Qattiq tog' jinslarida TBM mashinasi nima uchun burilish va portlatish usuliga qaraganda tezroq ishlaydi?

Muhandislar va loyiha boshqaruvchilari qattiq tog‘ jinslarida tunellash usullarini baholaganda, tezlik deyarli doimda munozaralarning markazida bo'ladi. Savol faqat qaysi usul yanada zamonaviyroq ekanligi emas, balki qaysi biri ilg'orlik darajasida, xarajatlarga iqtisodiylikda va umumiy loyiha jadvalida o'lchanadigan afzalliklarni ta'minlay oladi. TBМ apparati bu usul infrastruktura rivojlanishining o'n yilliklar davomida qattiq tog‘ni sindirish va olib tashlashning asosan boshqa bir usuli sifatida o'zini isbotlab berdi — bu usul an'anaviy burilish va portlash operatsiyalarini belgilovchi siklik buzilish o'rniga uzluksizlik, mexanizatsiyalangan kuch va aniq geometriyaga asoslangan holda ishlab chiqilgan.

TBM apparati qattiq tog‘ jinslarida tezlik afzalligiga ega bo'lishining sababini tushunish uchun tunnellash siklining har bir bosqichiga — jinslarning qanday qilib sindirilishi, chiqindilar qanday olib tashlanishi, qo'llab-quvvatlash qanday o'rnatilishi va bu barcha faoliyatlar qanday qilib uzluksiz mexanik ishlash sharoitida o'zaro bog'liq bo'lishiga — nazar solish kerak. Burilish va portlash usuli bu bosqichlarni ketma-ket bajaradi va ular orasida majburiy to'xtashlar bo'ladi. Aksincha, TBM apparati bu funksiyalarning aksariyatini yagona, oldinga harakatlanuvchi tizimda birlashtiradi va u deyarli hech qachon to'xtamaydi. Bu ish jarayonidagi arxitektura farqi qattiq tog‘ jinslarida ikkala usul o'rtasidagi barcha samaradorlik taqqoslashlarining asosini tashkil qiladi.

Uzluksiz kesish sikli va to'xtab-turib portlatish

TBM apparati qanday qilib o'lik vaqtning vujudini yo'q qiladi

Anʼanaviy burilish va portlatish tunelida ish sikli tabiatan parchalangan. Ishchilar portlatish uchun teshiklar qatorini buriladi, ularni portlovchi zaryadlar bilan toʻldiradi, portlatadi, soʻngra dumlar tarqalishini kutadi, qaytadan kirib, tekshirishni amalga oshiradi, qulash xavfi bor togʻ jinslarini oʻchiradi va nihoyat, sinib ketgan materialni olib tashlaydi. Barcha shu ishlardan keyingina yer osti qoʻllab-quvvatlash ishlari bajariladi va keyin sikl takrorlanadi. Har bir toʻliq sikl odatda galereyaning bir metrdan toʻrt metrgacha ilgarilashini taʼminlaydi va natijasiz kutish bosqichlari foydali ish vaqtiga teng yoki undan koʻproq vaqt oladi.

TBM apparati o'z mexanik dizayni orqali bu o'lik vaqtni aksariyatini yo'q qiladi. Aylanuvchi kesuvchi bosh qismining diskli kesgichlari boshqariladigan itish kuch bilan tog' jinsi yuzasiga bosib, tog'ni uzluksiz jarayonda chiplatib va qobig'ini ajratib tashlaydigan taranglik singari shakllanishlarga sabab bo'ladi. Kesuvchi bosh aylanayotganda, o'zlashtirilgan material darrov apparat tanasiga integratsiyalangan konveyorga tushadi va sirtga yoki chiqarish nuqtasiga orqaga tomon o'tkaziladi. TBM apparati har bir ilgari siljish siklidan keyin zahodatlanish uchun to'xtashga muhtoj emas, chunki hech qanday portlovchi modda detonatsiyasi sodir bo'lmaydi va shuning uchun zahodatlanishni talab qiladigan zaharli gazlar hosil bo'lmaydi.

Ushbu ish faoliyati uzluksizligi bevosita o'rtacha oldindan to'lov stavkalarining oshishiga olib keladi. Qattiq tog' jinslarida, qulay sharoitda burilish va portlash guruhining bir kunlik ilg'orlik darajasi o'nta yoki o'n besh metrni tashkil qiladi, ammo shu jinslarda moslashtirilgan TBM apparati bir kunlik ilg'orlik darajasini jinsning mustahkamligi, abrazivligi va uskunaning konfiguratsiyasiga qarab yigirma dan ellik metrgacha yoki undan ham ko'proqga yetkazishi mumkin. Siklik to'xtashlarning yo'qotilishi — bu farqni vujudga keltiruvchi eng kuchli omildir.

