Ce frână hidraulică este potrivită pentru proiectele de construcții subterane?

Lucrările în tunel impun constrângeri pe care selecția pentru site-uri deschise le ignoră

Mediul din tunel adaugă trei constrângeri pe care ghidurile de selecție pentru lucrări de suprafață nu le abordează niciodată. În primul rând, funcționarea inversată și aproape inversată: îndepărtarea rocilor afânate din bolta unui tunel presupune ca percuția să acționeze asupra materialului situat deasupra portatorului, uneori lucrând aproape complet cu capul în jos. O percuție standard de tip deschis, utilizată în poziție inversată, face ca pasta pentru ciocane să curgă din punctul frontal de ungere direct pe etanșările inferioare și în spațiul dintre cilindru și tijă — o pastă concepută să rămână între sculă și bușon, dar care, în acest caz, devine o cale de contaminare către interiorul cilindrului. Percuțiile variante pentru tuneluri rezolvă această problemă prin intermediul unui sistem de protecție împotriva prafului, certificat pentru funcționarea inversată, și prin pistoane din oțel inoxidabil, calificate pentru mediul coroziv frecvent întâlnit în tunelurile recent sparte.

În al doilea rând, emisiile de gaze de eșapament. Într-o galerie în tunel închisă, cu ventilație limitată, fiecare vehicul autopropulsat cu motor diesel contribuie direct la calitatea aerului din zona frontului de lucru. Reglementările privind dioxidul de azot și monoxidul de carbon în lucrările subterane sunt aplicate în funcție de limite specifice exprimate în părți pe milion, care variază în funcție de jurisdicție, dar care impun, în mod obișnuit, ventilarea zonei frontului înainte de reluarea accesului personalului, după exploatarea echipamentelor. Vehiculele de transport cu propulsie complet electrică sau hidraulică electrică elimină în totalitate emisiile de gaze de eșapament — aspect relevant în lucrările din inelul TBM, unde ventilația poate fi minimă, precum și în proiectele de tuneluri pentru metrou și cale ferată, unde monitorizarea mediului este continuă. În al treilea rând, transmisia vibrațiilor către sprijinul terenului aplicat recent. Betonul proiectat (shotcrete) aplicat cu câteva ore înainte de avansul următor nu a atins încă rezistența maximă. Impacturile cu energie ridicată generate de un ciocan hidraulic de dimensiuni excesive transmit vibrații în îmbrăcămintea de beton și pot reduce rezistența la aderență înainte ca betonul să se întărească complet.

Cinci sarcini în tuneluri — Constrângere, necesitate de ciocan hidraulic și configurație

Tabelul corelează cele cinci sarcini principale în care se utilizează un spărgător hidraulic în construcția tunelurilor, restricția specifică impusă de fiecare sarcină, care diferă de lucrările de suprafață, configurația corectă a spărgătorului și alegerea uneltelor potrivite, precum și problema de specificație neevidentă pe care majoritatea ghidurilor de selecție a echipamentelor o omit pentru fiecare sarcină.

Ce diferențiază un breaker omologat pentru tuneluri de un model standard

Nu orice breaker compact este un breaker pentru tuneluri. Diferența nu constă în dimensiune, ci în proiectarea specifică a unor componente pentru condițiile pe care le impun tunelurile în mod continuu, nu doar ocazional. Seria de breakere pentru tuneluri Epiroc SB, de exemplu, prelungește durata de viață a pistonului prin construcția din oțel inoxidabil (rezistență la coroziune în medii cu rocă umedă), minimizează uzura locașului bucșei prin utilizarea unei bucși monobloc montate prin presare și fixate suplimentar cu un pin, în locul unei dispoziții standard de reținere, și adaugă o placă de uzură interschimbabilă pe carcasă, care absoarbe deteriorarea prin abraziune cauzată de contactul cu pereții și tavanul tunelului, fără a necesita înlocuirea carcasei. Aceste trei modificări abordează modurile specifice de cedare care apar în exploatarea în tuneluri, dar rar în lucrări de carieră sau demolare.

Duza integrată de suprimare cu apă — disponibilă pe modelele de tunel Epiroc SB și pe unitățile BEILITE cu configurație de suprimare a prafului — abordează un pericol specific spargerii subterane: silica cristalină respirabilă. Rocile proaspăt detonate sau fracturate mecanic eliberează praf de siliciu în concentrații care pot atinge niveluri dăunătoare de expunere în câteva minute, într-o galerie închisă, fără o suprimare activă a prafului. De asemenea, vizibilitatea operatorului se degradează rapid, ceea ce reduce precizia fiecărei decizii de poziționare și prelungește timpul necesar pentru fiecare avans. Suprimarea cu apă la punctul de impact — nu pulverizată în mod general în aer — este singurul control eficient al siliciului la sursă, în timpul spargerii.

Alegerea portatorului este adesea mai importantă decât alegerea breaker-ului în tunele. Un excavator compact cu rotație zero la coadă, din gama de 5–12 tone, acoperă majoritatea secțiunilor transversale ale tunelurilor rutiere și feroviare la frontul de lucru. Dacă proiectul implică curățarea inelelor TBM sau lucrări de reabilitare prin intermediul unui inel segmentar existent, portatorul trebuie să treacă prin deschiderea inelului — de obicei de 900 mm sau mai mică — ceea ce elimină în întregime excavatoarele convenționale și indică utilizarea robotelor de demolare telecomandate, echipate cu sisteme hidraulice pe baterii. Breaker-ul montat pe un robot de demolare în inelul TBM trebuie dimensionat în funcție de debitul hidraulic al robotului, nu al unui excavator convențional. Aceasta reprezintă o procedură de selecție diferită față de toate cele prezentate în ghidurile pentru breaker-e destinate utilizării în spații deschise.