Maanalaisen rakentamisen haaste
Kuvittele, että sinun on asennettava suuri, vankka laitostunneli – kenties sähkökaapeleita, vesiputkia tai jopa jalankulkumetroa varten – heti vilkkaan kaupungin kadun tai herkän luonnon alle. Perinteisen avoimen kaivannon tai "leikkaa ja peitä" kaivaminen on usein mahdotonta. Se häiritsisi liikennettä, kestäisi kauan ja voisi horjuttaa lähellä olevia rakennuksia.
Insinöörit tarvitsivat älykkäämmän, vähemmän invasiivisen ratkaisun: tavan porata vaakasuoraan, työntää putki paikoilleen ja tehdä kaikki ilman, että kukaan tietäisi, että valtava kone on toiminnassa. Tämä on paikka kaivamaton tekniikka tulee sisään, ja yksi sen innovatiivisimmista työkaluista on Maanpainetasapainon suorakulmainen putken nostokone .
Mikä on putken nostaminen?
Putken nostaminen on menetelmä maanalaisten putkistojen asentamiseen. Sen sijaan, että ylhäältä kaivettaisiin massiivinen kuoppa, erityinen kilpi tai leikkuukone käynnistetään syvästä kuopasta ("laukaisuakseli"), joka porautuu vastaanottokuoppaan. Koneen kaivaessa putkiosia – joskus satoja metrejä – työnnetään eteenpäin sen taakse voimakkaiden hydraulisten tunkkien avulla.
Ongelma pyöreissä putkissa
Tietyissä sovelluksissa, kuten julkisissa käytävissä tai suurissa ajoneuvojen alikulkuissa, a pyöreä tunneli on tehoton. Pyöreä tunneli vie maan alla enemmän tilaa kuin sen tarjoama käyttökelpoinen tila. A suorakaiteen muotoinen tai laatikon muotoinen poikkileikkaus tarjoaa paljon paremman tilankäytön, mikä maksimoi kaapeleille tai liikenteelle käytettävissä olevan alueen samalla kaivukorkeudella. Ongelmana on, että suorakulmion tunnelointi on mekaanisesti paljon monimutkaisempaa kuin ympyrän tunnelointi.
Maanpainetasapainon suorakaiteen muotoinen putken nostokone
Koneen koko nimi kuvaa sen monimutkaisia ominaisuuksia:
1. Suorakaiteen muotoinen putken nosto:
Tämä viittaa koneen muotoon ja päätehtävään. Se kaivaa laatikon muotoisen reiän ja työntää sisään valmiita suorakaiteen muotoisia betoniputkiosia. Tämä geometria on avainasemassa suuritiheyksisille laitosasennuksille ja jalankulkutunneleille.
2. Maapainetasapaino (EPB):
Tämä on operaation takana oleva nero. Tunneloitaessa erityisesti pehmeässä, märässä tai epävakaassa maassa (kuten savi tai hiekka), maapainetta on jatkuvasti tasapainotettava, jotta tunnelin pinta ei romahdu ja vesi tai maa-aines eivät tulvii konetta.
EPB-kone saavuttaa tämän muuntamalla kaivetusta maasta tahnaksi tai "maaperän hoitoaineeksi". Tämä materiaali pidetään tarkan paineen alaisena koneen suljetussa kaivukammiossa, joka toimii paineistettuna tulpana. Tämä vastapaine sopii täydellisesti ympäröivään maan ja veden paineeseen, mikä varmistaa maan vakauden aivan koneen yläpuolella. Se on kuin väliaikainen, paineistettu likaseinä, joka pitää kaiken paikoillaan, kunnes putki työnnetään eteenpäin.
3. Koneen osat:
Kone on pohjimmiltaan liikkuva tehdas kärjessä. Se sisältää:
- Suorakaiteen muotoinen leikkuripää: Tämä on etupuoli, joka on nastoitettu pyörivillä leikkaustyökaluilla, jotka hiovat maata pois. Koska se on suorakaiteen muotoinen, leikkurit on järjestettävä peittämään koko alueen tehokkaasti.
- Mukautusjärjestelmä: Tämä siirtää käsitellyn maaperän leikkuukammiosta hävitysjärjestelmään, usein kuljetinhihnan kautta, pintaan.
- Ohjausjärjestelmä: Suorakaiteen muotoisen muodon vuoksi ohjaus on vaikeampaa kuin pyöreällä koneella. Tarvitaan erittäin tarkkoja ohjausjärjestelmiä ja nivelliitoksia, jotta kone pysyy tarkalla lineaarisella ja pystysuoralla radalla.
- Hydrauliset tunkit: Järjestelmän todellinen voima. Nämä tunkit istuvat laukaisukuiluun ja tuottavat valtavan voiman, joka tarvitaan työntämään koko putkilinja – joka voi painaa tuhansia tonneja – eteenpäin maahan.
Miksi tällä tekniikalla on merkitystä
The Maanpainetasapainon suorakulmainen putken nostokone edustaa ratkaisevaa edistystä kaupunkien infrastruktuurin kehittämisessä.
Minimoitu pintahäiriö
Sen kaivamaton luonne tarkoittaa, että hankkeet voidaan toteuttaa niin, että ne vaikuttavat kaupungin elämään mahdollisimman vähän. Tiet pysyvät auki, yritykset jatkavat toimintaansa, ja yleisö on tuskin tietoinen heidän jalkojensa alla tapahtuvasta massiivisesta rakentamisesta.
Lisääntynyt turvallisuus ja tehokkuus
Ylläpitämällä maanpainetasapainoa vajoamisen tai maan painumisen riski – mikä on suuri vaara maanalaisissa töissä – pienenee huomattavasti. Tämä vakaus mahdollistaa tunneloinnin paljon lähempänä olemassa olevia rakenteita kuin perinteiset menetelmät sallisivat.
Kestävä infrastruktuuri
Suorakaiteen muotoiset tunnelit ovat tulevaisuudenkestäviä. Ne tarjoavat suuremman kapasiteetin yleishyödyllisiin palveluihin, ja niihin voidaan helposti päivittää tai huoltaa, mikä tekee niistä välttämättömän työkalun nykyaikaisten, kestävien kaupunkien rakentamiseen, jotka on suunniteltu kestämään kasvavaa väestöä ja teknisiä vaatimuksia katuja repimättä.