Aylanish kuchi va jins parchalanish samaradorligi

TBM apparatining kesuv bosh qismiga o'rnatilgan diskli kesgichlar qattiq tog' jinslarining markazlashtirilgan yuk ostidagi tabiiy shishilish xususiyatidan foydalanish uchun mo'ljallangan. Har bir diskli kesgich yuqori itarish kuchi — odatda har bir kesgichga 150 dan 300 kilon'yutonga yetadi — ta'sirida tog' sirti bo'ylab aylanadi va qo'shni kesgich izlari orasida yon tomonga tarqaladigan mikro-sindirishlarni boshlaydi. Tog' jinsi chip yoki poydevor deb ataladigan uchburchak shaklidagi parchalarga ajralib ketadi. Bu sindirish tarqalishi mexanizmi energiya jihatidan samarali, chunki u tog' jinsining o'zining cho'zilishga chidamsizligidan foydalanadi, unga qarshi kurashmaydi.

Drill va portlatish operatsiyasidagi portlovchi moddalar bir vaqtda siqilish va cho'zilishga qarshilikni yengishlari kerak, shu bilan birga energiyaning katta qismi foydali tog' jinsini qayirish o'rniga yerga tebranish, havo to'lqini va issiqlikka sarflanadi. TBM apparati mexanik energiyani kesgich-tog' jinsi interfeysida aniq jamlab, natijada kiritilgan energiyaning ancha katta qismi foydali qazib olishga aylanadi. Cheklangan siqilish mustahkamligi 150 MPa dan yuqori bo'lgan juda qattiq, massiv tog' jinslarida TBM apparatining diskli kesish mexanizmi portlatishga nisbatan yaxshiroq ishlaydi, chunki tog' jinsining shaffofligi va doimiy mikrostrukturasiga to'liq yuzlik bo'ylab samarali trostlanish tarqalishini qo'llab-quvvatlaydi.

Integrirovannaya chiqindilarni tashish va qo'llab-quvvatlash o'rnatish

Orqa tizim dizayni va uzluksiz material oqimi

TBM apparati tezlik afzalligi faqat g'ildirakli kesgichdan emas, balki apparatning o'z tanasida chiqindilarni qayta ishlash tizimini integratsiyalashdan ham kelib chiqadi. Toshni yuzda sindirish bilan birga, kesgich g'ildiragidagi to'zuvchilar va qutilar kesilgan materiallarni yig'ib, ichki konveyer lentasiga tushiradi. Bu lenta materiallarni doimiy ravishda apparatning orqa qismiga o'tkazadi, bu yerda u chiqindilarni sirtga olib chiqadigan ortda ketadigan konveyer tizimi yoki temir yo'l asosidagi chiqindi avtomobillari bilan ulanadi.

Drill va portlatish usulida tunel qazilganda, mucking uchun alohida yuk ko'taruvchi avtomobillar va yuk tashish jihozlari kerak bo'ladi, ular to'g'ridan-to'g'ri ish yuzasiga kirishlari shart. Portlatishdan oldin ish yuzasidan xodimlar va jihozlar chiqarilishi kerak, so'ngra muhit xavfsizligi tasdiqlangandan keyin yuk tashish jihozlari qaytadan kiradi. Bu ketma-ketlik mantiqi muckingni portlatish tugaguncha boshlay olmaslikni va qazishni mucking tugaguncha davom ettirib bo'lmaslikni anglatadi. TBM apparati esa bu bosqichlarni bir vaqtning o'zida amalga oshiriladigan jarayonlarga birlashtiradi — qazish va muck tashish bir vaqtning o'zida, uzluksiz harakatda amalga oshiriladi.

Bu integratsiyalangan yondashuv mehnat intensivligini hamda sezilarli darajada kamaytiradi. TBM apparati ekipaji bir nechta mustaqil jihozlarni koordinatsiyalab boshqarish o'rniga mexanizatsiyalangan tizimni boshqaradi. Har bir metr ilgarilashga kamroq xodim kerak bo'ladi va jismoniy ish muhiti nazorat qilinadiganroq bo'ladi, bu esa xavfsizlik hodisalari yoki insonlar o'rtasidagi koordinatsiya kechikishlari tufayli yo'qotiladigan vaqtni kamaytiradi.

