Tunneling Boring Machines (TBMS) adalah keajaiban teknik modern, dirancang untuk menggali terowongan dengan gangguan minimal ke permukaan. Sementara semua TBM memiliki tujuan dasar yang sama, mereka menggunakan metode yang berbeda untuk mengelola bahan yang digali, yang dikenal sebagai kotoran, dan mendukung wajah terowongan. Dua tipe yang paling umum adalah Mesin keseimbangan tekanan bumi (EPB) dan Perisai Bubur . Memahami perbedaan mereka sangat penting untuk memilih peralatan membosankan terowongan yang tepat untuk proyek yang diberikan.
Mesin keseimbangan tekanan bumi (EPB)
Mesin EPB adalah jenis perisai mekanis yang sangat efektif dalam kohesif, kondisi tanah lunak seperti tanah liat, lumpur, dan pasir. Prinsip inti dari perisai EPB adalah menggunakan bahan yang digali sendiri untuk menciptakan tekanan yang stabil di permukaan terowongan, mencegah tanah di sekitarnya runtuh.
Cara kerjanya:
-
Penggalian dan pengkondisian kotoran: Kepala pemotong yang berputar mesin menggali tanah. Saat kotoran memasuki ruang bertekanan mesin (ruang konveyor sekrup), ia dicampur dengan agen pengkondisian seperti busa, bentonit, atau polimer. Agen-agen ini mengubah tanah menjadi konsistensi plastik, seperti pasta gigi.
-
Kontrol Tekanan: Konveyor sekrup, yang merupakan jantung dari sistem EPB, mengontrol laju di mana kotoran yang dikondisikan diekstraksi dari ruang. Dengan menyesuaikan kecepatan konveyor sekrup dan gaya dorong mesin terowongan, tekanan konstan dipertahankan di permukaan terowongan. Tekanan ini dengan sempurna menyeimbangkan tekanan bumi dan air di sekitarnya, memastikan stabilitas tanpa menyebabkan pemukiman tanah.
-
Transportasi kotoran: Muck yang dikondisikan kemudian diangkut keluar dari terowongan di sabuk konveyor atau dengan cara lain.
Keuntungan:
-
Sangat baik untuk tanah yang lembut dan berbutir halus.
-
Membutuhkan lebih sedikit pengeringan dibandingkan dengan metode lain, membuatnya lebih ramah lingkungan dalam beberapa kasus.
-
Bahan yang digali seringkali mudah ditangani dan dibuang.
Kerugian:
-
Perjuangan di tanah kasar, sangat permeabel (mis., Kerikil) di mana agen pengkondisian tidak dapat secara efektif membuat pasta ketat.
-
Dapat kurang efektif dalam kondisi wajah campuran (di mana wajah terowongan terdiri dari kedua batu lunak dan keras).
Perisai Bubur TBMS
Slurry Shield TBMS Sebaliknya, secara khusus dirancang untuk tunneling di tanah yang mengandung air, tanah non-kohesif seperti pasir dan kerikil, serta kondisi wajah campuran. Alih -alih menggunakan tanah yang digali untuk keseimbangan tekanan, mereka menggunakan bubur bentonit bertekanan.
Cara kerjanya:
-
Injeksi Penggalian dan Bubur: Kepala pemotong menggali tanah, yang segera dicampur dengan bubur bentonit di ruang penggalian. Bubur dipompa ke dalam ruang pada tekanan terkontrol.
-
Kontrol Tekanan: Bubur bertekanan membentuk "kue filter" di permukaan terowongan, yang bertindak sebagai penghalang untuk mencegah air memasuki ruang dan tanah agar tidak runtuh. Tekanan bubur dikontrol dengan hati -hati untuk mengimbangi tekanan bumi dan air eksternal.
-
Transportasi dan Pemisahan Muck: Campuran bubur dan kotoran kemudian dipompa keluar dari terowongan ke pabrik pemisahan permukaan. Di sini, tanah yang digali dipisahkan dari bubur, yang kemudian direkondisi dan dipompa kembali ke mesin terowongan untuk digunakan kembali.
Keuntungan:
-
Sangat efektif di tanah yang tergenang air, tidak ko-kohesif.
-
Sangat baik untuk menangani tekanan air tinggi.
-
Dapat mengelola berbagai kondisi tanah, termasuk fragmen batu dan batu -batu besar.
Kerugian:
-
Membutuhkan pabrik pengolahan bubur yang kompleks dan mahal di permukaan.
-
Proses memisahkan kotoran dari bubur bisa mahal dan memakan waktu.
-
Pembuangan kotoran yang digali bisa lebih kompleks karena campurannya dengan bubur.
Kesimpulan
Singkatnya, pilihan antara EPB TBM dan a Slurry Shield sebagian besar tergantung pada kondisi geologis dan hidrogeologis dari situs tunneling. Mesin EPB adalah tujuan Kohesif, tanah lunak , memanfaatkan bahan yang digali sendiri untuk stabilitas. Perisai bubur, di sisi lain, adalah opsi yang lebih unggul untuk Tanah yang mengandung air, tidak kohesif , mengandalkan bubur bentonit untuk mempertahankan tekanan wajah. Kedua jenis mesin bor terowongan mewakili solusi canggih untuk tantangan konstruksi bawah tanah, tetapi prinsip operasionalnya yang berbeda membuatnya cocok untuk lingkungan bawah tanah yang berbeda.
