Alamerinen ja tunnelirakentaminen: erityissovellusten ohje hydrauliikkikiskureille

Kaksi eri ääripäätä — yksi yhteinen periaate

Alamerinen ja tunnelirakentaminen näyttävät sijaitsevan ympäristöspektrin vastakkaisilla päissä: toinen on upotettu veteen, toinen suljettu maan alle; toinen liittyy veden tunkeutumiseen, toinen pölyn ja kaasuun kertymiseen. Niiden yhteinen piirre on se, että molemmat poistavat ympäristöolosuhteet, joiden sisällä iskuri on suunniteltu toimimaan. Pintaiskuri on suunniteltu olettaen, että etupään porausaukko on ympäröity ilmalla, että kirkkain voi jäähdytyä siirtymien välillä, että pölytiukennuksesta vuotava öljy putoaa koneen ulkopuolelle eikä sen sisälle ja että laitteiston ympärillä oleva ilmakehä on hengitettävissä ja ei räjähdysaltis. Sekä alamerinen että tunneliympäristö tekevät vähintään kaksi näistä oletuksista samanaikaisesti voimattomiksi. Siksi molemmat vaativat tarkkaan määritellyn laitteiston sekä muokattuja käyttömenettelyjä, ei ainoastaan erilaista käyttäjäkoulutusta.

Tietty muutos riippuu siitä, mitkä oletukset rikkoutuvat. Alaveden työ kääntää tiivistysten läpi vaikuttavan paine-eron — syvyydessä ympäröivä paine työntää sisäänpäin tiukkuuksia, jotka on suunniteltu pitämään sisällään öljypaineen, joka työntää ulospäin. Mitä syvemmällä toiminta tapahtuu, sitä merkittävämpi tämä kääntyminen on. Standardimallinen pinnan alla käytettävä iskunmurto laite, joka upotetaan 25 metrin syvyyteen ilman painekompensaatiota, imaisee vettä etupäässä sijaitsevasta porauksesta jokaisella palautusliikkeellä, mikä saastuttaa öljyn yhden työvuoron aikana. Painekompensoidun iskunmurto laitteen sisäinen ja ulkoinen paine tasapainotetaan, mikä poistaa sen paine-eron, joka aiheuttaa veden tunkeutumisen. Tämä periaate on hyvin tunnettu merenrakennuksen hydrauliikassa; sitä ei kuitenkaan sovelleta yhtä johdonmukaisesti rakennustyömailla käytettäviin iskunmurto laitteisiin, mikä selittää, miksi alaveden vioittumiset ovat niin yleisiä projekteissa, joissa hankintatiimi määritteli standardimallisen laitteen 'tiukennettujen liittimien kanssa' ja katsoi tämän riittäväksi.

Tunneliympäristöt aiheuttavat erilaisia ongelmia, jotka kertyvät ajan myötä eivätkä ilmene välittömästi. Kallionpöly kertyy rikkoimen rungon vaakasuorille pinnoille, pääsee sisään epätäydellisten pölytiukentimien kautta ja leviää varsiyksikön alueelle, jossa se sekoittuu kirkkaimen pastaan muodostaen kuluttavan liuoksen. Värähtely, joka syntyy rikkominen suljetussa tilassa, siirtyy tunnelin verhousrakenteeseen ja ympäröivään maahan ilman sitä energian dissipaatiopolkua, joka avoimessa rikkominen tarjoaa. Kovaan, piidioksidia rikkaaseen kallioon kaivattujen tunnelien ilmassa ilmakehän kiteinen piidioksidi saavuttaa pitoisuuksia, jotka ovat sekä työntekijöiden terveydelle vaarallisia että joissakin kalliorakenteissa pölyräjähdysvaaran aiheuttavia tietyissä pitoisuuksissa. Näitä ongelmia ei voida ratkaista käyttämällä standardilaitteita huolellisemmin. Niiden ratkaisemiseen vaaditaan oikeat laitteet ja määritelty käyttöjakso.

