Apakah Langkah Keselamatan untuk Mengoperasikan Mesin Pengeboran Terowong?

Memahami Risiko Utama dalam Operasi Mesin Pengeboran Terowong

Bahaya Biasa dalam Operasi Mesin Pengorek Terowong (TBM)

Mesin penggerudi terowong (TBMs) membawa masalah seperti keadaan tanah yang tidak stabil, kerosakan komponen jentera, dan pekerja menghirup zarah debu daripada operasi pengerudian. Penyelidikan yang diterbitkan pada tahun 2025 telah mengkaji isu-isu ini melalui kaedah yang dikenali sebagai Analisis Pokok Kecacatan dan Proses Hierarki Analitik. Apa yang ditemui cukup mencerminkan perkara yang sering berlaku di tapak kerja – runtuhan tanah berlaku dengan kerap, bersama-sama dengan kesumbatan kepala pemotong yang menyebabkan kerja terhenti sepenuhnya. Apabila TBMs beroperasi berdekatan dengan garis sesar, risiko letupan batu secara tiba-tiba adalah kira-kira dua kali ganda berbanding kawasan yang mempunyai struktur bumi yang lebih stabil. Ini bermakna pasukan kerja perlu menyesuaikan cara operasi harian mereka mengikut jenis medan yang ditangani.

Risiko Spesifik Mesin dalam Persekitaran Pembinaan Terowong

TBMs menghadapi cabaran operasi unik seperti panas berlebihan pada bearing utama dan ketidakselarasan sistem dorong. TBMs moden yang beroperasi dalam geologi muka bercampur mengalami kadar haus alat pemotong sebanyak 22% lebih tinggi, meningkatkan keperluan penyelenggaraan. Lebih daripada 40% kegagalan mekanikal berpunca daripada pengurusan tork yang tidak betul semasa pengorekan batu keras, menurut piawaian keselamatan perlancongan terowong.

Analisis Geologi dan Geoteknikal untuk Keselamatan Terowong

Kaji selidik komprehensif sebelum pembinaan mengurangkan kejutan geologi sebanyak 78%, seperti yang ditunjukkan dalam kajian keselamatan TBM 2023. Metrik utama termasuk:

Projek yang melaksanakan pemantauan geoteknikal berperingkat melaporkan 40% kurang hentian mesin yang tidak dirancang.

Kajian Kes: Insiden Kestabilan Geologi dalam Projek Terowong Alpen Switzerland

Pada awal 2021, pekerja yang menggerudi di Alpen menghadapi masalah serius apabila Mesin Bor Terowongan nombor 14 mereka melanda kawasan yang tidak dijangka yang penuh dengan tanah liat lembut. Tekanan tanah meningkat kepada lebih 35 megapascal, yang memutar dinding terowong hampir 19% sebelum jurutera berjaya menstabilkan perkara. Keseluruhan kekacauan ini menelan belanja sekitar 18 juta dolar dalam kelewatan dan pembaikan. Mengingat semula apa yang berlaku, pakar mendapati bahawa jika mereka mempunyai sistem amaran yang lebih baik, hampir semua bahaya serupa (kira-kira 92%) boleh dielakkan sama sekali. Ramai yang kini meminta teknologi yang lebih pintar yang dapat meramalkan kejutan bawah tanah menggunakan kecerdasan buatan untuk menganalisis pembentukan batuan sebelum masa.

Protokol Keselamatan Dasar dan Jaminan Teknologi dalam Operasi TBM

Pelaksanaan peraturan keselamatan OSHA untuk operasi terowong

Apabila operasi terowong mengikuti piawaian OSHA dengan betul, kadar kematian menurun secara dramatiksekitar 62% menurut laporan tahunan OSHA 2023. Peraturan ini memerlukan perkara seperti memeriksa kualiti udara di ruang yang sempit, mempunyai laluan keluar yang jelas siap untuk kecemasan, dan mengikuti langkah keselamatan yang ketat semasa bekerja pada kepala pemotong. tapak pembinaan yang sebenarnya mengupah pegawai keselamatan bersijil melihat kira-kira 40% kurang kecederaan daripada kemalangan mesin daripada mereka yang tidak mempunyai pensijilan yang betul. Ini masuk akal kerana profesional terlatih tahu apa risiko yang ada dan bagaimana untuk mengelakkannya sebelum menjadi bencana.

