בנייה תת-מימית ותת-קרקעית: מדריך ליישומים מיוחדים של מקלעות הידראוליות

שני קיצונים שונים — עיקרון משותף אחד

בניית תחנות תת-מימיות ותעלות נראות כנמצאות בקצוות מנוגדים של הספקטרום הסביבתי: אחת שקועה, ואחת מוקפת באדמה, אחת עוסקת בחדירת מים, והשנייה באיסוף אבק וגאזים. מה שמשותף להן הוא שהן מבטלות את התנאים הסביבתיים שעבורם תוכנן המפרק לפעול. מפרק שטח מתוכנן בהנחה שהחדר הקדמי שלו מקיף באוויר, שהקלף יכול להתקרר בין מיקומים, שהשמן הנספג מחותמת האבק זורם הרחק מהמכונה ולא אליה, ושאחוזת האוויר סביב הציוד היא נשימה ולא מסוכנת להתפוצצות. גם הסביבה התת-מימית וגם הסביבה התת-קרקעית מבטלות בו זמנית לפחות שניים מהנחות הללו. לכן, שתיהן דורשות הגדרת ציוד מפורשת ותהליכים מבוצעים معدلים, לא רק הכשרה שונה למנהלים.

השינוי הספציפי תלוי באילו הנחות נפרמות. בעבודה תחת המים מתהפכת ההפרש הלחצי על החיבורים — בעומק, הלחץ האטמוספרי פועל פנימה כלפי החיבורים שתוכננו להכיל לחץ שמן הפועלים החוצה. ככל שהפעולה נעשית בעומק רב יותר, כך גדל השינוי הזה. מפרק סטנדרטי למשטח, שמשומש ב-25 מטר מתחת למים ללא איזון לחץ, יספג מים דרך פתח הראש הקדמי שלו בכל מחזור חזרה, וידליף את השמן תוך משמרת אחת בלבד. מפרק עם איזון לחץ מאזן בין הלחץ הפנימי והחיצוני, ובכך מבטל את ההפרש הלחצי שגורם לחדירת מים. העיקרון מוכר היטב בהידראוליקה ימית; עם זאת, הוא מיושם פחות באופן עקבי במפרקים לבנייה, ולכן כשלים תחת המים נפוצים כל כך בפרויקטים שבהם צוות הקנייה ציין מפרק סטנדרטי 'עם פתחים מוחתמים' וחשב שזה מספיק.

סביבות מנהרות יוצרות סט שונה של בעיות שמתאצמות במקום להיות מיידיות. אבק סלע מצטבר על המשטחים האופקיים של גוף המנקר, נכנסת דרך חתימות אבק לא מושלמות, ונדדה לאזור החישוק שם היא מתערבבת עם משחת החרטום ויוצרת תערובת מחציתית. רעידות הנגרמות על ידי פעולת הניקור במרחב סגור עוברות לקליפת המנהרה ולקרקע הסובבת ללא מסלול הפחתת אנרגיה שמנקר במרחב פתוח מספק. במנהרות סלע קשה עשירים בסיליקה, ריכוז הסיליקה 결정ית באוויר מגיע לרמות שמהוות סיכון לבריאות העובדים וכן, בכמה סוגי סלע, סיכון להתפוצצות אבק בריכוזים מסוימים. אף אחת מהבעיות הללו איננה נפתרת על ידי הפעלת הציוד הסטנדרטי בזהירות רבה יותר. הן דורשות ציוד מתאים ומחזור הפעלה מוגדר.

ארבעה מצבים מיוחדים — مواصفות נדרשות, סיבה פיזיקלית, הערה קריטית להפעלה

הטבלה מכסה פעולות במים רדודים ובמפלצת בינונית, חפירה ראשית ב터nels ותיקון צלחת התונל — ארבעת המקרים שכולל כל אחד מהם דרישות ייחודיות.

מחזור התיקון ששני הסביבות משתפות

למרות ההבדלים ביניהם, פעולות תחת המים ופעולות ב터nels מקצרות את פרקי התחזוקה באותו הכיוון. המנגנונים שונים — חדירת מים במקרה אחד, הצטברות אבק במקרה האחר — אך המצב הסופי זהה: שמן מזוהם, סחיפה מאיצה של בושינגים וקיצור תקופת חיים של החתימות. התוצאה המעשית היא ששני הסביבות דורשות פרוטוקול בדיקה לאחר כל ישיבה, דבר שלא נדרש בפעולה על פני השטח. לאחר פעולה תחת המים, יש לנקות את חור הראש הקדמי, לבדוק את חתימת האבק למציאת סימנים לחדירת מים (השחיה כחולה בחומר השמנים, מראה חלבוני של השמן הנשפך מהפתח התחתון), ולשכפל את השמנון על המקלע עם חומר שמנים בעל דרגת עמידות למים לפני הישיבה הבאה. לאחר שבירת טרנסל, יש למחוק את גוף המקלע, לבדוק את חתימת האבק למציאת חדירה של אבק סיליקון, ולחדש את חומר השמנים על המקלע — ולא רק למלא אותו — כדי למנוע ממשיכת פעולת המשחה החשפתנית בין המשמרות.

ניתוח שמן הוא מועיל יותר בשני הסביבות הללו מאשר בכל יישום אחר של מקטע. בבנייה על פני השטח, זיהום השמן מתפתח לאט והסף להתייחסות לבעיה הוא ברור. בפעולה תחת המים ובתעלות, אירועים של זיהום — חתימה שמאפשרת חדירה אחת של מים, או חתימה נגד אבק שהייתה כבר בסף קריטי כשנכנס המקטע לתעלה — יוצרים חתימות זיהום תוך 20–30 שעות, בעוד שבעבודה על פני השטח אותן חתימות לא יופיעו אלא כעבור 200–300 שעות. שליחת דגימת שמן לבדיקת ריכוז חלקיקים ותכולת מים לאחר 50 השעות הראשונות בכל אחת משתי הסביבות, ולאחר מכן כל 100 שעות, מהווה את המצביע המוקדם והאמינתי ביותר להתפתחות בעיה בחתימה או בשקע — מוקדם יותר מכל סימפטום חזותי, ומרוחק בהרבה מהירידה בביצועים שמעידה על כך שתקלה ברכיב כבר התחילה.

החלטה תפעולית אחת המפרידה בין צוותים מנוסים בשני הסביבות: לא יש לקיים שבירת סלע מתחת למים או בנהרה באמצעות מכשיר שבירת סלע שכבר מפגין ביצועי איטום שוליים. האיטום השולידי שמדליף שמן בקצב של שתי טיפות לדקה באתר על פני השטח ידלוף בעשרה טיפות לדקה מתחת למים ויספג תמיסה עתירת סיליקה בנהרה בתוך משמרת אחת. התיקון לפני ההצבה עולה יום אחד. כשל במהלך העבודה בנהרה או מתחת למים יעלה את שארית לוח הזמנים של הפרויקט.