Neljä erityistä olosuhdetta — vaadittava määrittely, fysikaalinen syy ja kriittinen käyttöhuomautus

Taulukko kattaa pinnan alla olevat alueet (pinnallisesti ja keskisyvyydellä), tunnelin ensisijaisen eteenpäin suuntautuvan poraamisen sekä tunnelin seinämän korjaamisen — neljä erilaista skenaariota, joista kukin asettaa erityisiä vaatimuksia.

Käyttöympäristöjen yhteinen huoltokierros

Vaikka niillä on eroja, sekä alaveden että tunnelin työskentelylyöntien huoltovälit lyhenevät samalla tavalla. Mekanismit ovat erilaiset – toisessa tapauksessa veden tunkeutuminen, toisessa pölyn kertyminen – mutta lopputulos on sama: saastunut voiteluöljy, nopeutunut liukupinnan kulumisaste ja tiivisteen lyhentynyt käyttöikä. Käytännön seuraus on, että molemmissa ympäristöissä vaaditaan istunnon jälkeistä tarkastusmenettelyä, jota ei vaadita pinnalla suoritettavissa työskentelyissä. Alaveden työskentelyn jälkeen etupään reikä on pestävä läpi, pölytiiviste on tarkastettava veden tunkeutumisen merkkejä varten (sinertävä värjäytyminen porakurkussa käytetyssä porapastassa, maidonvalkoinen ulkonäkö öljystä tyhjennysaukosta) ja pora on uudelleenvoiteluttava vesitiukkuudella varustetulla pastalla ennen seuraavaa istuntoa. Tunnelin räjäytystyöskentelyn jälkeen iskuriin on pyyhittävä puhdistettava, pölytiiviste on tarkastettava piidisn pölyn tunkeutumisen varalta ja porapasta on vaihdettava kokonaan – ei pelkästään täydennettävä – jotta hienokiteinen liuos ei jatka vaikutustaan vuorojen välillä.

Ölanalyysi on hyödyllisempi näissä kahdessa ympäristössä kuin missään muussa iskukoneen käyttökohteessa. Pintarakentamisessa öljyn saastuminen tapahtuu hitaasti, ja huolenaiheen kynnys on selvä. Vedenalaisessa ja tunnelirakentamisessa saastumistapahtumat — esimerkiksi tiivisteen aiheuttama yksittäinen veden tunkeutumistapahtuma tai jo alun perin rajallisesti toimiva pölytiiviste, kun iskukone tuli tunneliin — tuottavat saastumisen merkityksiä 20–30 tunnissa, vaikka vastaavat merkitykset eivät ilmenisi kuin 200–300 tunnissa pintarakentamisessa. Öljynäytteen lähettäminen hiukkasmäärän ja vesisisällön analysoitavaksi ensimmäisten 50 tunnin jälkeen kummassakin ympäristössä ja sen jälkeen joka 100. tunti on varhaisin luotettava indikaattori kehittyvästä tiivistetä tai suojapuolesta aiheutuvasta ongelmasta — aikaisemmin kuin mikään visuaalinen oire ja paljon aikaisemmin kuin suorituskyvyn heikkeneminen, joka viittaa siihen, että komponentin vikaantuminen on jo käynnissä.

Yksi toiminnallinen päätös, joka erottaa kokemukselliset tiimit molemmissa ympäristöissä: ei alapinnan (veden alla) eikä tunnelin rikkominen tulisi yrittää iskupuukolla, jonka tiivistys on jo rajallisella tasolla. Rajallisesti tiivistävä tiiviste, joka vuotaa öljyä kahdella pisaralla minuutissa pinnalla sijaitsevassa paikassa, vuotaa kymmenellä pisaralla minuutissa vedessä ja imaisee silikaanipitoista lietteetä tunnelissa yhden työvuoron aikana. Korjaus ennen käyttöönottoa vie yhden päivän. Kesken työn tapahtuva vika tunnelissa tai vedessä aiheuttaa projektin aikataulun lopun menetyksen.