L'art et la science de la construction underground ont été révolutionnées par le Machine d'alésage du tunnel (TBM). Ces merveilles mécaniques, souvent appelées «grains de beauté», sont devenues la solution incontournable pour créer de longs tunnels précis, en particulier face au défi formidable de l'ennui à travers la roche solide.
Le défi du hard rock
Rock Tunneling présente un ensemble unique d'obstacles. L'immense résistance et la nature abrasive du sol nécessitent une approche différente de celle de la tunnel à travers le sol mou. Bien que les méthodes traditionnelles de «perceuse et explosion» soient toujours utilisées, elles sont souvent plus lentes, plus risquées et provoquent des vibrations de sol importantes, ce qui les rend inadaptés aux zones urbaines ou aux projets où la stabilité géologique est primordiale.
C'est là que le spécialisé Machine d'alésage du tunnel Pour les tunnelins de roche n'entraîne son propre coup. Conçus pour résister aux forces extrêmes, ces TBM offrent une méthode d'excavation plus rapide, plus sûre et plus contrôlée. Ils créent une face de tunnel circulaire propre avec une perturbation minimale pour la masse rocheuse environnante, qui est essentielle pour la stabilité du tunnel à long terme.
Anatomie d'un TBM aléatoire
Un TBM spécifique à la roche est un morceau d'ingénierie complexe, construit pour écraser et se frayer un chemin à travers le granit le plus dur. Les composants clés comprennent:
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Cutterhead: C'est la partie la plus cruciale, un disque rotatif massif monté à l'avant de la machine. Il est équipé de coupeurs à disques en acier durci - pas de dents, mais d'une série de disques roulants qui appliquent une immense pression sur la face rocheuse. Alors que la tête de coupe tourne, ces coupeurs fracturent la roche, ce qui le fait se casser dans de petites jetons.
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Système de poussée: Pour générer la force nécessaire, des cylindres hydrauliques puissants poussent la tête de la tête vers l'avant. Cette poussée vers l'avant est réagi contre les murs du tunnel ou contre une doublure tunnel précédemment installée.
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Système d'élimination de la boue: Les copeaux de roche excavés, connus sous le nom de «boue», tombent dans des seaux sur la tête de la tête et sont ensuite transportés à l'arrière de la machine. Cela se fait généralement via un convoyeur à vis ou une série de ceintures de convoyeur, qui emportent le matériau du tunnel.
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Système Gripper: De nombreux TBM de roche, en particulier les TBM "ouverts" ou "Gripper", utilisent un système de prélice puissant. Ces machines s'ancrent aux murs du tunnel avec des coussinets hydrauliques, fournissant une base stable pour pousser la tête de la tête vers l'avant.
Types de tunnels de roche TBMS
Le choix d'un Machine d'alésage du tunnel Cela dépend fortement de la géologie rock spécifique. Tout le rock n'est pas le même; Certains sont compétents et stables, tandis que d'autres formations peuvent être fracturées ou contenir des eaux souterraines.
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TBM de faisceau principal (TBM ouverte): Ce sont le type le plus courant pour la roche dure et stable. Ils ont une structure ouverte derrière la tête de coupe, permettant aux équipages d'installer des boulons de roche, du maillage et du béton de tir pour soutenir les parois du tunnel à mesure que la machine avance. Cette conception est très efficace et offre une excellente visibilité de la géologie.
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TBMS de bouclier unique: Lorsque la roche est moins stable et sujette à l'écaillage ou à l'effondrement, une machine blindée est un choix plus sûr. Le bouclier, un boîtier en acier protecteur, s'étend sur le corps du TBM, protégeant l'équipage et l'équipement. Ce type de Machine d'alésage du tunnel Installe des segments de béton préfabris pour créer une doublure permanente immédiatement derrière le bouclier à mesure qu'elle progresse.
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TBMS à double bouclier: Ces machines combinent les meilleures caractéristiques des conceptions ouvertes et simples. Ils peuvent fonctionner en deux modes: un mode "Gripper" pour une roche stable et un mode "blindé" pour les zones moins stables. Le principal avantage d'un double bouclier Machine d'alésage du tunnel est sa capacité à installer des segments de tunnel simultanément avec le processus d'ennui dans la roche stable, conduisant à des taux d'avance très élevés.
L'évolution continue du Machine d'alésage du tunnel a permis de lutter contre les projets de tunneling de roche de plus en plus difficiles et longs, des chemins de fer trans-mountain et des lignes de métro de niveau profond à des infrastructures critiques d'eau et de services publics. Alors que les ingénieurs continuent de repousser les limites de ce qui est possible, ces titans souterrains resteront à l'avant-garde du génie civil moderne.
