Kā izvēlēties hidraulisko akmeņu urbni tunelbūvē? Profesionāla metode

Nepareizi izvēlēta driftera izmantošanas izmaksas tunelbūvē parādās grāmatvedības pozīcijā, kuru lielākā daļa iegādes procesu neuzrauga: pārārmās (overbreak) tilpums katrā aplī. Driftera neatbilstība tunela šķērsgriezumam, akmeņu veidojumam vai cauruma dziļumam rada sprāgstošo shēmu ar nevienmērīgu slodzes sadali — katrā caurumā uzlādei jāpārvieto vairāk vai mazāk akmens nekā paredzēts, perimetra caurumi rada neregulāras sienas, un pārārmās aizpildīšanai nepieciešamais betona vai šautā betona (shotcrete) tilpums tiek fakturēts katrā aplī visā projekta laikā. Pie 5 kilometru garā ceļa tunela, kur vidēji ir 100 apļi, pat 0,1 m³ papildu pārārmās katrā aplī pievieno 10 m³ betona, kas nav iekļauts budžetā.

Tas ir operacionālais risks, kas stāv aiz driftera izvēles tunelbūvē. Tehniskie lēmumi attiecas uz caurumu precizitāti, vienmērīgu iedziļināšanās ātrumu mainīgās geoloģiskās vides apstākļos un uzticamu darbību nepārtrauktas ekspluatācijas režīmā — nevis uz maksimālās trieciena enerģijas skaitļiem specifikāciju lapā.

Tunelis šķērsgriezumā nosaka urbšanas iekārtas (boom) konfigurāciju, kas savukārt nosaka urbšanas iekārtas (drifter) klasi

Izходpunkts ir tunelis šķērsgriezumā, nevis klints veids. Šķērsgriezums nosaka, cik daudz boom jumbom nepieciešams, kas savukārt nosaka drifter mehāniskās ierobežojumu robežas. Maziem tuneliem zem 20 m² (šauri raktuvju drifti, mazi piekļuves galvenie tuneli), viena boom iekārtai jāspēj sasniegt visus urbšanas caurumus no vienas nesēja pozīcijas, neatkārtojot pozicionēšanu — drifter jābūt pietiekami kompaktam, lai atbilstu īsā boom ģeometrijai, nezaudējot trieciena enerģiju. Ceļu tuneliem virs 80 m² divu vai trīs boom jumbo ļauj vienlaicīgi urbšanu vairākos sejas apgabalos; šajā gadījumā drifter izvēle ir saistīta ar trieciena klases pielāgošanu klints veidam, kamēr boom nodrošina ģeometrisku sniegumu.

Praktiskā sekas: 6×7 m lielā dzelzceļa tunelī (šķērsgriezuma laukums 42 m²) divu sviru jumbo ar vidējas klases urbīšiem (80–150 J) parasti sniedz labākus rezultātus nekā vienas sviras smagais urbis, jo divu sviru jumbo 80–120 cauruļu sejas raksts tiek pabeigts 40–60 % ātrāk katrā uzstādījumā. Smagā urbja papildu triecienenerģija tiek izšķiesta, ja ierobežojošais faktors ir laiks, kas nepieciešams, lai novietotu urbi nākamajā caurumā, nevis urbuma dziļuma pieauguma ātrums katrā atsevišķā caurumā.

Akmens veidojumu klasifikācija tunelu urbīšu izvēlei

Tunela geoloģija nepārtraukti mainās visā tunelēšanas ceļā — dažās posmos tā ir cietaka, nekā bija paredzēts, citos posmos mīkstāka un vairāk sadrumstulota. Urbis ir jāizvēlas tā, lai tas nodrošinātu pietiekamu veiktspēju visā sastopamo geoloģisko apstākļu diapazonā, ne tikai projektētajā akmens veidojumu klasē. Projektos, kur tiek norādīts urbim, kas optimizēts dominējošajai geoloģijai, bet pēc tam tiek sastapti 40 m garš granīta posms ar spiedes izturību 180 MPa, kamēr projektētā akmens veidojuma izturība bija 100 MPa dolomīts, urbuma dziļuma ātruma samazinājums izraisa vispārēju projekta termiņu kavēšanos.

