Scavo del tunnel è associato inevitabilmente con la perdita di terra, che, a sua volta, si traduce in movimento al suolo associato. È quindi importante monitorare attentamente la perdita di terreno durante il tunneling attraverso le aree urbane.
TBM di scavo in un ambiente urbano
Per correlare l’avanzamento della TBM, condizioni del sito, topografici e geotecnici misurazioni è di fondamentale importanza durante il tunnelling in un ambiente urbano.
Ci sono diversi database disponibili sul mercato per correlare i dati. Uno dei software più avanzati è Terramove. Il database è stato utilizzato per monitorare molti progetti della metropolitana, uno dei più recenti è la Gold Line in Qatar. Memorizziamo i seguenti dati nel database:
- Orizzontale – Verticale Allineamento
- Disegni
- Pre-Costruzione di Dati
- Dati Geologici
- Dati Geologici Fogli
- Geologico Profili
- Fori
- Misure di indagine obiettivi
- 3D Obiettivi
- gli Obiettivi a Livello di
- Impermeabilizzazioni
- Piezometri
- Inclinometri
- Crackmeters
- Celle di Carico
- Estensimetri
- i Dati della struttura
- Avanzamento Lavori (scavi, gunite, lo stazionamento di TBM ecc.)
Gold Line Metro Project è una parte del Qatar Integrated Rail Project, che è il progetto infrastrutturale chiave del Qatar National Vision 2030. La metropolitana di Doha sarà uno dei sistemi di transito ferroviario più avanzati al mondo quando la fase I diventerà operativa entro la fine di 2019.
La linea east-west Gold (storica) è la linea più grande del progetto e si estende da Ras Abu Aboud a est, attraversa la stazione principale di Msheireb e raggiunge Sport City a ovest (vicino alla zona Aspire). Si compone di gallerie gemelle di una lunghezza approssimativa di 16 km, con dieci stazioni della metropolitana vale a dire Ras Abu Aboud, Museo Nazionale del Qatar, Souq Waqif, Bin Mahmoud, Al Sadd, Joaan, Al Sudan, Al Waab, Sport City e Al Aziziyah.
Sei TBM sono stati impiegati per realizzare ~ 32 km di tunnel ad una profondità media di 20 m sotto terra. Nel progetto sono stati costruiti anche 24 passaggi incrociati e un’uscita di emergenza.
Vi siete mai chiesti come sono costruite le metropolitane e come potrebbe essere stata scavata la galleria di base del San Gottardo?
In questo articolo parleremo di:
- Che cosa è una macchina di perforazione del tunnel?
- Quali sono i principali tipi di TBMs?
- Micro-tunnel Shield Method
- Come funziona un TBM?
- Fasi di costruzione della TBM
- Vantaggi dell’utilizzo di una alesatrice per tunnel
Che cos’è una alesatrice per tunnel?
Tunnel Boring Machine(TBM) noto anche come “talpa”, come suggerisce il nome è semplicemente una macchina assemblata utilizzando sofisticati tipi di attrezzature per lo scavo di gallerie con l’aiuto di una varietà di strati di terreno e roccia.
In media, un TBM scava circa 50-60 piedi al giorno che è di circa 20 ore di scavo.
Per capire come funziona una alesatrice per tunnel, divideremo i suoi componenti in tre parti:
- Testa di taglio (anteriore)
- Campo tunnel (centrale)
- Ingranaggio finale (posteriore)
Tieni presente che il tipo di macchina da utilizzare dipenderà sempre dalla geologia del progetto.
TBM Hard Rock
I TBM Hard rock, schermati o di tipo aperto, vengono utilizzati per scavare rocce con l’aiuto di frese a disco montate sulla testa di taglio.
Le rocce (letame) vengono scheggiate mentre il cutter del disco comprime le fratture da stress su di esso.
Ora le rocce scavate vengono trasferite al nastro trasportatore attraverso le aperture della testa di taglio.
