ما هو الفرق بين EPB و TBM الملاط؟

آلات النفق الممل (TBMS) هي أعجوبة من الهندسة الحديثة ، مصممة لحفر الأنفاق بأقل قدر من التعطل على السطح. بينما تخدم جميع TBMs نفس الغرض الأساسي ، فإنها تستخدم طرقًا مختلفة لإدارة المواد المحفورة ، والمعروفة باسم Muck ، ودعم وجه النفق. النوعان الأكثر شيوعا هما آلة توازن ضغط الأرض (EPB) و درع الملاط . يعد فهم خلافاتهم أمرًا بالغ الأهمية لاختيار المعدات المملة للنفق المناسبة لمشروع معين.

آلات توازن ضغط الأرض (EPB)

آلات EPB هي نوع من الدرع الميكانيكي الذي هو فعال للغاية في الظروف الأرضية المتماسكة ، مثل الطين والطمي والرمال. يتمثل المبدأ الأساسي لدرع EPB في استخدام المادة المحفورة نفسها لإنشاء ضغط مستقر على وجه النفق ، مما يمنع الأرض المحيطة من الانهيار.

كيف تعمل:

1. الحفر وتكييف الوحل: رأس القاطع الدوار للماكينة يحفر التربة. عندما يدخل الوحل إلى الغرفة المضغوطة للآلة (غرفة النقل المسمار) ، يتم خلطها مع عوامل تكييف مثل الرغوة أو البنتونيت أو البوليمرات. هذه العوامل تحول التربة إلى تناسق شبيه بالمعجون البلاستيكي.

2. التحكم في الضغط: يتحكم الناقل اللولبي ، وهو قلب نظام EPB ، في المعدل الذي يتم فيه استخراج الوحل المكيف من الغرفة. عن طريق ضبط سرعة ناقل المسمار وقوة الدفع لآلة النفق ، يتم الحفاظ على ضغط ثابت في وجه النفق. يوازن هذا الضغط تمامًا عن الأرض المحيطة بالضغط الأرضي والمياه ، مما يضمن الاستقرار دون التسبب في تسوية أرضية.

3. نقل الوحل: ثم يتم نقل الوحل المكيف من النفق على حزام ناقل أو بوسائل أخرى.

المزايا:

• ممتازة للتربة الناعمة الحبيبة.

• يتطلب أقل من نزح المياه مقارنة بالطرق الأخرى ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للبيئة في بعض الحالات.

• غالبًا ما يكون من السهل التعامل مع المواد المحفورة.

عيوب:

• تكافح في أرض خشن ، غير قابلة للنفاذ (على سبيل المثال ، الحصى) حيث لا يمكن لعوامل التكييف إنشاء معجون محكم الضغط بشكل فعال.

• يمكن أن يكون أقل فعالية في الظروف المختلطة (حيث يتكون وجه النفق من الصخور الناعمة والثابتة).

ملاط درع TBMS

ملاط درع TBMS على النقيض من ذلك ، تم تصميمها خصيصًا للنفق في التربة الحاملة للمياه ، وغير المتجانسة مثل الرمال والحصى ، وكذلك الظروف المختلطة. بدلاً من استخدام التربة المحفورة لتوازن الضغط ، فإنها تستخدم ملاط البنتونيت المضغوط.

كيف تعمل:

1. الحفر وحقن الملاط: رأس القاطع يحفر التربة ، التي يتم خلطها على الفور مع ملاط البنتونيت في غرفة الحفر. يتم ضخ الملاط في الغرفة عند ضغط محكم.

2. التحكم في الضغط: يشكل الملاط المضغوط "كعكة مرشح" على وجه النفق ، والذي يعمل كحاجز لمنع المياه من دخول الغرفة والأرض من الانهيار. يتم التحكم في ضغط الملاط بعناية لموازنة الأرض الخارجية وضغط الماء.

3. نقل الوحل والفصل: ثم يتم ضخ مزيج الملاط والطين من النفق إلى مصنع فصل السطح. هنا ، يتم فصل التربة المحفورة عن الملاط ، الذي يتم بعد ذلك تجديده وضخته مرة أخرى في آلة الأنفاق لإعادة استخدامه.

المزايا:

• فعالة للغاية في الأرض غير المتوترة.

• ممتاز للتعامل مع ضغوط المياه العالية.

• يمكن إدارة مجموعة واسعة من الظروف الأرضية ، بما في ذلك شظايا الصخور والصخور.

عيوب:

• يتطلب محطة معالجة ملاط معقدة ومكلفة على السطح.

• يمكن أن تكون عملية فصل الوحل عن الملاط مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً.

• يمكن أن يكون التخلص من الوحل المحفور أكثر تعقيدًا بسبب خليطه مع الملاط.

خاتمة

باختصار ، الاختيار بين EPB TBM و درع الملاط يعتمد إلى حد كبير على الظروف الجيولوجية والهيدروجيولوجية لموقع النفق. آلة EPB هي الذهاب إلى متماسكة ، تربة ناعمة ، الاستفادة من المواد المحفورة نفسها للاستقرار. درع الملاط ، من ناحية أخرى ، هو الخيار المتفوق ل حاملة للمياه ، أرض غير متوترة ، بالاعتماد على ملاط البنتونيت للحفاظ على ضغط الوجه. يمثل كلا النوعين من آلات الملل الممل نفق حلولًا متطورة لتحديات البناء تحت الأرض ، لكن مبادئها التشغيلية المتميزة تجعلها مناسبة لبيئات مختلفة تحت الأرض.