کدام شکست‌دهنده هیدرولیکی برای پروژه‌های ساخت تونل مناسب است؟

کار در تونل محدودیت‌هایی ایجاد می‌کند که انتخاب محل باز از آن‌ها صرف‌نظر می‌کند

محیط تونل سه محدودیت اضافی ایجاد می‌کند که راهنمای انتخاب تجهیزات برای کارهای سطحی هرگز به آن‌ها پرداخته نشده است. اولین محدودیت، عملیات وارونه و نزدیک به وارونه است: خرد کردن سنگ‌های شل از قسمت سقف تونل به این معناست که شکننده مواد بالای حامل را تحت فشار قرار می‌دهد و گاهی اوقات در وضعیتی بسیار نزدیک به کاملاً وارونه کار می‌کند. یک شکننده استاندارد نوع باز که در وضعیت وارونه کار می‌کند، پاست چیزل را از نقطه روغن‌کاری سر جلویی مستقیماً روی آب‌بندی‌های پایینی و در شکاف سوراخ‌کن رها می‌کند — در حالی که این پاست طوری طراحی شده است که بین ابزار و بوشینگ باقی بماند، اما در اینجا به عنوان مسیری برای آلودگی به داخل سیلندر عمل می‌کند. شکننده‌های نسخه تونلی این مشکل را با سیستم محافظ گرد و غباری حل می‌کنند که برای عملیات وارونه مورد تأیید قرار گرفته است و پیستون‌های فولاد ضدزنگ دارای رتبه‌بندی مناسب برای محیط خورنده‌ای که در تونل‌های تازه انفجاری رایج است.

دوم، انتشارات عادی. در سرپوش‌های تونلی محدود با تهویه محدود، هر حامل دیزلی به‌طور مستقیم بر کیفیت هوای موجود در سرپوش تأثیر می‌گذارد. مقررات مربوط به دی‌اکسید نیتروژن و مونوکسید کربن در محیط‌های زیرزمینی بر اساس محدودیت‌های مشخصی از قبیل «قسمت در میلیون» اعمال می‌شوند که بسته به حوزه قضایی متفاوت است، اما معمولاً نیازمند تخلیه هوای سرپوش پیش از بازگشت پرسنل پس از به‌کارگیری تجهیزات است. حامل‌های باتری‌الکتریک یا الکتریک-هیدرولیک انتشارات عادی را به‌طور کامل حذف می‌کنند — که این امر در کارهای حلقه‌ای ماشین حفاری تونل (TBM) که تهویه ممکن است بسیار محدود باشد، و همچنین در پروژه‌های تونل‌های مترو و راه‌آهن که پایش محیطی به‌صورت مداوم انجام می‌شود، اهمیت ویژه‌ای دارد. سوم، انتقال ارتعاش به پشتیبانی زمینی تازه اجراشده. شاتکریتی که چند ساعت پیش از پیشروی بعدی اجرا شده است، هنوز به مقاومت کامل خود نرسیده است. ضربات پرانرژی ناشی از شکن‌های بزرگ‌مقیاس، ارتعاش را به پوشش داخلی منتقل کرده و می‌توانند مقاومت چسبندگی را قبل از سخت‌شدن بتن کاهش دهند.

پنج وظیفه تونل‌سازی — محدودیت، نیازمندی شکن و پیکربندی

این جدول پنج وظیفهٔ اصلی را که در آن‌ها شکست‌دهندهٔ هیدرولیکی در ساخت تونل استفاده می‌شود، محدودیت خاصی را که هر وظیفه بر روی اجرای کار در تونل نسبت به کارهای سطحی اعمال می‌کند، پیکربندی مناسب شکست‌دهنده و انتخاب ابزار مناسب، و همچنین مسئلهٔ مشخصاتی را که غیرآشکار است و بیشتر راهنمای‌های انتخاب تجهیزات از آن غافل می‌مانند، نگاشت می‌کند.

