Tunnel Boring Machines (TBMS) adalah potongan peralatan canggih yang telah merevolusi konstruksi bawah tanah. Mereka pada dasarnya adalah pabrik seluler yang dirancang untuk menggali terowongan dengan gangguan minimal ke tanah di sekitarnya.
Bagaimana TBMS Bekerja: Proses Fundamental
Operasi inti dari TBM melibatkan beberapa langkah berkelanjutan:
-
Penggalian: Di bagian paling depan TBM adalah kepala pemotong besar yang berputar. Disk baja ini dilengkapi dengan berbagai alat pemotong, seperti pemotong cakram untuk bit batu keras atau pemotong dan pencakar untuk tanah yang lebih lembut. Saat kepala pemotong berputar, ia menggiling, menggores, atau menggeser bahan di permukaan terowongan.
-
Penghapusan Muck: Bahan yang digali, yang dikenal sebagai "kotoran," jatuh melalui bukaan di kepala pemotong ke dalam ruang. Dari sana, biasanya diangkut oleh konveyor sekrup (untuk TBMs tanah lunak) atau dimuat ke serangkaian sabuk konveyor (untuk TBM Hard Rock) yang menjalankan panjang terowongan. Muck ini kemudian terus -menerus dikeluarkan ke permukaan untuk dibuang atau daur ulang.
-
Dorongan dan Maju: TBM didorong ke depan oleh silinder dorong yang kuat (jack) yang terletak di belakang kepala pemotong. Silinder ini mendorong terhadap segmen lapisan terowongan yang sebelumnya dipasang, menciptakan kekuatan yang diperlukan untuk memajukan kepala pemotong ke tanah.
-
Instalasi Lapisan Terowongan: Segera di belakang kepala pemotong, di dalam cangkang pelindung TBM (perisai), terletak erector. Lengan robot ini mengambil segmen beton pracetak (biasanya melengkung, potongan trapesium) dan dengan cermat menempatkan mereka untuk membentuk cincin lengkap dari lapisan terowongan. Segmen -segmen ini dibaut bersama, menciptakan struktur yang kuat, kedap air, dan permanen yang mendukung tanah dan membentuk dinding terowongan yang sudah jadi.
-
Grouting: Setelah cincin segmen dipasang, kekosongan antara bagian luar segmen dan tanah yang digali ("kekosongan ekor") segera diisi dengan nat khusus. Nat ini mengeras, memberikan dukungan tambahan untuk lapisan terowongan, mencegah pemukiman tanah, dan memastikan kesesuaian yang ketat.
-
Kemudi dan navigasi: TBM dilengkapi dengan sistem panduan laser yang canggih dan instrumen survei. Operator dapat secara tepat mengontrol arah TBM dengan menyesuaikan dorongan jack individu, memvariasikan kecepatan rotasi kepala pemotong, atau menggunakan sambungan artikulasi di dalam mesin. Ini memungkinkan mereka untuk mempertahankan penyelarasan dan gradien yang direncanakan, bahkan menavigasi kurva.
-
Trailing Gear (Sistem Cadangan): Di belakang tubuh TBM utama, serangkaian gantri atau trailer yang diartikulasikan ("sistem cadangan") mengikuti. Trailing Gear Houses Sistem Dukungan Esensial, termasuk:
- Ruang catu daya dan ruang kontrol
- Sistem Ventilasi
- Konveyor pemindahan kotoran
- Pompa nat dan pencampur tanaman
- Saluran air dan utilitas
- Akses Personil dan Peralatan Keselamatan.
Jenis TBM dan aplikasinya
Pilihan tipe TBM sangat penting dan sangat tergantung pada kondisi geologis tanah yang akan diundang:
-
Hard Rock TBMS (TBMS TBMS / THED ROCK OPEN-GRIPPER: TBMS Hard Rock): TBM ini dirancang untuk formasi batuan padat. Mereka menggunakan pemotong cakram yang membuat fraktur mikro di wajah batu.
- TBMS-GRIPPER OPEN: Maju dengan mencengkeram dinding terowongan (batu) dengan bantalan gripper.
