Ποιος Υδραυλικός Καταστροφέας Είναι Κατάλληλος για Έργα Κατασκευής Σηράγγων;

Τα έργα σε τούνελ επιβάλλουν περιορισμούς που παραβλέπονται από την επιλογή εξοπλισμού για ανοιχτούς χώρους

Το περιβάλλον του τούνελ προσθέτει τρεις περιορισμούς που δεν αντιμετωπίζονται ποτέ από τις οδηγίες επιλογής εξοπλισμού για επιφανειακά έργα. Πρώτον, η λειτουργία ανεστραμμένης και σχεδόν ανεστραμμένης θέσης: η αποκόλληση χαλαρού βράχου από την οροφή του τούνελ σημαίνει ότι ο σπαστήρας επιτίθεται σε υλικό που βρίσκεται πάνω από το φορείο, μερικές φορές λειτουργώντας σε θέση πολύ κοντά στην πλήρως ανεστραμμένη. Ένας τυπικός σπαστήρας ανοιχτού τύπου, όταν λειτουργεί ανεστραμμένος, αφήνει λίπανση με χαλινάρι από το πρόσθιο σημείο λίπανσης της κεφαλής απευθείας επάνω στους κάτω σφραγιστικούς δακτυλίους και μέσα στο κενό της διάτρησης — λίπανση που προορίζεται να παραμένει ανάμεσα στο εργαλείο και το μανίκι λειτουργεί αντ’ αυτού ως διαδρομή μόλυνσης προς τον κύλινδρο. Οι σπαστήρες ειδικού τύπου για τούνελ επιλύουν αυτό το πρόβλημα με ένα σύστημα προστασίας από σκόνη πιστοποιημένο για λειτουργία σε ανεστραμμένη θέση και με εμβόλους από ανοξείδωτο χάλυβα, οι οποίοι είναι εγκεκριμένοι για το περιβάλλον διάβρωσης που είναι συνηθισμένο σε τούνελ που έχουν μόλις εκραγεί.

Δεύτερον, εκπομπές καυσαερίων. Σε ένα περιορισμένο σήραγγα με περιορισμένη εξαερισμό, κάθε φορτηγό που κινείται με ντίζελ συνεισφέρει απευθείας στην ποιότητα του αέρα στο μέτωπο εργασίας. Οι ρυθμίσεις για το διοξείδιο του αζώτου και το μονοξείδιο του άνθρακα σε υπόγειες εγκαταστάσεις εφαρμόζονται με βάση συγκεκριμένα όρια σε μέρη ανά εκατομμύριο (ppm), τα οποία διαφέρουν ανά δικαιοδοσία, αλλά συνήθως απαιτούν την εξαερισμό του μετώπου πριν από την επανείσοδο του προσωπικού μετά τη λειτουργία των μηχανημάτων. Τα φορτηγά με μπαταρία-ηλεκτρική ή ηλεκτροϋδραυλική κίνηση εξαλείφουν εντελώς τις εκπομπές καυσαερίων — γεγονός που έχει ιδιαίτερη σημασία στις εργασίες στον αννουλό των TBM, όπου ο εξαερισμός μπορεί να είναι ελάχιστος, καθώς και σε έργα μετρό και σιδηροδρομικών σηράγγων, όπου η παρακολούθηση του περιβάλλοντος είναι συνεχής. Τρίτον, η μετάδοση δονήσεων στην πρόσφατα τοποθετημένη υποστήριξη του εδάφους. Το σκυρόδεμα ψεκασμού που έχει εφαρμοστεί ώρες πριν από την επόμενη προώθηση δεν έχει ακόμη αποκτήσει την πλήρη του αντοχή. Οι υψηλής ενέργειας κρούσεις από ένα υπερμεγέθης θραυστήρα μεταδίδουν δονήσεις στο περίβλημα και μπορούν να μειώσουν την αντοχή σύνδεσης πριν από την πλήρη σκλήρυνση του σκυροδέματος.

Πέντε Εργασίες Σήραγγας — Περιορισμός, Απαίτηση Θραυστήρα και Διαμόρφωση

Ο πίνακας απεικονίζει τις πέντε κύριες εργασίες στις οποίες χρησιμοποιείται ένας υδραυλικός θραυστήρας κατά την κατασκευή σηράγγων, τον συγκεκριμένο περιορισμό που επιβάλλει καθεμία από αυτές τις εργασίες και ο οποίος διαφέρει από τις εργασίες στην επιφάνεια, την κατάλληλη διαμόρφωση του θραυστήρα και την επιλογή του κατάλληλου εργαλείου, καθώς και το μη προφανές ζήτημα προδιαγραφών που παραλείπεται συνήθως από τις περισσότερες κατευθυντήριες γραμμές επιλογής εξοπλισμού για κάθε εργασία.