چه چیزی یک شکست‌دهندهٔ مخصوص تونل را از یک واحد استاندارد متمایز می‌سازد؟

هر شکست‌دهندهٔ فشرده‌ای شکست‌دهندهٔ مخصوص تونل نیست. تفاوت در اندازه نیست — بلکه در مهندسی اجزای خاصی برای شرایطی است که تونل‌ها به‌صورت پیوسته و نه گاه‌به‌گاه بر آن‌ها وارد می‌کنند. به‌عنوان مثال، سری شکست‌دهنده‌های مخصوص تونل Epiroc SB، عمر پیستون را با ساختار فولاد ضدزنگ (مقاوم در برابر خوردگی در محیط‌های سنگی مرطوب) افزایش می‌دهد، سایش نشیمنگاه بوشینگ را با استفاده از یک بوشینگ یک‌قطعه‌ای که به‌صورت فشاری نصب شده و توسط یک پین اضافی قفل شده است — نه با روش استاندارد ثابت‌کننده — به حداقل می‌رساند، و همچنین یک صفحهٔ سایشی قابل تعویض را به بدنه اضافه می‌کند که آسیب‌های ناشی از سایش ناشی از تماس با دیوارها و سقف تونل را جذب کرده و نیازی به تعویض کل بدنه ندارد. این سه تغییر، حالت‌های خاص شکست را که در کاربردهای تونلی رخ می‌دهند اما در کاربردهای معادن یا تخریب به‌ندرت دیده می‌شوند، برطرف می‌کنند.

نازل یکپارچه‌ی سرکوب آب — که در مدل‌های تونلی Epiroc SB و واحد‌های BEILITE با پیکربندی سرکوب گرد و غبار موجود است — به خطری مختص شکستن زیرزمینی می‌پردازد: سیلیس بلورین قابل استنشاق. سنگ‌های تازه منفجرشده یا شکسته‌شده به‌صورت مکانیکی، گرد و غبار سیلیس را در غلظت‌هایی آزاد می‌کنند که در فضای محدود سرپوشیده‌ی حفاری، بدون سرکوب فعال گرد و غبار، می‌تواند در عرض چند دقیقه به سطوح مضر قرار گرفتن برسد. همچنین دید اپراتور به‌سرعت کاهش می‌یابد که این امر دقت هر تصمیم‌گیری موقعیت‌یابی را کاهش داده و زمان صرف‌شده برای هر پیشروی را افزایش می‌دهد. سرکوب آب در نقطه‌ی برخورد — نه پاشیده‌شدن عمومی آن در هوا — تنها روش مؤثر کنترل سیلیس در منبع آن در حین عملیات شکستن است.

انتخاب حامل اغلب از انتخاب شکست‌دهنده در تونل‌ها اهمیت بیشتری دارد. بیل‌های مکانیکی فشرده با قابلیت چرخش صفر درجه در محدوده وزنی ۵ تا ۱۲ تن، بیشترین مقاطع عرضی تونل‌های جاده‌ای و ریلی را در محل رو‌به‌رو (face) پوشش می‌دهند. اگر پروژه شامل پاک‌سازی حلقه‌های ماشین حفاری تونل (TBM) یا کارهای بازسازی از طریق حلقه‌های موجود پیش‌ساخته باشد، حامل باید از بازشوی حلقه عبور کند — که معمولاً ۹۰۰ میلی‌متر یا کمتر است — و این امر به‌طور کامل بیل‌های مکانیکی مرسوم را از لحاظ امکان‌پذیری حذف می‌کند و به سمت ربات‌های ن demolition با کنترل از راه دور و سیستم‌های هیدرولیکی باتری‌محور هدایت می‌شود. شکست‌دهنده‌ای که به یک ربات ن demolition در فضای حلقه‌ای (annulus) ماشین حفاری تونل (TBM) متصل می‌شود، باید بر اساس خروجی هیدرولیکی ربات — نه بر اساس خروجی هیدرولیکی یک بیل مکانیکی مرسوم — انتخاب گردد. این امر نوعی فرآیند انتخاب متفاوت از تمام مواردی است که در راهنمای‌های شکست‌دهنده برای محیط‌های باز ذکر شده‌اند.