Qazishni to'xtatmasdan yer osti qo'llab-quvvatlash

Qo'rqituvchi TBM apparati yordamida qattiq tog' jinslarida tunnellashda yer osti qo'llab-quvvatlash o'rnatilishi kesishuv shildi orqasidagi himoyalangan zonada, shu vaqtning o'zida kesishuv yuzida ish davom etayotganda amalga oshiriladi. Oldingi bo'limda kesishuv boshlig'i harakatlanayotganda, oldingi bo'limda avtomatlashtirilgan o'rnatish qo'li yordamida oldindan tayyorlangan beton segment halqalari o'rnatiladi. Bu parallel faoliyat TBM apparatining drill va blast usuliga nisbatan jadvalni siqish jihatidan eng kuchli tuzilma afzalliklaridan biridir.

Qattiq tog' jinslarida drill va blast usuli bilan qurilgan tunnellarda har bir portlatish doirasidan keyin tizimli tog' boltlari o'rnatilishi, simli to'rga qo'yilishi va shotkret qo'llanilishi talab qilinishi mumkin. Bu vazifalar qo'l bilan boshqariladigan yoki mexanizatsiyalangan jihozlar yordamida ishchilar tomonidan bajariladi, lekin portlatish amalga oshirilayotganda yoki boshlikda gazlar hali ham mavjud bo'lganda ular bajarilolmaydi. TBM apparati o'zining jismoniy uzunligi orqali qo'llab-quvvatlash o'rnatiladigan zonani faol kesishuv zonasidan ajratib turib, bu cheklovni samarali ravishda yo'q qiladi.

Natija shundaki, TBM apparati zich qo'llab-quvvatlash o'rnatish talab qilinadigan tog' jinslari sharoitida ham deyarli doimiy ilgari siljishni saqlay oladi. Qo'llab-quvvatlash ishlari yerga qazib olish vaqtidan ayirilmaydi; u parallel ravishda amalga oshiriladi va apparatning sikl vaqti faqat yerga qazib olish tezligini, balki yerga qazib olish va qo'llab-quvvatlash birgalikdagi jadvalini aks ettiradi.

Tog' jinslari sharoitiga moslik va ishlash bashorati

Nima uchun qattiq tog' jinslari TBM apparatining ishlashini afzal ko'radi

Tog' jinslarining qattiqroq bo'lishi TBM apparati uchun qiyinroq deb umumiy qabul qilingan taxmin mavjud, lekin bu munosabat ancha nozikdir. Yetarli darajada qattiq tog' jinslari — ya'ni kuchli, uzluksiz va katta tektonik singanlik zonalarisiz tog' jinslari — aslida TBM apparatining eng yuqori ilgari siljish tezligiga erishishi uchun ideal sharoitlarni ta'minlaydi. Tog' jinslari massasining barqarorligi kesgichlarga bo'shliqlar, g'ishtli qatlamlar yoki bashorat qilinmaydigan tirqishlar tufayli sodir bo'ladigan noproportional yuklanishlarsiz deyarli optimal parametrlarda ishlash imkonini beradi.

Drill va portlatish usuli, o'zgaruvchan yer sharoitlariga moslasha oladi, lekin qattiqroq tog' jinslarida proporsional tezlik afzalligini bermaydi. Qattiqroq tog' jinslarida uzoqroq burilish vaqtini, yuqori portlovchi zaryadlarni va ko'pincha portlatishdan keyin ehtiyotkorlik bilan qobig'ini olib tashlashni talab qiladi; barcha bu jarayonlar tsikl vaqtini uzartiradi. TBM apparati ishlash samaradorligi tog' jinsining mustahkamligi bilan qulayroq o'sadi, chunki qattiqroq va shaffofroq tog' jinslari diskli kesgichlarga ta'sir etganda samaraliroq chiplanadi. Granit, bazalt, kvartsit va shunga o'xshash shakllanishlarda amalga oshirilgan loyihalar doimiy ravishda TBM apparatlari bilan erishilgan ilg'orlik tezligining drill va portlatish usulidagi vaqt rejalaridan sezilarli darajada yuqori ekanligini ko'rsatib berdi.