Protokol penyelenggaraan pencegahan untuk sistem TBM

Kitar penyelenggaraan yang dijadualkan memanjangkan jangka hayat cakera pemotong sebanyak 300–400 jam operasi sambil mengurangkan masa pemberhentian tidak dirancang sebanyak 74% (NIST 2023). Protokol kritikal melibatkan:

• Kalibrasi tork harian pada silinder dorong
• Pemeriksaan mingguan sistem ketegangan tali sawat pengangkut
• Analisis kehausan bulanan pada laluan konveyor skru
  Projek pemulihan pada tahun 2023 untuk terowong bandar utama menunjukkan bagaimana pensampelan gris prediktif dalam galas utama dapat mencegah kegagalan besar semasa fasa penggalian kritikal.

Sistem pemantauan masa nyata dan sistem penggera automatik

TBM moden mengintegrasikan 120-180 sensor tertanam yang menghantar 4,000 titik data / minit untuk:

Penggera pelbagai peringkat secara automatik mengurangkan tekanan dorongan apabila anomali geologi melebihi margin keselamatan yang telah diprogramkan terlebih dahulu, mengurangkan insiden kesesakan cutterhead sebanyak 33% (Tunneling Journal 2024).

Trend: Integrasi diagnostik berasaskan AI dalam TBM moden

Sistem pembelajaran mesin baru yang mengesan sekitar 12 faktor operasi yang berbeza sebenarnya dapat mengesan masalah bearing yang muncul di mana sahaja dari 72 hingga hampir 100 jam sebelum ia berlaku, menurut penyelidikan yang diterbitkan oleh Persatuan Terowong Antarabangsa tahun lalu. Kadar ketepatan adalah sekitar 89%, yang cukup mengagumkan untuk kerja penyelenggaraan ramalan. Melihat projek terowong baru-baru ini di mana jurutera menggunakan kadar kemajuan AI yang dioptimumkan, kami melihat pembinaan bergerak lebih cepat kira-kira 22% tanpa menjejaskan piawaian keselamatan untuk kestabilan penggalian. Ambil contoh apa yang berlaku semasa projek pengembangan terowong hidroelektrik besar pada tahun 2023. Apabila pekerja terjumpa dengan pembentukan batu kapur yang tidak dijangka, sistem kawalan AI mula bertindak dan membuat penyesuaian automatik terhadap tekanan bubur. Tindakan bijak ini menghalang tidak kurang daripada tiga kemungkinan runtuhan di tapak, menjimatkan masa dan wang sambil memastikan semua orang selamat di bawah tanah.

Peralatan Perlindungan Peribadi dan Peningkatan Keselamatan Pekerja

Bekerja dengan mesin pengeboran terowong moden bermakna mengikuti garis panduan PPE yang ketat untuk kekal selamat dari semua jenis bahaya di tapak. Pekerja terowong perlu memakai pakaian pelindung dari kepala hingga kaki hari ini. Helm yang tahan kepada kejutan adalah suatu keharusan, terutamanya yang mempunyai lampu terbina dalam untuk penglihatan di bawah paras tanah. Sarung tangan mereka membantu menyerap getaran daripada operasi mesin berat, dan kasut mereka mempunyai jari kaki yang diperkuat ditambah telapak kaki yang menghalang tusukan dari objek tajam. Perlindungan pernafasan juga sangat penting kerana terowong cepat diisi dengan habuk yang mengandungi zarah silika dan gas berbahaya lain apabila penggerudian berlaku di ruang yang sempit. Beberapa bahan baru yang baru keluar membuat peralatan pelindung ini lebih ringan tanpa mengorbankan kekuatan menurut laporan industri dari tahun lalu menunjukkan sekitar 22 peratus pengurangan berat keseluruhan di pelbagai jenama.