Piemērots izvēles kritērijs mainīgas geoloģijas tuneliem: izvēlieties urbītāja klasi, pamatojoties uz viscietakajām 20 % paredzamās veidojuma daļām, nevis uz vidējo vērtību. Veiktspējas rezerve mīkstākā gruntī tiek kompensēta ar lielāku urbuma dziļuma ātrumu nekā projektētais novērtējums — tas ir vēlamais risinājums. Veiktspējas trūkums cietakā gruntī nekā projektēts tiek kompensēts ar aizkavi.

Urbītāju izvēles matrica tunelēšanas lietojumiem

Caurspieduma precizitāte: Tunelēšanai specifisks veiktspējas rādītājs

Virsmas urbšanā caurspieduma novirze dziļumā ir svarīga spridzināšanas ģeometrijai, taču to bieži var kompensēt lādiņa projektēšanā. Tunelu būvniecībā caurspieduma novirze nosaka, vai darbojas degšanas griezums — cieši viens otram blakus izvietotie neatlādētie atbrīvošanas caurumi uz šķērsgriezuma centra jāatrodas 20–30 mm attālumā no paredzētajām pozīcijām, citādi griezuma secība nepiespiež pareizi, samazinot progresu katrā aplī. Aplis ar neveiksmīgu griezumu nodrošina 1,5–2 metrus progresu vietā par paredzētajiem 4–5 metriem un prasa nākamā šķērsgriezuma atkārtotu urbšanu.

Puslīču koeficients ir standarta mērs kontūras urbšanas kvalitātei: redzamo spridzināšanas caurumu puslīču attiecība pret kopējo kontūras caurumu garumu uz spridzinātās virsmas. Spēcīgā akmenī ar labi izurbītiem paraugiem sasniedzami puslīču koeficienti 50–80%. Nepietiekami piemērota urbšanas iekārta — piemēram, tā, kurai ir pārmērīga brīvās āmura jutība, neatbilstoša barošanas regulēšana vai nepietiekama aizķeršanās novēršanas funkcija attiecībā uz konkrēto geoloģisko vidi — rada izliektus caurumus, kas nodrošina zemu puslīču koeficientu neatkarīgi no spridzinātāju kvalitātes. Datorkontrolētas urbšanas džambos ar paralēli turēšanas rokām un automātiskām caurumu iezīmēšanas funkcijām homogēnā akmenī sniedz ievērojami labākus puslīču rezultātus salīdzinājumā ar manuāli iestatītām iekārtām, kurās izmantotas tās pašas urbšanas iekārtas.

Dzīšanas prasības tunelēs

Tuneli urbjot gandrīz vienmēr izmanto ūdens izpūšanu, savukārt virszemes galda urbjot praktiski izmanto gaisa izpūšanu. Tipiskiem tunelēšanas caurumu diametriem (45–76 mm, dziļums 3–5 m) nepieciešamais izpūšanas ūdens spiediens ir 15–25 bar. Driftēri ar augstāku izpūšanas spiediena jaudu (Epiroc COP 1638+ līdz 25 bar) nodrošina urbumu atkritumu noņemšanu, palielinoties iedziļināšanās ātrumam mīkstās līdz vidēji cietajās iežu veidnēs; driftēri ar zemāku izpūšanas spiediena specifikāciju (20 bar) var saskarties ar urbumu atkritumu sablīvēšanos, ja iedziļināšanās ātrums ir augstāks, nekā paredzēts.

Ūdens iztīrīšana arī tieši ietekmē iztīrīšanas kastes blīves — kritisko robežu starp ūdens un trieciena eļļas apriti. Tuneliem, kur rūdu ūdens kvalitāte ir mainīga vai satur daudz minerālu, PTFE apakšklājuma iztīrīšanas blīves ilgst ievērojami ilgāk nekā standarta lūkas blīves. Tunelu lietojumos (parasti 350–400 trieciena stundas pret 450–500 virszemes lietojumos) īsas blīvju maiņas intervālus jāplāno jau no paša sākuma. HOVOO piegādā poliuretāna (PU), hidrogenētā nitrila gumija (HNBR) un PTFE apakšklājuma blīvju komplektus visiem lielākajiem tunelu urbīšanas aparātiem. Atsauces vietnē hovooseal.com.