležinkelio koridoriams

Geležinkelio pamatų konstrukcinės vientisumos apsauga

Įrengto produkto vamzdis arba apsauginis vamzdis, kuris gaunamas dėl mikro tunelio gręžimo mašina vedamasis elementas sudaro nuolatinę konstrukcinę struktūrą po geležinkelio, kuri iš tikrųjų prisideda prie ilgalaikės žemės stabilumo pervažiavimo zonoje. Mikrotuneliavime naudojamos armuotos betoninės arba plieninės stumiamosios vamzdžių sistemos suprojektuotos taip, kad išlaikytų virš jų esančios žemės apkrovą, todėl baigtoji pervažiavimo konstrukcija apima nešančiąją struktūrą, kuri apsaugo komunalines linijas, pasipriešina būsimam žemės judėjimui ir neleidžia susidaryti įgilinimams po statybos dėl paties tunelio tuštumos.

Tai priešingai kai kurioms begręžtinėms technikoms, kai tarp produktinio vamzdyno ir išgręžtos skylės esantis žiedinis tarpas nepakankamai užpildomas cementiniu skiediniu, paliekant potencialų įgilinimų keliatą, kuris laikui bėgant gali aktyvuotis dėl kartotinės traukinio apkrovos. mikro tunelio gręžimo mašina šis procesas natūraliai sumažina žiedinės ertmės susidarymą, nes vamzdis montuojamas tiesiai po pjovimo galvutės, kai kasimo darbai tęsiami, todėl nepaliekama jokios nepalaikomos atviros ertmės. Žiedinis gruntas, įpurškiamas tarp vamzdžio ir gruntų, užpildo bet kokius likusius tarpus ir sutvirtina gruntą aplink įrengtą konstrukciją.

Techninės priežiūros rizikos mažinimas viso turto naudojimo ciklo metu

Infracstruktūra, įrengta po geležinkelio bėgiais, turi tarnauti dešimtmečius be reikalavimo įsikišti, nes bet kokie ateityje planuojami remonto ar keitimo darbai susidurs su tomis pačiomis eksploatacinėmis apribojimais kaip ir pradinė įrengimo operacija. Perėjimas, įrengtas su mikro tunelio gręžimo mašina naudojant ilgaamžius pakėlimo vamzdžių medžiagas pasiekiamas tarnavimo laikas, kuris paprastai atitinka arba viršija pačios geležinkelio numatytą tarnavimo laiką, todėl sumažėja priežiūros veiksmų reikalavimo tikimybė eksploatacijos laikotarpiu. Šiuo būdu pasiekiama gręžimo ašies tikslumas ir vamzdžių sąnarių vientisumas taip pat mažina sąnarių poslinkio ar požeminio vandens prasiskverbimo riziką, kuri gali reikšti ankstyvos remonto priemonės.

Projektų savininkai, vertindami geležinkelio sankryžų viso gyvavimo ciklo kaštus, o ne tik pradinius statybos kaštus, nuolat nustato, kad mikro tunelio gręžimo mašina šis metodas užtikrina aukštesnę ilgalaikę vertę. Aukštesnė kaina prieš paprastesnius gręžimo metodus kompensuojama mažesniu techninės priežiūros rizikos lygiu, didesne patikimumo laipsniu ir būsimų geležinkelio linijos trikdymo sąnaudų pašalinimu, kurios atsirastų, jei netinkamai įrengta sankryža reikalautų taisymo. Geležinkelio valdymo institucijos, peržiūrinčios turto valdymo įrašus, taip pat dažniausiai palankiai vertina infrastruktūros programas, kuriose nuolat taikyti aukštos kokybės įrengimo metodai, kas stiprina partnerystės santykius ir supaprastina būsimus leidimų gavimo procesus.

Sprendimų priėmimo vadovas inžinieriams ir projektų savininkams

Kada mikrogręžimo tunelių įrengimo mašina yra tinkamas pasirinkimas

The mikro tunelio gręžimo mašina yra tinkamas pasirinkimas geležinkelio sankryždose, kai susidėjus gyvenvietės jautrumui, gruntų sąlygoms ar sankryždos skersmeniui atvirasis būdas arba rankomis valdomos technologijos tampa netinkamos. Praktikoje tai taikoma daugumai sankryždų po keleivių geležinkelio linijomis, miesto greitųjų traukinių koridoriais, krovinių pagrindinėmis linijomis ir bet kurioje geležinkelio linijoje, kurioje eksploatacinė greitis arba bėgių klasifikacija nustato griežtus ribojimus gruntų judėjimui. Tai taip pat yra pageidautinas metodas esant gruntiniam vandeniui, kai sankryždos gylio santykis su vamzdžio skersmeniu yra mažas arba kai sankryždos ilgis viršija įprasto šliuzo gręžimo patikimą veikimo diapazoną.

Projekto savininkai taip pat turėtų apsvarstyti mikro tunelio gręžimo mašina kai reguliavimo patvirtinimo procesas apima geležinkelių instituciją, turinčią dokumentuotos patirties reikalauti šio metodo panašiems perėjimams. Siūlymas taikyti alternatyvų metodą institucijai, kuri jau nustatė mikro tunelių gręžimo mašiną kaip savo pageidaujamą standartinį metodą, sukelia patvirtinimo riziką, kuri gali uždelsti projektus mėnesiais ir sukelti brangius konstrukcijos pakeitimus. Nuoseklus siūlomo statybos metodo pritaikymas prie institucijos standartinės praktikos nuo pat pradžių yra projektų valdymo sprendimas, kurį patyrę geležinkelių infrastruktūros rangovai nuolat rekomenduoja.

