Tunneling Bowing Machines (TBMs) sind Wunder der modernen Technik, die Tunnel mit minimaler Störung der Oberfläche ausgraben. Während alle TBMs den gleichen grundlegenden Zweck erfüllen, verwenden sie unterschiedliche Methoden, um das ausgegrabene Material, das als Mist bezeichnet wird, zu verwalten und das Tunnelgesicht zu unterstützen. Die beiden häufigsten Typen sind die EPB -Maschine für Erddruckbilanz (EPB) und die Aufschlämmungsschild . Das Verständnis ihrer Unterschiede ist entscheidend für die Auswahl der richtigen Tunnelbohrungsausrüstung für ein bestimmtes Projekt.
Erddruckbilanz (EPB) Maschinen
EPB -Maschinen sind eine Art mechanisierter Schild, der bei kohäsiven, weichen Bodenbedingungen wie Ton, Schlick und Sand sehr effektiv ist. Das Kernprinzip eines EPB -Schildes besteht darin, das ausgegrabene Material selbst zu verwenden, um einen stabilen Druck auf der Tunnelfläche zu erzeugen, wodurch der umgebende Boden zusammenbricht.
Wie es funktioniert:
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Ausgrabung und Dreckkonditionierung: Der rotierende Schneiderkopf der Maschine wird den Boden ausgraben. Wenn der Mist in die unter Druck stehende Kammer der Maschine (die Schraubförderkammer) eintritt, wird er mit Konditionierungsmitteln wie Schaumstoff, Bentonit oder Polymeren gemischt. Diese Wirkstoffe verwandeln den Boden in eine plastische, zahnpastadähnliche Konsistenz.
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Druckregelung: Der Schraubförderer, der das Herz des EPB -Systems ist, steuert die Rate, mit der der konditionierte Mist aus der Kammer extrahiert wird. Durch Einstellen der Geschwindigkeit des Schraubenförders und der Schubkraft der Tunnelmaschine wird ein konstanter Druck an der Tunnelfläche gehalten. Dieser Druck gleicht den umgebenden Erde und Wasserdruck perfekt aus und gewährleistet die Stabilität, ohne eine Bodensiedlung zu verursachen.
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Drecktransport: Der konditionierte Dreck wird dann aus dem Tunnel auf einem Förderband oder auf andere Weise aus dem Tunnel transportiert.
Vorteile:
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Hervorragend für weiche, feinkörnige Böden.
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Erfordert weniger Entwässerung im Vergleich zu anderen Methoden, sodass es in einigen Fällen umweltfreundlicher wird.
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Das ausgegrabene Material ist oft leicht zu handhaben und zu entsorgen.
Nachteile:
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Kämpfe in grobem, hoch durchlässigen Boden (z. B. Kies), bei denen die Konditionierungsmittel keine druckdichte Paste erzeugen können.
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Kann unter gemischten Bedingungen weniger effektiv sein (bei denen das Tunnelgesicht sowohl aus weichem als auch aus harter Gestein besteht).
Aufschlämmungsschild TBMs
Aufschlämmungsschild TBMs Im Gegensatz dazu sind speziell für das Tunneln in wasserhaltigen, nicht kohärischen Böden wie Sand und Kies sowie gemischte Bedingungen ausgelegt. Anstatt den ausgegrabenen Boden für den Druckbilanz zu verwenden, verwenden sie eine unter Druck stehende Bentonit -Aufschlämmung.
Wie es funktioniert:
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Ausgrabung und Aufschlämmungsinjektion: Der Schneiderkopf ausgräbt den Boden, der sofort mit einer Bentonit -Aufschlämmung in der Ausgrabungskammer gemischt wird. Die Aufschlämmung wird bei einem kontrollierten Druck in die Kammer gepumpt.
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Druckregelung: Die unter Druck stehende Aufschlämmung bildet einen "Filterkuchen" auf der Tunnelfläche, die als Barriere fungiert, um zu verhindern, dass Wasser in die Kammer und den Boden zusammenbricht. Der Druck der Aufschlämmung wird sorgfältig kontrolliert, um den äußeren Erde und den Wasserdruck auszugleichen.
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Dreck Transport und Trennung: Die Mischung aus Aufschlämmung und Mist wird dann aus dem Tunnel zu einer Oberflächenabstandspflanze gepumpt. Hier ist der ausgegrabene Boden von der Aufschlämmung getrennt, die dann überholt und wieder in die Tunnelmaschine gepumpt wird, um wiederverwendet zu werden.
Vorteile:
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Hochwirksam in wässrigen, nicht kohäsiven Boden.
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Hervorragend zum Umgang mit hohem Wasserdruck.
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Kann eine Vielzahl von Bodenbedingungen, einschließlich Gesteinsfragmenten und Felsbrocken, verwalten.
Nachteile:
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Benötigt eine komplexe und teure Aufschlämmungsanlage an der Oberfläche.
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Der Prozess der Trennung des Drecks von der Aufschlämmung kann kostspielig und zeitaufwändig sein.
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Die Entsorgung des ausgegrabenen Mistes kann aufgrund seiner Mischung mit Aufschlämmung komplexer sein.
Abschluss
Zusammenfassend die Wahl zwischen einem EPB TBM und a Aufschlämmungsschild Hängt weitgehend von den geologischen und hydrogeologischen Bedingungen des Tunneling -Standorts ab. Eine EPB-Maschine ist die Anlaufstelle für Kohäsive, weiche Böden Nutzung des ausgegrabenen Materials selbst für Stabilität. Ein Aufschlämmungsschild dagegen ist die überlegene Option für wasserhaltiger, nicht kohärer Boden auf eine Bentonit -Aufschlämmung stützen, um den Gesichtsdruck aufrechtzuerhalten. Beide Arten von Tunnelbohrungsmaschinen stellen ausgeklügelte Lösungen für die Herausforderungen des Untergrundbaues dar, ihre unterschiedlichen operativen Prinzipien machen sie jedoch für verschiedene unterirdische Umgebungen geeignet.