Τι διαχωρίζει έναν σπαστήρα εγκεκριμένο για σήραγγες από μία τυπική μονάδα

Δεν κάθε συμπαγής σπαστήρας είναι σπαστήρας για σήραγγες. Η διαφορά δεν είναι η διάσταση, αλλά η μηχανική σχεδίαση συγκεκριμένων εξαρτημάτων για τις συνθήκες που επιβάλλουν οι σήραγγες συνεχώς, και όχι περιστασιακά. Η σειρά σπαστήρων για σήραγγες Epiroc SB, για παράδειγμα, επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του εμβόλου μέσω κατασκευής από ανοξείδωτο χάλυβα (ανθεκτικότητα στη διάβρωση σε υγρά πετρώματα), ελαχιστοποιεί τη φθορά της θέσης της βαλβίδας με μία ενιαία βαλβίδα τύπου press-fit που ασφαλίζεται με επιπλέον πείρο αντί για τη συνηθισμένη διάταξη στερέωσης, και προσθέτει μία ανταλλάξιμη πλάκα φθοράς στο κέλυφος, η οποία απορροφά τη φθορά που προκαλείται από την επαφή με τα τοιχώματα και την οροφή της σήραγγας, χωρίς να απαιτείται η αντικατάσταση του κελύφους. Αυτές οι τρεις αλλαγές αντιμετωπίζουν τις συγκεκριμένες μορφές αστοχίας που εμφανίζονται κατά τη χρήση σε σήραγγες, αλλά σπάνια σε εργοτάξια λατομείων ή κατεδάφισης.

Το ενσωματωμένο ακροφύσιο υδροκατασβέσεως — διαθέσιμο στα υπόγεια μοντέλα της Epiroc SB και στις μονάδες BEILITE με διάταξη κατασβέσεως σκόνης — αντιμετωπίζει έναν κινδύνο που είναι μοναδικός για τις υπόγειες διασπάσεις: την αναπνεύσιμη κρυσταλλική πυριτία. Ο φρέσκος εκρηκτικός ή μηχανικός θραύσματος βράχος εκλύει σκόνη πυριτίας σε συγκεντρώσεις που μπορούν να φτάσουν επικίνδυνα επίπεδα έκθεσης εντός λίγων λεπτών σε ένα περιορισμένο στομίο, εάν δεν εφαρμόζεται ενεργητική καταστολή της σκόνης. Η ορατότητα του χειριστή επίσης εξασθενεί γρήγορα, με αποτέλεσμα να μειώνεται η ακρίβεια κάθε απόφασης θέσης και να παρατείνεται ο χρόνος που απαιτείται για κάθε προώθηση. Η υδροκατασβέση στο σημείο της κρούσης — και όχι η ψεκασμός νερού στον αέρα γενικώς — αποτελεί τον μοναδικό αποτελεσματικό έλεγχο της πυριτίας στην πηγή της κατά τη διάρκεια της διάσπασης.

Η επιλογή του φορέα συχνά έχει μεγαλύτερη σημασία από την επιλογή του σπαστήρα στα τούνελ. Ένας συμπαγής εκσκαφέας με μηδενική ακτίνα περιστροφής (zero-tail-swing) και βάρους 5–12 τόνων καλύπτει την πλειοψηφία των διατομών οδικών και σιδηροδρομικών τούνελ στο μέτωπο εργασίας. Εάν το έργο περιλαμβάνει εκκαθάριση δακτυλίων TBM ή εργασίες αναβάθμισης/αποκατάστασης μέσω υφιστάμενου δακτυλίου τμήματος, ο φορέας πρέπει να περάσει από το άνοιγμα του δακτυλίου — συνήθως 900 mm ή λιγότερο — γεγονός που αποκλείει εντελώς τους συμβατικούς εκσκαφείς και κατευθύνει προς ρομπότ καταστροφής με απομακρυσμένο έλεγχο και υδραυλικά συστήματα με μπαταρία. Ο σπαστήρας που συνδέεται με ένα ρομπότ καταστροφής στον αννουλοειδή χώρο (annulus) ενός TBM πρέπει να επιλεγεί με βάση την υδραυλική απόδοση του ρομπότ, όχι την υδραυλική απόδοση ενός συμβατικού εκσκαφέα. Πρόκειται για μια διαφορετική διαδικασία επιλογής από ό,τι περιγράφεται σε οδηγούς επιλογής σπαστήρων για εργοτάξια σε ανοιχτούς χώρους.