Гидравлические отбойные молотки для строительства тоннелей: специальные требования и навыки адаптации

Условия в туннеле усугубляют все стандартные вызовы

Строительство туннелей создает для гидравлического отбойного молотка наиболее тяжелые условия эксплуатации в рамках всего спектра его применения: ограниченная геометрия пространства, затрудняющая позиционирование несущего оборудования; плохая вентиляция, способствующая быстрому перегреву масляной системы; влажный или водонасыщенный грунт, ускоряющий загрязнение передней части инструмента; акустическое отражение, усиливающее шум до уровней, при которых слух оператора повреждается быстрее, чем при работе на открытой площадке; а также ограниченный доступ для технического обслуживания, из-за чего диагностика и устранение каждой неисправности занимают больше времени по сравнению с поверхностными объектами. Ни одна из этих проблем сама по себе не является уникальной для тоннельных работ. Однако одновременное проявление всех пяти факторов в течение каждой смены на протяжении потенциально многолетнего проекта характерно именно для строительства туннелей и требует адаптации как самого оборудования, так и методов работы операторов к этой совокупности условий.

Проблема теплового контроля чаще всего недооценивается. На открытой площадке оператор и обслуживающий персонал замечают повышение температуры масла, поскольку ощущают нагрев окружающего воздуха вокруг машины. В туннеле окружающий воздух уже тёплый из-за тепловой нагрузки оборудования и ограниченной вентиляции; термический сигнал для оператора отсутствует. Температура масла регулярно достигает 80–90 °C при работе отбойного молота в туннеле без какого-либо осознания этого оператором. Аккумулятор диафрагма Циклическая эксплуатация при таких температурах приводит к затвердеванию стандартного компаунда на основе НБР через 500–700 часов. Комплекты диафрагм HOVOO из фторкаучука (FKM), рассчитанные на непрерывную работу при температуре до 120 °C, увеличивают срок службы диафрагмы до 1200–1500 часов при типичной работе в тоннеле — это разница между одним и двумя незапланированными остановками оборудования в год на одну машину в рамках крупного тоннельного контракта.

Проблема загрязнения в передней головке столь же специфична. Пыль из тоннеля — цементное тесто, мелкодисперсный кремнезём и вода — проникает в переднюю головку через изношенное или стандартное пылезащитное уплотнение более интенсивно, чем пыль при наземном строительстве, поскольку замкнутое пространство концентрирует частицы в воздушном столбе рабочей зоны. Для всех тоннельных применений, где забой (инверт) находится во влажном состоянии или в воздухе присутствует цементное тесто, рекомендуются пылезащитные уплотнительные кольца HOUFU из композита на основе ПТФЭ с дополнительной губкой-барьером против влаги.

Адаптация положения, снижающая количество отказов уплотнений

Геометрия забоя в тоннеле вынуждает несущую конструкцию принимать положения стрелы, которые редко используются при наземных работах: полностью выдвинутая стрела в горизонтальном положении на пологом уклоне, рабочий угол, близкий к 45° от вертикали, или работа со стрелой, полностью втянутой вплотную к стене тоннеля. Каждое из этих положений изменяет уплотнение поршня нагрузочный режим по сравнению с вертикальной ориентацией, для которой были спроектированы уплотнения. Продолжительная работа под углом 30–45° в таких положениях создаёт концентрированную боковую нагрузку на масло в одном секторе поршня валовое уплотнение вместо распределения нагрузки по окружности. Поворот зубила на 90° при каждой его переустановке — техника, распространённая среди опытных проходчиков тоннелей — обеспечивает распределение нагрузки по четырём квадрантам забоя в течение одной смены и продлевает срок службы уплотнения штока гидроцилиндра, заменяя односторонний износ равномерным износом. Это не требует дополнительного времени и предполагает лишь формирование у оператора привычки поворачивать инструмент перед его переустановкой. Эффект продления срока службы уплотнения поддаётся измерению в течение всего сезона тоннельных работ.