Uzoq masofalarda ilg'orlik tezligining barqarorligi

TBM apparati qattiq tog‘ jinslarida ishlashdagi strategik jihatdan eng muhim afzalliklardan biri — uning ilgari aytish mumkin bo'lgan ilgari siljish tezligidir. Loyiha rejalashtiruvchilari va shartnoma bo'yicha ish jadvalini tuzuvchilar, maydon tekshiruvi natijalariga asoslanib, tog‘ jinslarining xarakteristikasi ma'lumotlaridan foydalangan holda apparatning ishlashini aniq bashorat qilishlari mumkin. Bu bashorat qilish qobiliyati shartnoma boshqaruvi, resurslarni rejalashtirish, logistika koordinatsiyasi va moliyalashtirish uchun juda qimmatli.

Qattiq tog‘ jinslarida burilish va portlash usuli bilan ishlash jadvali o'z tabiatidan ko'ra o'zgaruvchanroqdir. Kutilmagan dislokatsiya zonasi, qo'shimcha abraziv jinslar qatlami yoki nobarqaror ustuvor sharoitlar bilan duch kelish loyiha jadvalini sezilarli darajada uzaytirishi mumkin. TBM apparati geologik g'ayrioddiy vaziyatlarga chidamli emas, lekin uning mexanizatsiyalangan tuzilishi uni sistemali va nazorat ostida javob berishga imkon beradi, shuningdek, uning ma'lumotlarni yig'ish tizimlari burilish old tomonida yer sharoitining o'zgarayotgan holatini haqiqiy vaqt rejimida aks ettiradi.

Uzun tunellarga o'tish — ayniqsa, uchdan besh kilometrgacha bo'lganlarga — TBM apparati tezlikdagi yig'indisiga ega bo'lishi hal qiluvchi ahamiyatga ega. Mobilizatsiya va apparatning nisbatan yuqori kapital xarajatlari umumiy ilg'or uzunlikka taqsimlanadi va doimiy kunlik progress drill and blast usullariga nisbatan dastlabki investitsiya farqini ortiqcha kompensatsiya qiladi.

Ish kuchi, xavfsizlik va jadval integratsiyasi

Xavfli sharoitlarga insonlarning kamaytirilgan ta'siri

TBM apparati tezlikdagi afzalligi faqat mexanik emas — bu, shuningdek, tunellash jarayonining eng xavfli qismidan odamlarni olib tashlash natijasidir. Drill and blast usuli bilan tunellashda ishchilar har bir tsiklda: burilish, zaryadlash, qobig'ini yechish va qo'llab-quvvatlashni o'rnatish uchun portlash yuzasiga takror-takror jismoniy ravishda kirishlari kerak. Har bir yuzaga kirish xavfli bo'lib, xavfsizlik hodisalari — hech qanday darajada kichik bo'lsalar ham — uzoq muddatli loyihada vaqt yo'qotishlarga sabab bo'ladi.

TBM mashinasi ishchilarning aksariyatini mashina tanasida yoki ortdagi tizimli sohalarda nazorat qilinadigan muhitda saqlaydi. Avtomatlashtirilgan kesuvchi boshqaruv va konveyer tizimlari yangi qoyaga eng xavfli yaqinlashuvni boshqaradi. Bu loyiha falsafasi hodisalar sonini kamaytiradi, bu esa bevosita ish jadvalining butunligini himoya qiladi. Xavfsizlikka oid ish to'xtatishlarini oldini olgan loyihalar takrorlanuvchi teshilishdagi hodisalarga ega bo'lgan loyihalarga qaraganda o'z ilgari borish tezligi prognozlarini ishonchliroq saqlaydi.

Parallel Ish Jarayoni va Ekipajdan Foydalanish

TBM apparati loyihasi, burilish va portlatish usullari qo'llab-quvvatlay olmaydigan parallel ish jarayonlarini amalga oshirish imkonini beradi. Apparat ilgari siljisa, sirt yoki orqa qismda joylashgan guruhlar qazishni to'xtatmasdan texnik xizmat ko'rsatish, ehtiyot qismlar ta'minoti, segmentlarni yetkazib berish va logistika vazifalarini bajarishi mumkin. Apparat jamoasi maxsus vazifalarga — operatorlar, texnik xizmat ko'rsatuvchilar, segment o'rnatuvchi operatorlar, konveyer xodimlari — bo'linib, har biri ketma-ketlikda oldingi bosqichni kutmasdan bir vaqtda ishlaydi.

Bu parallellik jadvalni bajarish samaradorligini kuchaytiruvchi omil hisoblanadi. Metropoliten tunellari, suv o'tkazish tizimlari yoki tog'li hududlardan o'tuvchi avtomagistral tunellari kabi katta infrastruktura loyihalarida bir vaqtda bir nechta ish oqimlarini doimiy ravishda davom ettirish imkoniyati TBM apparati loyihasiga burilish va portlatish usullari bilan jismonan amalga oshirib bo'lmaslikka sabab bo'ladigan qisqartirilgan vaqt rejalarini bajarish imkonini beradi.

