Konstruktion under vand og i tunneler: Vejledning til specialanvendelse af hydrauliske knusere

To forskellige ekstremersituationer – ét fælles princip

Undervands- og tunnelkonstruktion forekommer i modsatte ender af miljøspektret: den ene er nedsænket, den anden er indespærret under jorden, den ene handler om vandtrængning, den anden om akkumulering af støv og gasser. Det, de har til fælles, er, at begge fjerner de omgivende forhold, hvori hammeren blev designet til at fungere. En overfladehammer er designet ud fra antagelsen om, at frontdelen af borehovedet er omgivet af luft, at mejslen kan køle af mellem positioner, at olie, der siver ud fra støvseglen, falder væk fra maskinen i stedet for ned i den, og at atmosfæren omkring udstyret er åndbar og ikke eksplosiv. Både undervands- og tunnelmiljøer invalidere mindst to af disse antagelser samtidigt. Derfor kræver både undervands- og tunnelarbejde målrettet udstyrspecifikation og ændrede driftsprocedurer – ikke blot anden operatørtræning.

Den specifikke modifikation afhænger af, hvilke antagelser der er overtrådt. Under vandet vendes trykforskellen over tætningsringene — i dybden presser omgivende tryk indad mod tætninger, der er designet til at holde oliepresset, der presser udad, tilbage. Jo større dybden er, jo mere betydelig bliver denne omvendte trykforskel. En standardoverfladehammer, der nedsænkes til 25 meter uden trydkompensation, vil suge vand ind gennem frontbores åbning ved hver returbevægelse og forurene olien inden for én enkelt skiftperiode. En trydkompenseret hammer udligner det indre og ydre tryk og eliminerer således den trykforskel, der driver vandindtrængen. Princippet er velkendt inden for offshore-hydraulik; det anvendes dog mindre konsekvent på byggehammer, hvilket er grunden til, at fejl under vand er så almindelige på projekter, hvor indkøbsteamet har specificeret en standardenhed 'med forseglede tilslutninger' og betragtet dette som tilstrækkeligt.

Tunnelmiljøer medfører en anden række problemer, der er kumulative frem for umiddelbare. Støv fra bjergart akkumuleres på de vandrette overflader af hammerens krop, trænger ind gennem ufuldkomne støvtætninger og migrerer ind i bushingszonen, hvor det blander sig med mejselpasta og danner en slibende slamsuspension. Vibration fra nedbrydning i et lukket rum overføres til tunnelbeklædningen og den omkringliggende jord uden den energidissipationsvej, som nedbrydning i fri luft giver. I tunneler i hård, siliciumrig bjergart nås luftbårne krystallinsilicakoncentrationer, der både udgør en risiko for arbejdstageres helbred og – i nogle formationer – en risiko for støveksplosion ved bestemte koncentrationer. Ingen af disse problemer løses ved at betjene standardudstyret mere omhyggeligt. De kræver det rigtige udstyr og en defineret driftscyklus.

Fire særlige forhold — Krævet specifikation, fysisk årsag og kritisk driftsbemærkning

Tabellen dækker over flade og mellemdybe undersøiske områder, primær tunnelboring og reparation af tunnelbeklædning — de fire scenarier, som hver især stiller særlige krav.

Vedligeholdelsescyklussen, som begge miljøer deler

Trods deres forskelle komprimerer både undervands- og tunneloperationer vedligeholdelsesintervallerne i samme retning. Mekanismerne er forskellige – vandtrængning i ét tilfælde, støvophobning i det andet – men den endelige tilstand er den samme: forurenet olie, accelereret slid på bukse og forkortet levetid for tætninger. Den praktiske konsekvens er, at begge miljøer kræver en inspektionsprotokol efter hver session, som overfladeoperationer ikke kræver. Efter undervandsdrift skal frontens boring skylles, støvtætningen inspiceres for tegn på vandtrængning (blå discolorering i mejselpasten, mælkeagtig udseende af olien fra afløbsåbningen), og mejslen gen-smøres med en vandafvisende pastetype inden næste session. Efter tunnelbrydning skal bryderens krop tørres af, støvtætningen inspiceres for trængning af silikondust, og mejselpasten skal erstattes – ikke blot fyldes op – for at forhindre, at den slibende slamsuspension fortsat virker mellem skiftene.

Oljeanalyse er mere nyttig i disse to miljøer end i enhver anden brækeranvendelse. Ved overfladebygning sker olieforurening gradvist, og grænsen for bekymring er tydelig. Ved under vand og i tunneldrift fremkalder forureningsepisoder – en tætning, der tillod én enkelt indtrængen af vand, eller en støvtætning, der allerede var grænsevurderet, da brækeren trådte ind i tunnelen – forureningssignaturer inden for 20–30 timer, som ikke ville opstå før efter 200–300 timer ved overfladearbejde. At sende en olieprøve til partikelantal- og vandindholdsanalyse efter de første 50 timer i begge miljøer og derefter hvert 100. time er den tidligste pålidelige indikator på et udviklende tætnings- eller buksprobleme – tidligere end ethvert visuelt symptom og langt tidligere end den ydelsesnedgang, der signalerer, at komponentfejl allerede er i gang.

En operativ beslutning, der adskiller erfarene teams i begge miljøer: hverken undervands- eller tunnelbrydning bør forsøges med en bryder, der allerede viser marginalt tætningsniveau. Den marginale tætning, der drypper olie med en hastighed på to dråber pr. minut på en overfladeplads, vil dryppe med en hastighed på ti dråber pr. minut under vand og vil optage silikaholdig slurry i en tunnel inden for én enkelt skift. Reparation før udrulning koster én dag. Fejl under arbejdet i en tunnel eller under vand koster resten af projektets tidsplan.