Queste rocce vengono quindi attraversate da più trasportatori per rimuoverle dal tunnel.
erbosi, le Tbm
Il Terreno Morbido, le Tbm ha tre principali tipi di Tbm:
- Slurry Scudo
- Terra di Bilanciamento di Pressione
- Aprire la Faccia del Tipo
Liquami Scudo TBM
Liquami Scudo, le Tbm sono utilizzati quando le condizioni del terreno sono granulari con acqua ad alta pressione.
La pressione idrostatica viene applicata sullo scavo riempiendo la testa di taglio con liquami pressurizzati, che viene anche utilizzato come mezzo di trasporto quando miscelato con il materiale scavato prima che venga pompato sulla testa di taglio e, quindi, su un impianto di separazione all’esterno del tunnel.
Le particelle di spoil provenienti dai liquami vengono filtrate utilizzando gli impianti di separazione dei liquami per riutilizzarli nel processo di costruzione.
Bilanciamento della pressione di terra TBM
È un metodo di scavo, in cui il materiale scavato supporta la superficie del tunnel. Successivamente viene plastificato con l’aiuto di liquami in modo tale che sia trasportabile.
Utilizziamo le macchine di bilanciamento della pressione di terra quando l’acqua di falda dolce è inferiore a 7 bar di pressione. In questo tipo, la testa di taglio non solo utilizza la taglierina a disco ma anche una combinazione di punte da taglio in carburo di tungsteno, picconi di trascinamento e frese a disco in carburo.
Il bottino viene poi trasferito in un TBM con l’aiuto di coclea noto anche come “coclea” che permette alla pressione di rimanere equilibrata senza alcun uso di slurry.
Tipo aperto del fronte TBM
Il fronte aperto TBM è un metodo di scavo senza supporto frontale, contando sul fatto che la terra che è scavata si leverà in piedi senza supporto per un breve periodo di tempo, rendente lo adatto essere usato con i tipi della roccia che hanno forza fino a 10Mpa.
La testa di taglio scava la faccia entro 150 mm dal bordo dello scudo. Ora, lo scudo viene proposto con la taglierina che elimina il terreno rimanente in sincronia con la forma circolare.
Il calcestruzzo prefabbricato viene utilizzato per fornire il supporto al suolo. Infine, la chiave che è il segmento finale espande l’anello fino a quando ea meno che non si stringa contro il taglio circolare del terreno rimanente.
Micro-Tunnel shield method
Credit: Time Asia Group
Questo è un metodo di scavo che viene utilizzato per le costruzioni di tunnel di piccole dimensioni. La perforatrice del micro-tunnel è comparativamente molto piccola nella dimensione allo schermo di tunnelling generale.
Come funziona un TBM?
Ora che sappiamo cos’è una TBM e, i suoi tipi, parliamo di come funziona una alesatrice a tunnel.
La testa di taglio sulla TBM ruota e si infila nella superficie rocciosa che si trova davanti ad essa. Questa spinta fa sì che gli utensili a disco da taglio rompano le rocce.
Le pinze / bretelle sviluppano la reazione alle forze di spinta e coppia applicate con l’aiuto dell’ancoraggio.
Fasi di costruzione di TBM
Credito: Railsystem
- Scavare l’albero di lancio e recuperare
- Assemblare il TBM all’albero di lancio
- Tagliare e scavare il tunnel
- Il TBM arriva quindi nell’albero di recupero e viene smontato per il trasporto.
Vantaggi dell’utilizzo di una alesatrice per tunnel
Tassi di avanzamento più elevati: uno dei vantaggi significativi di TBM include alti tassi di avanzamento o il tasso di scavo calcolato sulla base del tempo di spostamento e della distanza totale estratta.
Funzionamento continuo: TBM è un gigante che può lavorare continuamente senza alcun ritardo significativo, aumentando così il tasso di anticipo.
Meno danni alla roccia: TBM provoca meno danni alla roccia rispetto alle altre perforatrici che riducono il valore di rottura.
Meno requisiti di supporto: TBM non ha bisogno di un supporto enorme per funzionare. Può funzionare su requisiti di sistema minimi.
Caratteristiche uniformi del letame
Maggiore sicurezza dei lavoratori: le TBM sono più sicure di altre macchine e causano meno danni al sito e alle persone che lavorano sul posto.
Potenziale per il funzionamento remoto e automatizzato