ماشين آلات حفر تونل جايگاه ويژه اي در پروژه هاي تونل سازي داشته.
به همين علت ضروري است افرادي كه در اين بخش فعاليت مي كنند و يا قصد فعاليت در اين حوزه را در آينده دارند با اين ماشين آلات آشنايي داشته باشند.
ماشين آلات حفر تونل جايگاه ويژه اي در پروژه هاي تونل سازي داشته.
به همين علت ضروري است افرادي كه در اين بخش فعاليت مي كنند و يا قصد فعاليت در اين حوزه را در آينده دارند با اين ماشين آلات آشنايي داشته باشند.
در اين مقاله به معرفي انواع ماشين آلات حفر تونل مي پردازيم.
ماشين آلات حفر تونل جايگاه ويژه اي در پروژه هاي تونل سازي داشته.
به همين علت ضروري است افرادي كه در اين بخش فعاليت مي كنند و يا قصد فعاليت در اين حوزه را در آينده دارند با اين ماشين آلات آشنايي داشته باشند.
در اين مقاله به معرفي انواع ماشين آلات حفر تونل مي پردازيم.
روش هاي حفر تونل :
روش هاي عمومي حفر تونل عبارت اند از:
- چالزني و آتش باري
- استفاده از چكش هيدروليكي
- ماشين حفاري كله گاوي(road header)
- استفاده از دستگاه حفار تونل(TBM)
در ادامه به معرفي هر يك از موارد فوق مي پردازيم.
چالزني و آتش باري
به طور كل مراحل اين روش به ترتيب ذيل مي باشد.
- حفر چال
- آماده سازي چال
- اتصال فيلتر به چاشني
- چاشني گداري
- تميز كردن
- خرج گذاري
- بستن چال(گل گذاري)
- آتش كردن چال
براي حفاري چال ترانشه هاي باز و حفر چال هاي عمودي معمولاً از دريل واگن يا چكش دستي استفاده شده.
همچنين جهت حفر چال هاي افقي داخل تونل از جامبودريل استفاده مي شود.
دريل واگن(wagon drill):
دريل واگن ها به طور كلي به دو گروه ذيل تقسيم بندي شده:
- دريل واگن هاي پنوماتيكي(بادي)
- دريل واگن هاي هيدروليكي(روغني)
بايد توجه نمود كه دريل واگن هاي هيدروليكي نسبت به انواع پنوماتيكي خود داراي مزاياي عمده اي مي باشند.
لذا استفاده از دريل واگن هاي هيدروليكي در پروژه ها مقرون به صرفه تر مي باشد.
نمونه اي از دريل واگن در حال انجام فعاليت.
جامبو دريل ها:
جابمو دريل ها مي تواند تك بوم،دو بوم و سه بوم با سبد و بدون سبد باشند.
همچنين اين ماشين مانند دريل واگن در دو نوع پنوماتيكي و هيدروليكي موجود مي باشد.
جامبودريل ها ي هيدروليكي داراي انواع گوناگون مي باشند امّا ويژگي هاي مشترك در بين آنها عبارت اند از:
- سهولت در تعمير و نگهداري
- قابليت گردش هر بوم تا ۲۷۰ درجه
- امكان حفر چال در سايزهاي گوناگون
- مجهز به سيستم خنثي كننده ي گازهاي سمي اگزوز
علاوه بر ويژگي هاي فوق اين دستگاه ها ممكن است ويژگي هاي مشترك ديگري نيز داشته باشند.
نمونه اي از يك دستگاه جامبودريل.
مواد منفجره عمليات آتشباري
براي انجام عمليات آتش باري عموماً از ۲ ماده آنفو و ديناميت استفاده مي شود.
لازم به ذكر است استفاده از آنفو داراي مزايايي نسبت به ديناميت است كه عبارت است از:
- گازهاي سمي توليد شده توسط آنفو كمتر مي باشد.
- انبار كردن آنفو آسان تر از ديناميت مي باشد.
- هزينه آنفو كمتر از ديناميت مي باشد.
- كاهش زمان بارگزاري
- خرد شدن بيشتر مواد منفجره
استفاده از چكش هيدروليكي:
در مواردي كه بدنه تونل ريزشي مي باشد استفاده از مواد آتش باري يا غير ممكن مي باشد و يا با خطر همراه مي باشد.
همچنين براي تونل هايي با مسافت هاي كم استفاده از كله گاوي و TBM اصولاً غير اقتصادي مي باشد.
در اين شرايط براي حفر تونل از چكش هاي هيدروليكي عموماً استفاده مي شود.
علاوه بر موارد فوق الذكر ممكن است به دليل شرايط جغرافيايي دسترسي به مواد منفجره، دستگاه حفاري كله گاوي و TBM فراهم نباشد كه اين مورد بستر مناسبي براي استفاده از چكش هيدروليكي را ايجاد مي نمايد.
