Die Kunst und Wissenschaft des unterirdischen Konstruktions wurde von der revolutioniert Tunnelbohrmaschine (TBM). Diese mechanischen Wunder, die oft als "Maulwürfe" bezeichnet werden, sind zur Erstellung langer, präziser Tunnel geworden, insbesondere wenn sie mit der gewaltigen Herausforderung des Langweiligs durch feste Gestein stehen.
Die Herausforderung von Hard Rock
Rock Tunneling zeigt eine einzigartige Reihe von Hindernissen. Die immense Stärke und Schleifigkeit des Bodens erfordern einen anderen Ansatz als das Tunneln durch weiche Boden. Während traditionelle "Drill and Blast" -Methoden noch verwendet werden, sind sie oft langsamer, riskanter und verursachen erhebliche Bodenschwingung, was sie für städtische Gebiete oder Projekte ungeeignet macht, in denen die geologische Stabilität von größter Bedeutung ist.
Hier die Spezialisierten Tunnelbohrmaschine Für Felsentunnel kommt für sich selbst. Diese TBMs konzipiert extremen Kräften und bieten eine schnellere, sicherere und kontrolliertere Ausgrabungsmethode. Sie erzeugen ein sauberes, kreisförmiges Tunnelgesicht mit minimaler Störung der umgebenden Felsmasse, was für die Langzeittunnelstabilität von entscheidender Bedeutung ist.
Anatomie eines Rock-Bohrung-TBM
Ein felspezifisches TBM ist ein komplexes Stück Engineering, das selbst durch den härtesten Granit gebaut wurde. Die Schlüsselkomponenten umfassen:
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Cutterhead: Dies ist der wichtigste Teil, eine massive rotierende Scheibe, die an der Vorderseite der Maschine montiert ist. Es ist mit gehärteten Stahlscheibenschneidern ausgestattet - keine Zähne, sondern eine Reihe von Rollscheiben, die immens Druck auf die Gesteinsfläche ausüben. Während sich der Cutterhead dreht, brechen diese Schneider den Felsen, wodurch es in kleinen Chips abbricht.
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Schubsystem: Um die notwendige Kraft zu erzeugen, drücken starke hydraulische Zylinder den Cutterhead nach vorne. Dieser Vorwärtsschub wird gegen die Tunnelwände oder gegen eine zuvor installierte Tunnelfutter reagiert.
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Mistentfernungssystem: Die ausgegrabenen Felsenchips, bekannt als "Mist", fallen in Eimer am Cutterhead und werden dann zur Rückseite der Maschine transportiert. Dies erfolgt normalerweise über einen Schraubenförderer oder eine Reihe von Förderbändern, die das Material aus dem Tunnel tragen.
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Gripper -System: Viele Rock -TBMs, insbesondere "offen" oder "Gripper" TBMs, verwenden ein leistungsstarkes Gripper -System. Diese Maschinen verankern sich mit hydraulischen Pads an den Tunnelwänden und bieten eine stabile Basis, um den Cutterhead nach vorne zu drücken.
Arten von Gesteintunneling -TBMs
Die Wahl von a Tunnelbohrmaschine hängt stark von der spezifischen Felsgeologie ab. Nicht alle Felsen sind gleich; Einige sind kompetent und stabil, während andere Formationen gebrochen werden oder Grundwasser enthalten können.
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Hauptstrahl -TBMs (Open TBMS): Dies sind der häufigste Typ für harte, stabile Gestein. Sie haben eine offene Struktur hinter dem Cutterhead, sodass die Besatzungen Felsschrauben, Mesh und Spritzbeton installieren können, um die Tunnelwände beim Fortschreiten der Maschine zu stützen. Dieses Design ist sehr effizient und bietet eine hervorragende Sichtbarkeit der Geologie.
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Einzelschild -TBMs: Wenn der Stein weniger stabil ist und anfällig für Ablauf oder Zusammenbruch ist, ist eine abgeschirmte Maschine eine sicherere Wahl. Der Schild, ein Schutzstahlgehäuse, erstreckt sich über den Körper des TBM und schützt die Besatzung und die Ausrüstung. Diese Art von Tunnelbohrmaschine Installiert Betonsegmente vor dem Cast, um eine dauerhafte Auskleidung unmittelbar hinter dem Schild zu erstellen, wenn er voranschreitet.
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Doppelschild TBMs: Diese Maschinen kombinieren die besten Merkmale von offenen und Single-Shield-Designs. Sie können in zwei Modi arbeiten: einen "Gripper" -Modus für stabile Gestein und einen "abgeschirmten" Modus für weniger stabile Bereiche. Der Hauptvorteil eines Doppelschildes Tunnelbohrmaschine Ist seine Fähigkeit, Tunnelsegmente gleichzeitig mit dem Bohrprozess in stabilem Gestein zu installieren, was zu sehr hohen Voraussetzungen führt.
Die fortgesetzte Entwicklung der Tunnelbohrmaschine hat es ermöglicht, immer schwierigere und lange Rock-Tunneling-Projekte anzugehen, von Trans-Mountain-Eisenbahnen über U-Bahn-Leitungen auf tiefgreifende Wasser- und Versorgungsinfrastruktur. Da die Ingenieure weiterhin die Grenzen dessen überschreiten, bleiben diese unterirdischen Titanen an der Spitze des modernen Bauingenieurwesens.