Kemajuan dalam PPE Pintar dengan Maklumat Balik Biometrik

Peralatan perlindungan peribadi moden dilengkapi dengan sensor biometrik yang mengesan perkara seperti denyutan jantung, suhu badan, dan seberapa letih seseorang semasa mereka bekerja. Apabila alat keselamatan pintar ini mengesan bahawa pekerja mungkin melampaui had fizikal mereka, mereka segera menghantar amaran kepada penyelia. Sistem amaran awal ini telah mengurangkan kes tekanan haba sebanyak sekitar 38% menurut ujian lapangan tahun lalu. Versi canggih termasuk teknologi pengesanan perlanggaran yang menggunakan isyarat radio khas untuk memberitahu pekerja jika mereka terlalu dekat dengan bahagian bergerak berbahaya pada mesin. Mengingat masa depan, pakar meramalkan sektor PPE pintar ini akan berkembang dengan pesat dalam beberapa tahun akan datang, berkembang pada kira-kira 13% setiap tahun sehingga tahun 2028 terutamanya kerana peraturan baru untuk persekitaran kerja bawah tanah dan kerana syarikat terus menyambungkan segala-galanya melalui Internet of Things untuk keselamatan pekerja yang lebih baik.

Pendekatan komprehensif untuk keselamatan pekerja ini menggabungkan langkah-langkah perlindungan tradisional dengan teknologi ramalan, mewujudkan pertahanan berlapis-lapis terhadap risiko yang melekat dengan terowong.

Sistem automatik dan teknologi sokongan tanah untuk penggalian yang lebih selamat

Peranan penggalian automatik dalam mengurangkan pendedahan manusia kepada zon bahaya

Hari ini, mesin pengeboran terowong moden dilengkapi dengan lengan robot yang mengendalikan kira-kira 83% daripada semua kerja pemotongan di kawasan berbahaya di mana kestabilan batuan dipersoalkan. Ini bermakna lebih sedikit pekerja perlu mendekati dinding terowong yang tidak dapat diramalkan. Mesin bergantung pada sistem automatik menggunakan perkara seperti pengimbas LiDAR dan pemantauan tekanan untuk memastikan semuanya berjalan lancar. Peningkatan teknologi ini membantu mencegah situasi overbreak yang menyebabkan kira-kira satu daripada setiap lima kecederaan terowong mengikut laporan Persatuan Terowong Nasional dari tahun lalu. Walaupun ini mungkin terdengar rumit, pada dasarnya ia membolehkan pasukan pembinaan untuk tinggal dengan selamat di belakang halangan perlindungan ketika mereka menggali melalui pembentukan batuan tanpa mengorbankan seberapa cepat mereka boleh membuat kemajuan.

Sistem sokongan dan kestabilan semasa fasa awal penggalian

TBM maju mengintegrasikan pemasangan sokongan berurutan melalui tiga mekanisme utama:

Sistem-sistem ini berfungsi secara sinergi untuk menstabilkan dinding terowong dalam masa 15 minit selepas penggalian, mengatasi tempoh kritikal pertama jam yang menyumbang kepada 78% kemalangan terowong dalam sejarah.

Kajian Kes: Pemasang segmen sepenuhnya automatik mengurangkan kadar kecederaan sebanyak 40% dalam pengembangan MRT Tokyo

Penerapan sistem penempatan segmen berpandukan AI oleh Kerajaan Metropolitan Tokyo telah menghapuskan pengendalian manual lapisan konkrit seberat 4.5 tan semasa pemanjangan Laluan Namboku. Pelaksanaan ini mengurangkan:

• Jam pekerja di kawasan kepala pemotong sebanyak 92%
• Kecederaan muskuloskeletal akibat angkatan berat sebanyak 100%
• Ralat penyelarasan segmen yang menyebabkan risiko sekunder sebanyak 76%

Audit keselamatan selepas pelaksanaan menunjukkan korelasi langsung antara tahap automasi dan kekerapan insiden merentasi semua fasa projek.

Strategi: Penerimaan automasi secara berperingkat dalam projek terowong berisiko tinggi

Kontraktor utama menggunakan rangka pelaksanaan 4 peringkat:

1. Ujian rintis automasi dalam subsistem bukan kritikal (penghantar, pengudaraan)
2. Operasi Hybrid tempoh dengan kemampuan lampauan manual
3. Pengautomasian Penuh fungsi penggalian utama
4. Penyelenggaraan Ramalan pengintegrasian menggunakan pembelajaran mesin

Pendekatan ini membolehkan kru membangunkan kepakaran operasi sambil mengekalkan kawalan keselamatan, dengan pengguna awal melaporkan masa tindak balas risiko 62% lebih cepat berbanding pelaksanaan automasi penuh secara serta-merta.