خواندن اين مطلب هم به شما توصيه ميكنيم: آشنايي با بلدوزر و موارد استفاده از آن
براي آشنايي بيش تر با چكش هيدروليك مقاله آشنايي با بيل مكانيكي و موارد كاربرد آن را مطالعه نماييد.
ماشين حفاري كله گاوي(road header)
اساس كار در اين دستگاه بر اساس انتقال ضربه اي به سنگ مي باشد.
عوامل موثر براي اين عمل انرژي وزن چكش،ارتفاع آن،فركانس و… مي باشد.
سر حفار اين دستگاه به دو دسته پودركن و تراشه كني تقسيم مي شود.
ناخن هاي نصب شده بر روي كله حفاري عموماً از جنس كربور تنگستن مي باشند.
سر حفار ماشين با قابليت تعويض مي باشد.
بخش هاي اصلي اين دستگاه چكش هيدروليكي و بيل مكانيكي مي باشد.
لازم به ذكر است امروزه اين دستگاه در ابعاد گوناگون در بازار موجود مي باشد.
نمونه اي از ماشين تونل زني كله گاوي در حال انجام عمليات حفاري.
استفاده از دستگاه حفار تونل(TBM)
دستگاه تي بي ام جزء ماشين آلات ويژه به حساب مي آيد.
لذا استفاده از اين دستگاه به دليل هزينه هاي بالاي سرمايه گذاري تنها در پروژه هاي خاص به صرفه مي باشد.
تي بي ام ها به طور اساسي به دو دسته زير تقسيم بندي شده:
تي بي ام مخففTunnel Boring Machine مي باشد.
دستگاه تي بي ام را همچنين با نام مول (mole) نيز مي شناسند.
امروزه تي بي ام ها با قطرهاي مختلف در پروژه هاي حفر تونل به صورت وسيع مورد استفاده مي باشند.
بزرگ ترين تي بي ام موجود كه توسط شركت آلماني هرنگشت براي پروژه اي در شهر شانگهاي ساخته شده است داراي قطر ۱۵٫۴۳ متر مي باشد.
انواع تي بي ام ها را بر اساس ويژگي هاي آن ها مي توان به موارد زير تقسيم نمود:
۱-تي بي ام هاي سپر دار خاكهاي سست
۲-تي بي ام سپردار دوغابي (Slurry Shield)
۳-تي بي ام سپردار اي پي بي(EPB)
۴-ﺗﻲ ﺑﻲ ام اﻛﺴﻜﺎوﻳﺘﻮر
۵-تي بي ام هاي صخره اي سخت
۶-تي بي ام صخره اي باز
۷-تي بي ام صخره اي سپردار كه خود به دو نوع زير تقسيم بندي مي شوند:
- ﺗﻲ ﺑﻲ ام ﺻﺨﺮه اي ﺗﻚ ﺳﭙﺮه
- ﺗﻲ ﺑﻲ ام ﺻﺨﺮه اي دو ﺳﭙﺮه
براي انتخاب نوع تي بي ام موارد بسيار زيادي را بايد در نظر گرفت كه به صورت اختصاري به شرح زير مي باشند:
- منحني دانه بندي خاك
- نفوذ اب هاي زير زميني
- كاني شناسي خاك/سنگ
- كيفيت خاك
- مقاومت سنگ
مزاياي استفاده از دستگاه تي بي ام:
- سرعت پيشروي بالا
- عمليات پيوسته
- تخريب كمتر سنگ
- ايمني بيشتر
- توان عمليات مكانيزه
- اندازه يكسان خاكهاي حفاري شده
معايب استفاده از دستگاه حفاري تي بي ام:
- مقطع دايره اي ثابت
- انعطاف پذيري محدود در برابر مشكلات زمين
- نياز به سرمايه زياد دارد
- نياز به زمان تجهيز طولاني تر نسبت به ساير ماشين آلات حفر تونل
مقايسه ماشين آلات حفر تونل با يك ديگر:
هر كدام از ماشين آلات حفر تونل داراي معايب و مزايايي نسبت به يك ديگر مي باشند.
در اين قسمت اين ماشين آلات را با يك ديگر مقايسه مي نماييم.
مزاياي استفاده از كله گاوي نسبت به تي بي ام :
- قيمت كله گاوي نسبت به تي بي ام بسيار كمتر مي باشد.
- پيشروي آسان
- امكان تغيير شكل و قطر مقاطع
- عملكرد مناسب در لايه هاي سخت متناوب
مزاياي ماشين در مقايسه با روش آتشباري:
- امكان سرعت پيش روي بالاتر
- بالاتر بودن ايمني و مطلوب بودن شرايط كاري
- امكان نفوذ كمتر آب هاي زير زميني
- استفاده كمتر از كارگر
- كاهش وسائل نگهداري
جهت درك بهتر از عملكرد TBM مي توانيد فيلم زير را مشاهده كنيد:
انجام پروژه دانشجويي معماري