Tez-tez so'raladigan savollar

TBM apparati qanday turdagi qattiq tog' jinslarida eng yuqori ilgari siljish tezliklariga erishadi?

TBM apparati granit, gneys, bazalt yoki kvartsit kabi mustahkam, massiv qattiq tog‘ jinslarida eng yaxshi ishlaydi, bu yerda tog‘ jinsi mustahkam, bir xil va katta uzilishlar yoki g‘ilofli ayrimliklarsiz. Bu sharoitlar diskli kesgichlarga optimal itarish va aylanish parametrlarida ishlash imkonini beradi, samarali chiplar hosil qilish va barqaror tirsak sharoitini ta'minlaydi. Tog‘ jinsi massivining bir xilroq bo'lishi, TBM apparatining kunlik maksimal ilgari siljish tezligini barqaror saqlashi ehtimolini oshiradi.

TBM apparati qattiq tog‘ jinslarida doimiy ravishda burilish va portlatish usulidan yuqori natija ko'rsatadimi?

Har doim ham emas. Qisqa tunellarda, tez-tez yo'nalish o'zgarishlari bilan murakkab yo'nalishlarda yoki ko'plab qirilish zonalariga ega juda o'zgaruvchan tog' jinslari sharoitida amalga oshiriladigan loyihalarda dril va portlatish usulining moslashuvchanligi kompensatsiya qiluvchi afzalliklarga ega bo'lishi mumkin. Biroq, mustahkam qattiq tog' jinslarida uzun to'g'ri yoki yumshoq egri burilishli tunellar qazib olishda TBM apparati, bir marta to'liq ishga tushirilgandan so'ng va logistika zanjiri o'rnatilgandan keyin deyarli doim tezroq ishlaydi. TBM apparatining iqtisodiy va vaqt jihatidan afzallikka ega bo'ladigan breyk-even tunel uzunligi odatda loyiha xususiyatlariga qarab bir dan uch kilometrgacha deb hisoblanadi.

Qatlama kesgichlarni ta'mirlash qattiq tog' jinslarida TBM apparatining tezligiga qanday ta'sir qiladi?

Diskli kesgichlarning yaxshilangan qattiq togʻ jinslarida TBM apparati uchun asosiy texnik xizmat ko'rsatish muammolaridan biridir. Kesish samaradorligini saqlash uchun ishlamay qolgan yoki shikastlangan kesgichlarni almashtirish kerak bo'ladi va bu kesgichlarni tekshirish va almashtirish uchun rejalashtirilgan apparat to'xtatishlarini talab qiladi. Kvartsit kabi yuqori darajada abraziv jinslarda kesgichlarning sarfi tez bo'lishi mumkin va texnik xizmat ko'rsatish muddatlari tez-tez takrorlanadi. Biroq, zamonaviy TBM apparatlari tez kesgich almashtirish usullarini qo'llab-quvvatlaydi va rejalashtirilgan texnik xizmat ko'rsatish to'xtatishlari bir xil masofada dril va portlatish usulida yuzaga keladigan rejasiz kechikishlarga qaraganda ancha qisqa va bashorat qilish osonroqdir.

Qattiq togʻ jinslarida tunnellash uchun TBM apparatini tanlashdan oldin qanday loyiha ma'lumotlari tayyorlanishi kerak?

Saytning tekshirilishi bir o'qlama siqilish kuchi, Braziliya uzilish kuchi, tog' jinsi abrazivlik indeksi, qatlamlar orasidagi masofa va ulardan joylashuvi, suv osti sharoiti hamda yirik ayrimliklar yoki siljish zonalari mavjudligini qamrab olgan batafsil tog' massasi xarakteristikasini o'z ichiga olishi kerak. Bu ma'lumotlar TBM apparati spetsifikatsiyasiga, jumladan, kesuvchi boshning itarish quvvati, kesuvchi elementlarning turi va joylashuvi, himoya qiluvchi qismining konstruksiyasi hamda qo'shimcha tizim konfiguratsiyasiga bevosita kiritiladi. Aniq geotexnik ma'lumotlar TBM apparatining berilgan loyihada kutilayotgan tezlik afzalligini amalga oshirishini bashorat qilish uchun eng muhim bitta kirish ma'lumotidir.