Pagrindiniai techniniai parametrai, kurie turi būti apibrėžti prieš mobilizaciją

Prieš mobilizuojant mikro tunelio gręžimo mašina geležinkelio sankryžoje projektuotojai turi nustatyti projektinį vamzdžio skersmenį, reikiamą nuolydžio lygį ir nuolydį, numatomas gruntų sąlygas visame pravėžimo ruože, požeminio vandens režimą bei leistiną paviršiaus nusėdimo kontūrą. Šie parametrai nulemia įrenginio specifikaciją, stumimo duobės matmenis, šlurpo valymo sistemos reikalavimus ir stebėjimo planą, kuris bus taikomas pravėžimo metu. Nepakankamas geotechninis tyrimas projektavimo etape yra dažniausia priežastis, dėl kurios kyla našumo problemų mikro tuneliavimo įrenginių eksploatavimo metu, o tai ypač žalinga geležinkelio aplinkoje, kur bet koks neplanuotas sustojimas nedelsiant sukelia spaudimą iš geležinkelio administracijos.

Statybos rangovai, turintys specialios patirties geležinkelio sankryžų įrengime naudodami mikro tunelio gręžimo mašina šis metodas suteikia vertės ne tik įrangos mechaninės veiklos srityje. Jų žinios apie geležinkelių administracijos reikalavimus, standartinius leidimų sąlygų nustatymus, bėgių stebėjimo protokolus ir rizikos valdymo procedūras sumažina projekto komandos mokymosi laiką ir mažina tikimybę, kad statybos metu įvyktų neatitikimų su reikalavimais. Patirties turinčio mikrogręžimo rangovo pasirinkimas geležinkelio sankryžose yra tiek rizikos valdymo, tiek pirkimo sprendimas.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kodėl mikrogręžimo tunelinės mašinos naudojimas po geležinkelio bėgiais yra saugesnis už kitus metodus?

Mikrogręžimo tuneliavimo mašina palaiko nuolatinę slėgio paramą gręžimo veidui, todėl tunelio viršuje esantis gruntas nejudėja gręžimo metu. Kitos metodikos, pvz., gręžimo sraigtais ar atviro veido vamzdžių įstumimas, laikinai atskleidžia gruntą, sukuriant nestabilumo „langus“, kurie gali sukelti nusėdimą. Geležinkelių ruožuose, kur net nedidelis nusėdimas gali pažeisti bėgių geometriją ir kelia saugos pavojų eksploatuojant, mikrogręžimo tuneliavimo mašinos uždaro veido mechanizmas yra pagrindinė priežastis, dėl kurios ji laikoma saugiausiu ir patikimiausiu kryžminiu perėjimu.

Kokiu gyliu tunelis turi būti įrengiamas po geležinkelių bėgiais naudojant mikrogręžimo tuneliavimo mašiną?

Minimalus gylymas priklauso nuo vamzdžio skersmens, gruntų sąlygų ir konkrečios geležinkelio administracijos reikalavimų. Bendras orientacinis reikalavimas – minimalus viršutinės vamzdžio dalies (viršūnės) padengimas 1,5–2 kartus didesnis už sumontuoto vamzdžio išorinį skersmenį, matuojant iki žvyro sluoksnio pagrindo. Tačiau geležinkelio administracijos gali taikyti papildomus reikalavimus, grindžiamus jų konkrečiais bėgių standartais, todėl projektinis gylymas visada turi būti patvirtintas su atitinkamu geležinkelio operatoriumi ir jų inžinerinės patvirtinimo institucija prieš galutinai sudarant gręžimo profilią.

Ar mikrogręžimo tunelių kasybos mašina gali dirbti uolų sąlygomis po geležinkelio bėgiais?

Taip. Mikrotunelių kasantys įrenginiai yra prieinami su kietos uolienos pjovimo galvutėmis, aprūpintomis diskais arba karbidiniais pjovimo įrankiais, kurie specialiai sukurti konsoliduotoms uolienoms pjauti. Šie įrenginiai taiko tuos pačius gruntų palaikymo principus kaip ir minkštojo grunto variantai, tačiau jie pritaikyti dirbti su uolienomis, kurių suspaudimo stipris viršytų standartinės dirvožemio pjovimo įrangos galimybes. Geležinkelio pervažų statybai uolienose mikrotunelių kasantys įrenginiai užtikrina tokį pat tikslų nusėdimą kontroliuojantį ir tikslų valdymo gebėjimą kaip ir minkštojo grunto variantai, todėl jie vienodai tinka jautrioms pervažų aplinkoms nepriklausomai nuo geologinės aplinkos.

Kiek laiko paprastai trunka mikrotunelių kasančio įrenginio darbas po geležinkelio?

Vairavimo trukmė priklauso nuo perėjimo ilgio, vamzdžio skersmens, gruntų sąlygų ir mikrogręžimo brigados darbo našumo. Tipiškam vienakelio geležinkelio perėjimui su 20–50 metrų ilgio gręžimo atkarpa palankiomis gruntų sąlygomis po paleidimo duobės įrengimo ir paruošiamųjų darbų pabaigos pati gręžimo fazė gali užtrukti nuo vienos iki trijų dienų neputrškiamo darbo. Ilgesni gręžimai ar sunkesnės gruntų sąlygos natūraliai pratesia terminus. Svarbiausias punktas geležinkelių operatoriams yra tai, kad gręžimo fazė nekelia jokios veiklos paviršiuje virš geležinkelio ir todėl nesukelia jokio trikdžio traukinių eismui, nepriklausomai nuo to, kiek laiko trunka gręžimas.