- TBMS Hard Rock yang terlindung: Digunakan saat kondisi batuan retak atau dicampur, memberikan dukungan tanah penuh dengan perisai dan sering memasang lining segmen.
-
Earth Pressure Balance (EPB) TBMS: Ideal untuk tanah yang lembut dan kohesif (tanah liat, lumpur, pasir) yang dapat berdiri tanpa dukungan untuk waktu yang singkat. EPB TBM menggunakan bahan yang digali sendiri untuk membuat "kue kotoran" yang memberikan tekanan pada permukaan terowongan, menyeimbangkan tekanan tanah di sekitarnya. Konveyor sekrup mengatur pelepasan kotoran sambil mempertahankan keseimbangan ini.
-
Slurry TBMS: Paling cocok untuk tanah yang longgar dan mengandung air (pasir, kerikil, tanah jenuh). Dalam bubur TBM, kepala pemotong beroperasi di ruang yang diisi bubur bertekanan. Bubur menstabilkan wajah terowongan dan mengangkut bahan yang digali ke permukaan melalui pipa, di mana ia diproses untuk memisahkan padatan dari cairan.
-
TBM Ground Campuran (Variabel Density TBMS): Ini adalah mesin serbaguna yang dapat beradaptasi dengan berbagai kondisi tanah, kadang -kadang menggabungkan fitur EPB dan TBMS bubur. Mereka dapat menyesuaikan parameter seperti tekanan wajah dan laju pelepasan kotoran agar sesuai dengan sifat -sifat tanah yang berubah.
-
Mesin Jacking Pipa (Microtunneling TBMS): Versi TBM yang lebih kecil, sering dikendalikan dari jarak jauh, digunakan untuk memasang saluran pipa atau saluran utilitas yang lebih kecil. Mereka mendorong pipa tepat di belakang kepala pemotong.
Keuntungan menggunakan TBMS
- Kecepatan dan Efisiensi: TBM dapat melahirkan terowongan terus menerus dan umumnya menggali terowongan lebih cepat daripada metode konvensional seperti pengeboran dan peledakan.
- Keamanan: Perisai tertutup TBM menyediakan lingkungan kerja yang lebih aman bagi personel, melindungi mereka dari pingsan dan masuknya air tanah.
- Gangguan permukaan minimal: Ketika mereka beroperasi di bawah tanah, TBM secara signifikan mengurangi gangguan pada infrastruktur permukaan, lalu lintas, dan masyarakat, menjadikannya ideal untuk daerah perkotaan.
- Mengurangi Dampak Lingkungan: Tingkat getaran yang lebih rendah dan lebih sedikit kebisingan dibandingkan dengan peledakan, dengan tumpukan rampasan yang lebih sedikit di permukaan.
- Bentuk terowongan yang konsisten: TBM menghasilkan lubang terowongan melingkar yang halus, yang sering mengurangi jumlah lapisan sekunder yang dibutuhkan.
- Otomasi: Banyak fungsi TBM otomatis, yang mengarah ke kinerja yang konsisten dan berkurangnya tenaga kerja manual.
Proyek TBM yang terkenal
TBM telah berperan dalam membangun beberapa proyek infrastruktur paling mengesankan di dunia, termasuk:
- Saluran Terowongan (Eurotunnel): Menghubungkan Inggris dan Prancis di bawah saluran Inggris.
- Gotthard Base Tunnel: Terowongan kereta api terpanjang di dunia, berlari melalui Pegunungan Alpen di Swiss.
- Crossrail (Elizabeth Line) di London: Sistem kereta api bawah tanah yang besar.
- Subway Second Avenue di New York City: Memperluas jaringan Subway.
- Tunnel SR 99 Seattle (Bertha): Terowongan jalan raya berdiameter besar.
Sebagai kesimpulan, TBM adalah keajaiban rekayasa yang telah mengubah cara kita membangun di bawah tanah. Efisiensi, keamanan, dan kemampuan mereka untuk menangani beragam kondisi geologis menjadikannya alat yang sangat diperlukan untuk menciptakan arteri tersembunyi yang vital dari masyarakat modern.
