حفاري مکانيزه و انتخاب TBM در سنگ
مقدمه
روش حفاري با TBM يک سرمايهگذاري زياد با قابليت انعطافپذيري بسيار کم است ولي به طور بالقوه روشي بسيار سريع براي حفاري و نگهداري تونل در سنگ قلمداد ميشود.
TBMها براي حفاري تونلي با مقطع دايرهاي شکل کاربرد دارند و در نصب نگهداري موقت و پوشش نهايي تونل نيز سطح بالايي از مکانيزاسيون را از خود نشان ميدهند. به علت فرايند حفاري مکانيکي، اين روش حفاري موجب کاهش آشفتگي در سنگ شده و پروفيل دقيقي از تونل را ايجاد ميکند.
حفر تونل با TBM
- کاهش سطح مقطع براي تونلهاي آب؛
- حفاري سريع و کاهش زمان احداث؛
- سطح حفاري صافتر با پايداري بيشتر؛
- کاهش هزينههاي نگهداري سنگهاي مجاور تونل به واسطه سست شدگي6 کمتر؛
- کاهش بيش شکستگي؛
- کاهش ارتعاشات به علت عدم استفاده از آتشباري و متعاقبا کاهش تاثير بر روي سازههاي مجاور؛
- محيط کاري ايمن تر به علت عدم به کارگيري مواد خطرناکي مانند مواد منفجره براي حفاري تونل؛
- قابليت کنترل از راه دور و اتوماسيون به سبب پيوستگي عمليات.
- هزينه سرمايهگذاري بالا؛
- زمان ساخت و تحويل ماشين جديد، زياد است؛
- تجهيزات، زمان و هزينه مصرف زياد؛
- ريسک زمين شناسي بالا با توجه به نرخ پيشروي، مصرف برش دهندهها و هزينهها؛
- انعطافپذيري کم در برخورد با شرايط مختلف زمين؛
- ريسک خرابي ماشين در اثر شکست ياتاقان اصلي؛
- افزايش سريع هزينههاي تونلسازي در نواحي خرد شده و مشکلآفرين؛
- نرخ پيشروي کم در سنگهاي بسيار قوي و يا بسيار ضعيف.
انتخاب TBM
دامنه کاربرد TBMها به علت شرايط پيچيده زمينشناسي بسيار محدود ميباشد و لذا بايد با بررسي‌هاي دقيق و همه جانبه شرايط ماشين و زمين، انتخاب شوند. در سالهاي اخير TBMها از نظر جنبههاي مکانيکي (نيروي محوري و گشتاور) و خصوصا از لحاظ توانايي حفاري در سنگ سخت، پيشرفتهاي چشمگيري داشتهاند و از لحاظ مقاومت فشاري سنگ، قابليت کار در شرايط وسيع زمين شناسي از سنگ نرم تا سخت را کسب کردهاند. همچنين توسعه برشدهندههاي غلتکي با قطر بزرگتر و مقاومت بيشتر در برابر سايش، توانايي TBMها را براي حفاري در سنگ سخت افزايش داده است.
انتخاب TBM مناسب بايد به گونهاي باشد که بتواند در شرايط نامطلوب و غيرمترقبه نيز حفاري تونل را با عملکرد قابل قبولي ادامه دهد. شرايط نامطلوب در تونلسازي با TBM ممکن است از طريق تودههاي سنگي ضعيف که منجر به ناپايداري ديواره و يا سينه‌کار تونل ميشود و يا به وسيله تودههاي سنگي با کيفيت بسيار خوب (توده سنگ تودهاي و قوي) که باعث کاهش نرخ پيشروي ميشود، اتفاق بيفتد. بنابراين معمولا TBMها بر اساس شرايط زمين، طراحي، ساخته و انتخاب ميشوند که اين شرايط شامل سنگ سخت، زمين نرم و و بعضا سينه کاري با زمين مرکب است. TBMهاي مورد استفاده جهت حفاري در سنگ هاي سخت محدوديت اجرا و اعمال نيروي محوري را دارند، زيرا نيروي محوري بيشتري براي نفوذ در اين نوع سنگ ها لازم است؛ از طرف ديگر در زمينهاي نرم،TBM ها بيشتر محدوديت اعمال نيرو دارند. زيرا نيروي غلتش بالاتري براي نفوذ عميق براي سطح مشخصي از نيروي محوري، لازم است. در زمينهاي نرم با سينه کار مرکب، TBMها نميتوانند هميشه کارايي مناسبي داشته باشند، زيرا ارتعاشات کله حفار و ناپايداري سينه کار مانع آن ميشود.
TBMها اغلب به خاطر داشتن نرخ پيشروي بيشتر نسبت به روشهاي سنتي از لحاظ هزينهاي تنها براي حفر تونل هايي با طول زياد به کار ميروند. ارائه حداقل طول تونل، عملا ممکن نيست و به عوامل بيشماري که خاص هر پروژه است بستگي دارد. ولي به طور کلي استفاده از TBM از طول تقريبا 2 کيلومتر آغاز مي شود که بستگي به قطر ماشين دارد.
در زير به برخي از مهمترين عوامل زمينشناسي و ژئومکانيکي موثر بر انتخاب TBM اشاره شده است:
- مقاومت سنگ
- شرايط درزه و لايهبندي
- شرايط آب
- وجود گسل
- شرايط مچالهشوندگي
TBMها براي حفاري سنگهايي با مقاومت متوسط تا زياد (mm2/ N300-50) مناسب هستند. به شرط اينکه سنگ سايندگي زيادي نداشته باشد؛ زيرا افزايش سايندگي سنگ که بيشتر ناشي از کاني‌هايي با درجه سختي بالا است (مانند کوارتز)، منجر به فرسايش ابزارهاي برشدهنده خواهد شد. همچنين سيستم پشتيباني TBMها بايد در هر شرايطي که در طول مسير تونل اتفاق ميافتد، توانايي کار را داشته باشد.
:: موضوعات مرتبط:
مطالب آموزشی ,
مکانیک سنگی و ژئوتکنیکی ,
,
:: برچسب‌ها:
حفاري ,
مکانيزه ,
انتخاب ,
TBM ,
سنگ ,
:: بازدید از این مطلب : 5121
|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
عضو شوید
عضویت سریع
آمار
مطالب
آمار بازدید
