Les machines d'allocation à tunneling (TBM) sont des merveilles de l'ingénierie moderne, conçues pour creuser des tunnels avec une perturbation minimale à la surface. Bien que tous les TBM servent le même objectif de base, ils utilisent différentes méthodes pour gérer le matériel excavé, connu sous le nom de Muck, et soutiennent la face du tunnel. Les deux types les plus courants sont les Machine à l'équilibre de la pression de la Terre (EPB) et le Bouclier de suspension . Comprendre leurs différences est crucial pour sélectionner le bon équipement d'encouragement à tunnel pour un projet donné.
Machines à l'équilibre de la pression de la Terre (EPB)
Machines EPB sont un type de bouclier mécanisé qui est très efficace dans les conditions cohésives et moulues comme l'argile, le limon et le sable. Le principe central d'un bouclier EPB est d'utiliser le matériau excavé lui-même pour créer une pression stable à la face du tunnel, empêchant le sol environnant de s'effondrer.
Comment ça marche:
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Excavation et conditionnement de la boue: La tête de coupe rotative de la machine excavait le sol. Lorsque la boue pénètre dans la chambre sous pression de la machine (la chambre de convoyeur à vis), elle est mélangée avec des agents de conditionnement comme la mousse, la bentonite ou les polymères. Ces agents transforment le sol en une consistance en plastique et en forme de dentifrice.
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Contrôle de la pression: Le convoyeur à vis, qui est le cœur du système EPB, contrôle la vitesse à laquelle la boue conditionnée est extraite de la chambre. En ajustant la vitesse du convoyeur à vis et la force de poussée de la machine à tunneler, une pression constante est maintenue à la face du tunnel. Cette pression équilibre parfaitement la pression de la Terre et de l'eau environnante, assurant la stabilité sans provoquer une colonie du sol.
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Transport de boue: La boue conditionnée est ensuite transportée hors du tunnel sur une courroie de tapis roulant ou par d'autres moyens.
Avantages:
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Excellent pour les sols doux et à grains fins.
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Nécessite moins d'assèchement par rapport à d'autres méthodes, ce qui le rend plus respectueux de l'environnement dans certains cas.
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Le matériau excavé est souvent facile à manipuler et à éliminer.
Inconvénients:
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Les difficultés dans un sol grossier et hautement perméable (par exemple, de gravier) où les agents de conditionnement ne peuvent pas créer efficacement une pâte étanche.
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Peut être moins efficace dans des conditions à visage mixte (où la face du tunnel se compose à la fois de roche douce et dure).
TBMS du bouclier de suspension
TBMS du bouclier de suspension , en revanche, sont spécifiquement conçus pour les tunnels dans les sols non cohésifs, tels que le sable et le gravier, ainsi que des conditions à visage mixte. Au lieu d'utiliser le sol excavé pour l'équilibre de la pression, ils utilisent une suspension de bentonite sous pression.
Comment ça marche:
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Excavation et injection de suspension: La tête de coupe excavait le sol, qui est immédiatement mélangé à une suspension de bentonite dans la chambre d'excavation. La suspension est pompée dans la chambre à une pression contrôlée.
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Contrôle de la pression: La suspension sous pression forme un "gâteau à filtre" sur la face du tunnel, qui agit comme une barrière pour empêcher l'eau d'entrer dans la chambre et la terre de s'effondrer. La pression de la suspension est soigneusement contrôlée pour contrebalancer la terre externe et la pression de l'eau.
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Transport et séparation de boue: Le mélange de suspension et de boue est ensuite pompé hors du tunnel vers une usine de séparation de surface. Ici, le sol excavé est séparé de la suspension, qui est ensuite reconditionné et pompé dans la machine à tunneling pour être réutilisée.
Avantages:
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Très efficace dans le sol gorgé d'eau et non cohésive.
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Excellent pour gérer les pressions élevées en eau.
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Peut gérer une grande variété de conditions de sol, y compris les fragments de roche et les rochers.
Inconvénients:
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Nécessite une usine de traitement de suspension complexe et coûteuse à la surface.
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Le processus de séparation de la boue de la suspension peut être coûteux et long.
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L'élimination de la boue excavée peut être plus complexe en raison de son mélange avec lisier.
Conclusion
En résumé, le choix entre un EPB TBM et un Bouclier de suspension Cela dépend en grande partie des conditions géologiques et hydrogéologiques du site de tunneling. Une machine EPB est le go-to sols cohésifs et mous , tirant parti du matériel excavé lui-même pour la stabilité. Un bouclier de suspension, en revanche, est l'option supérieure pour terre à eau et non cohésive , s'appuyant sur une suspension de bentonite pour maintenir la pression du visage. Les deux types de machines d'alésage tunnel représentent des solutions sophistiquées aux défis de la construction souterraine, mais leurs principes opérationnels distincts les rendent adaptés à différents environnements souterrains.
