العوامل التي تؤثر على كفاءة نفق القاطع TBM

أو. العوامل الميكانيكية التي تؤثر على كفاءة نفق قواطع TBM

في ظل ظروف الماكينة نفسها والظروف الجيولوجية لـ TBM ، فإن الاختيار الصحيح لمعلمات الأنفاق هو العامل الرئيسي الذي يحدد سلامة وسرعة واقتصاد الأنفاق.

هناك 8 معلمات قيادة رئيسية من TBM: سرعة رأس القاطع TBM ، عزم دوران رأس القاطع ، القيمة الحالية للمحرك ، قوة الدفع ، ضغط الأسطوانة الدافعة ، سرعة الأنفاق الفعلية ، الاختراق (لقطات لكل ثورة) وقيمة اختيار مقياس الجهد وسرعة الدفع.

بعد اختيار سرعة رأس القاطع ، فإن التحكم المباشر الوحيد هو تحديد السرعة المتقدمة. يتم التحكم في الحفر عن طريق ضبط سرعة الدفع. بسبب ظروف الصخور المختلفة ، يختلف عزم الدوران والدفع المطلوبين للقيادة أيضًا ، كما تختلف سرعة القيادة الفعلية المحققة أيضًا.

تحت نفس سرعة القيادة ، تكون درجة اختراق رأس قاطع TBM بسرعة عالية نصف ذلك بسرعة منخفضة ، وعزم دوران رأس القاطع وقوة الدفع ، التي تتناسب مع درجة الاختراق ، هي صغيرة نسبيا.

ومع ذلك ، عندما يكون رأس القاطع يعمل بسرعة عالية ، يكون الاضطراب في الصخور المحيطة الضعيفة كبيرًا نسبيًا ، مما قد يسبب عدم استقرار وانهيار الصخور المحيطة. في هذه الحالة ، يكون الخيار الرئيسي لسرعة دوران رأس القاطع هو السرعة المنخفضة.

تشمل عوامل الماكينة التي تعتبر عمومًا مؤثرة على أداء آلة حفر الأنفاق قوة الدفع لكل قاطع TBM ، ودرجة تآكل القاطع ، وتباعد القاطع ، وقطر القاطع ، عزم الدوران ، سرعة الدوران ، قطر رأس القاطع وانحناءه ، قوة الدفع TBM ، معدات الدعم الخلفية ، قدرة الماكينة على التعامل مع الصخور الكبيرة ، واستقرار مقاومة الصدمات والاهتزاز ، إلخ.

Ⅱ. العوامل الجيولوجية التي تؤثر على كفاءة نفق قواطع TBM

1. قوة الصخرة

تم تصميم TBM من خلال الاستفادة من حقيقة أن قوة الشد وقوة القص للصخور أصغر بكثير من قوة الضغط. قوة الضغط هي واحدة من العوامل الجيولوجية الرئيسية التي تؤثر على كفاءة نفق TBM.

2. مقاومة التآكل من الصخور

تُظهر الممارسة الهندسية لعدد كبير من أنفاق البناء TBM في العالم أن تآكل قاطع الأسطوانة TBM له تأثير كبير على كفاءة الحفر واقتصاد الحفريات.

ومع ذلك ، لا يكفي الحكم والتنبؤ بارتداء القاطع فقط وفقًا لقوة ضغط الصخور ، وينبغي النظر في صلابة الصخور وحجم وكمية جزيئات الكوارتز الموجودة في الصخور.

3. سلامة الصخور

درجة تطور المستوى الهيكلي لكتلة الصخور (المفاصل والفراش والصفائح والعيوب الصغيرة) ، أي ، درجة شق كتلة الصخور أو سلامة كتلة الصخور لها علاقة كبيرة بكفاءة الحفر ، وهو عامل جيولوجي مهم آخر يؤثر على كفاءة عمل قواطع TBM.

بالنسبة لكتل الصخور التي لها نفس قوة الضغط أو ما يشابهها ، ومقاومة الصلابة والتآكل للصخور ، يختلف تطور الطائرات الهيكلية ، وستكون سرعة الحفر الصافي للـ TBM مختلفة بشكل كبير.

4. عوامل أخرى

(1) تأثير منطقة كسر العطل على كفاءة نفق TBM

أثناء حفر قاطع TBM ، عندما تزداد كمية الصابورة بشكل كبير ، تتسارع سرعة الحفر ، ويتم تقليل الدفع ، ويتم تقليل قوة رد الفعل الداعمة ، وما إلى ذلك ، يمكن تحديد بشكل أساسي أن TBM واجه خطأ.

(2) تأثير تدفق الماء والطين على كفاءة نفق TBM

بسبب خصائص حجم المياه الكبير وضغط المياه العالي والفجائية القوية ، غالبًا ما تؤدي المياه المفاجئة (الاندفاع) إلى عدم استقرار الصخور المحيطة ، والانهيارات ، وحتى إغراق الأنفاق ، تعريض سلامة موظفي البناء والمعدات في النفق للخطر.

في النفق بأكمله وهندسة تحت الأرض ، قد يكون النفق الذي تم بناؤه بواسطة قاطع TBM جزءًا صغيرًا فقط ، ولكن يجب عدم تجاهله بسبب حجمه الصغير.