Arsitektur Mekanik TBM Perisai Tunggal
Itu Mesin Pengeboran Terowongan Pelindung Tunggal (TBM) dirancang khusus untuk penggalian pada kondisi batuan keras dimana massa batuannya retak atau tidak stabil. Tidak seperti TBM balok terbuka, varian Single Shield menampung seluruh mesin internalnya di dalam kulit baja silinder pelindung. Pelindung ini memberikan dukungan langsung dari atas dan samping, melindungi personel dan komponen presisi tinggi dari serpihan yang berjatuhan atau "semburan batu". Kepala pemotong di bagian depan dilengkapi dengan pemotong cakram tugas berat yang memberikan tekanan besar pada permukaan batu, sehingga menciptakan retakan tegangan yang menyebabkan batu terkelupas menjadi pecahan-pecahan yang dapat diatur.
Di dalam perisai, sistem propulsi mengandalkan mekanisme dorong memanjang. Karena alat berat beroperasi dalam konfigurasi pelindung tunggal, alat berat biasanya mendorong segmen beton yang dipasang sebelumnya untuk bergerak maju. Integrasi antara penggalian dan pelapisan ini menjadikannya pilihan yang sangat efisien untuk terowongan pengangkutan air jarak jauh, jalur kereta api, dan saluran utilitas di mana pelapisan beton yang sudah jadi diperlukan segera setelah proses pengeboran.
Dinamika Operasional dan Urutan Membosankan
Itu operational cycle of a Single Shield TBM is a synchronized process of excavation and structural reinforcement. The cycle begins with the boring phase, where hydraulic cylinders extend to push the cutterhead into the rock. As the rock is crushed, a series of buckets or scoops on the cutterhead transfer the muck onto a conveyor belt that runs through the center of the machine to the rear. This continuous removal system ensures that the face remains clear for the cutters to maintain optimal penetration rates.
Itu Ring Building Phase
Setelah silinder dorong mencapai ekstensi maksimumnya, pengeboran berhenti. Silinder kemudian ditarik kembali dalam kelompok kecil untuk memberi ruang bagi erektor segmen. Lengan robot ini mengangkat segmen beton pracetak dan menyatukannya hingga membentuk cincin utuh. Proses ini dirangkum di bawah ini:
- Retraksi silinder dorong hidrolik terhadap ring terakhir yang telah selesai.
- Penempatan segmen pracetak secara presisi dengan lengan erector pegangan vakum.
- Memasang celah melingkar antara batu dan segmen beton untuk memastikan stabilitas.
- Memajukan perisai dengan mendorong cincin yang baru dipasang.
Perbandingan Teknis: Perisai Tunggal vs. Perisai Ganda
Pemilihan TBM yang tepat sangat bergantung pada Unconfined Compressive Strength (UCS) batuan dan keberadaan zona sesar. Meskipun TBM Double Shield memungkinkan pengeboran dan pelapisan secara bersamaan, TBM ini memerlukan batu yang kompeten untuk digenggam dengan sepatu "penggenggam" mereka. TBM Perisai Tunggal lebih fleksibel dalam hal geologi yang bervariasi antara batuan yang kompeten dan zona yang sangat retak, karena mereka tidak bergantung pada cengkeraman dinding samping untuk stabilitas.
| Fitur | TBM Perisai Tunggal | TBM Perisai Ganda |
| Dukungan Utama | Segmen Beton | Sepatu / Segmen Gripper |
| Kesesuaian Geologi | Retak menjadi Batuan Stabil | Hard Rock Terutama Stabil |
| Mode Membosankan | Berurutan (Bore lalu Line) | Bersamaan (Bore dan Line) |
| Kompleksitas | Lebih rendah | Lebih tinggi |
Keuntungan dalam Kondisi Geologi yang Menantang
Itu primary advantage of the Single Shield TBM is its superior safety profile in "poor" rock. In zones where the rock is prone to collapsing or where water pressure is a concern, the shield acts as a secondary hull. Modern machines are often equipped with "back-loading" cutterheads, allowing disc changes from within the safety of the cutterhead itself, minimizing the time workers spend in front of the machine in unsupported ground.
Efisiensi dalam Pengelolaan Aliran Air Masuk
Saat membuat terowongan melalui batuan keras yang mengandung akuifer, TBM Single Shield dapat dilengkapi dengan segel khusus dan peralatan probing. Dengan melakukan pengeboran di depan kepala pemotong, para insinyur dapat menyuntikkan nat untuk menstabilkan tanah dan menghalangi masuknya air bahkan sebelum alat berat mencapai area tersebut. Desain perisai memungkinkan lingkungan yang lebih terkendali untuk mengelola perubahan mendadak dalam hidrogeologi, memastikan bahwa jadwal proyek tetap utuh meskipun ada kejutan di bawah tanah.
