A Mesin Boring Terowongan (TBM) pada dasarnya adalah pabrik mandiri di rel, dirancang untuk menggali terowongan secara tepat dan efisien. Tidak seperti metode bor dan ledakan tradisional, TBM menawarkan keunggulan yang signifikan dalam hal kecepatan, keamanan, dan dampak lingkungan.
Di jantung setiap TBM adalah miliknya kepala pemotong . Roda berputar besar ini dilengkapi dengan pemotong cakram, bit pemotongan, atau pencakar, tergantung pada kondisi geologis. Saat pemotong berputar dan didorong ke depan ke permukaan terowongan, alat -alat ini menggali material. Rampasan yang digali kemudian disalurkan melalui bukaan di kepala pemotong ke a Sistem Konveyor (Seringkali sekrup konveyor atau konveyor sabuk) yang mengangkutnya ke bagian belakang mesin untuk dilepas dari terowongan.
Komponen utama dan fungsinya:
-
Pemotong: Bagian paling depan dari TBM, bertanggung jawab untuk menggali tanah. Jenis pemotong bervariasi:
-
Pemotong disk digunakan untuk hard rock, menghancurkan batu saat mereka berguling di atasnya.
-
Memotong bit dan pencakar lebih umum untuk tanah yang lebih lembut, memotong dan mengikis material.
-
-
Sistem Dorong: Di belakang kepala pemotong adalah silinder hidrolik yang kuat yang mendorong TBM ke depan. Silinder ini biasanya mendorong terhadap segmen lapisan terowongan yang sebelumnya dipasang atau terhadap gripper yang memberikan tekanan pada dinding terowongan.
-
Tameng: Ini adalah badan utama TBM, memberikan dukungan ke tanah yang digali dan melindungi kru yang bekerja dan mesin dari runtuh. Perisai juga menampung berbagai sistem.
-
Sistem erector: Saat TBM maju, secara bersamaan menginstal segmen beton pracetak Itu membentuk lapisan terowongan permanen. Lengan erector mengambil segmen -segmen ini dan tepatnya menempatkan mereka untuk membuat cincin.
-
Sistem grouting: Setelah cincin terowongan dipasang, nat disuntikkan ke celah annular antara segmen yang terpasang dan tanah yang digali. Ini berfungsi untuk menstabilkan tanah, memindahkan beban, dan mencegah masuknya air.
-
Sistem Penghapusan Muck: Seperti yang disebutkan, konveyor mengangkut bahan yang digali ("kotoran") ke bagian belakang TBM, di mana ia dimuat ke kereta, truk, atau sistem lain untuk dihapus dari terowongan.
-
Sistem panduan: TBM modern menggunakan sistem panduan laser yang canggih, GPS, dan peralatan survei lainnya untuk memastikan terowongan digali secara tepat di sepanjang penyelarasan dan gradien yang dirancang.
-
Trailing Gear (Sistem Cadangan): Memperpanjang di belakang perisai TBM selama ratusan meter, trailing gear memiliki sistem pendukung penting. Ini termasuk transformator untuk listrik, saluran ventilasi, saluran air dan nat, ruang kontrol, dan fasilitas kru.
Jenis TBM:
Pemilihan tipe TBM sangat penting dan sangat tergantung pada kondisi geologis dan keberadaan air tanah:
-
Tbms wajah terbuka (gripper tbms): Ideal untuk kondisi batuan yang stabil. Mereka maju dengan mencengkeram dinding terowongan dan mendorong ke depan.
-
SHIELD TBMS: Digunakan dalam kondisi tanah yang tidak stabil di mana dukungan langsung diperlukan. Perisai melindungi tanah sampai segmen dipasang.
-
Mesin Saldo Tekanan Bumi (EPBMS): Biasa digunakan di tanah lunak dengan konsistensi yang bervariasi. Mereka menjaga keseimbangan antara tekanan tanah yang digali di dalam ruang dan tekanan yang diperlukan untuk mendukung permukaan terowongan, mencegah pemukiman tanah.
-
Slurry TBMS: Paling cocok untuk tanah atau tanah jenuh yang sangat basah dengan tekanan air tinggi. Bubur bertekanan (campuran bentonit atau polimer) digunakan untuk mendukung permukaan terowongan, dan bahan yang digali dicampur dengan bubur ini dan dipompa.
-
Single Shield TBMS: Operasi di tanah kohesif di mana tanah dapat berdiri untuk waktu yang singkat sebelum melapisi instalasi.
-
Double Shield TBMS: Digunakan dalam batuan retak atau tanah campuran. Mereka memiliki dua perisai yang memungkinkan penggalian kontinu dan ereksi segmen, yang mengarah ke tingkat uang muka yang lebih cepat.
-
Keuntungan TBMS:
-
Kecepatan: TBM dapat mencapai tingkat penggalian yang lebih cepat secara signifikan dibandingkan dengan metode konvensional, terutama dalam jarak jauh.
-
Keamanan: Mereka menyediakan lingkungan kerja yang lebih aman dengan segera mendukung tanah di belakang kepala pemotong, mengurangi risiko runtuh dan paparan terhadap kondisi berbahaya.
-
Precision: TBM dapat mempertahankan toleransi yang sangat ketat, memastikan terowongan digali dengan spesifikasi desain yang tepat.
-
Dampak Lingkungan: Mereka menyebabkan lebih sedikit gangguan permukaan, mengurangi kebisingan dan getaran, dan meminimalkan kebutuhan untuk peledakan, membuatnya ideal untuk daerah perkotaan.
-
Mengurangi persalinan: Sementara membutuhkan operator yang terampil, TBM umumnya membutuhkan lebih sedikit personel di wajah terowongan dibandingkan dengan bor dan ledakan.
Tantangan dan Pertimbangan:
-
Biaya: TBM sangat mahal untuk dibeli dan dioperasikan.
-
Logistik: Mengangkut, merakit, dan meluncurkan TBM adalah usaha logistik besar -besaran.
-
Kondisi tanah: Perubahan geologi yang tidak terduga, seperti menghadapi batuan yang sangat retak atau batu -batu besar di tanah lunak, dapat secara signifikan memperlambat atau menghentikan operasi. Air masuk adalah tantangan besar lainnya.
-
Pemeliharaan: TBM adalah mesin kompleks yang membutuhkan pemeliharaan berkelanjutan dan suku cadang khusus.
-
Panjang terowongan: TBMS paling hemat biaya untuk terowongan panjang, karena biaya pengaturan awal tinggi.
Sebagai kesimpulan, TBM adalah bukti keajaiban teknik modern, merevolusi bagaimana terowongan dibangun secara global. Kemampuan mereka untuk melahirkan melalui kondisi tanah yang menantang dengan presisi, kecepatan, dan keselamatan yang ditingkatkan menjadikan mereka alat yang sangat diperlukan untuk proyek infrastruktur utama di seluruh dunia, dari sistem kereta bawah tanah hingga terowongan pasokan air dan bypass jalan raya.