Kesiapsiagaan Kecemasan dan Keselamatan Perbandingan dalam Kaedah Penembusan Terowong

Mereka Bentuk Laluan Evakuasi dan Bilik Lindungan dalam Terowong Dalam

Projek terowong moden mengutamakan beberapa laluan evakuasi yang diletakkan pada jarak ≤ 500 meter antara satu sama lain, dengan bilik lindungan bertenaga tekanan menyediakan udara yang boleh dihirup selama 2+ jam. Sistem ini mengurangkan risiko daripada runtuhan mengejut atau kebocoran gas dengan membolehkan evakuasi pantas walaupun dalam keadaan penglihatan terhad.

Sistem Komunikasi Semasa Kecemasan Terowong

Rangkaian mesh tanpa wayar berlebihan kini melengkapi sistem berkabel tradisional, mengekalkan sambungan pada kedalaman melebihi 1 km. Projek yang menggunakan susunan komunikasi hibrid berjaya mengurangkan masa tindak balas kecemasan sebanyak 33% dalam projek terowong hidroelektrik terkini.

Latihan Latihan Rutin dan Tanggapan Kecemasan untuk Pasukan TBM

Simulasi wajib setiap suku tahun menyediakan pasukan menghadapi senario seperti kebakaran kepala pemotong atau kemasukan air bawah tanah yang mengejut. Penyelidikan yang menggunakan analisis pokok kegagalan kabur untuk pemberian keutamaan risiko menunjukkan pasukan yang terlatih dapat menyelesaikan insiden kritikal 40% lebih cepat berbanding pasukan yang tidak terlatih.

Simulasi Twin Digital untuk Perancangan Senario Kecemasan

Alat pemodelan lanjutan kini mampu mereplikasi tingkah laku geologi dengan ketepatan 94% menurut kajian twin digital 2023. Simulasi ini membolehkan jurutera menguji protokol evakuasi di bawah lebih daripada 200 variasi bencana sebelum memulakan kerja pengorekan.

Kelebihan Keselamatan Mesin Penggerudi Terowong Berbanding Kaedah Pengeboran Konvensional

TBM mengurangkan pendedahan langsung kakitangan kepada muka yang tidak stabil sebanyak 78% berbanding kaedah pengeboran-dan-ledakan. Kabin operator tertutup dengan sistem penapisan HEPA mengurangkan insiden bahaya pernafasan sebanyak 62% (Ponemon 2022).

Perbandingan Statistik: Kadar Kecederaan dalam Projek Pengeboran-dan-Ledakan berbanding Projek TBM

Laporan ITA 2022 mencatat 2.7 kecederaan/sejuta jam dalam projek TBM berbanding 8.1 dalam kaedah konvensional. TBMs yang ditingkatkan dengan automasi mencapai kadar insiden hampir sifar dalam keadaan hiperbarik melebihi 12 bar.

Soalan Lazim

Apakah jentera pengorek terowong (TBMs) dan bahaya biasa yang berkaitan?

Jentera pengorek terowong (TBMs) digunakan dalam pembinaan terowong. Bahaya biasa termasuk keadaan tanah yang tidak stabil, kerosakan jentera, dan menghirup habuk.

Bagaimanakah tinjauan geologi meningkatkan keselamatan terowong?

Tinjauan geologi mengurangkan kejutan sebanyak 78%, meningkatkan keselamatan dan mengurangkan hentian kerja.

Apakah peranan AI dalam operasi TBM?

AI meramal keperluan penyelenggaraan, mengoptimumkan kelajuan dan kestabilan pembinaan.

Apakah kemajuan yang telah dibuat dalam peralatan perlindungan diri?

PPE pintar dengan sensor biometrik memantau kesihatan pekerja, mengurangkan kes tekanan haba sebanyak 38%.

Bagaimanakah sistem automatik meningkatkan keselamatan dalam penembusan terowong?

Sistem automatik mengurangkan pendedahan pekerja dengan mengendalikan kebanyakan kerja pemotongan, serta menstabilkan dinding terowong secara cekap.

Mengapa persediaan kecemasan penting dalam penembusan terowong?

Persediaan termasuk mereka bentuk laluan evakuasi dan menjalankan latihan berkala, yang membantu tindak balas yang cepat dan selamat terhadap kecemasan.