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 управления чаще всего недооценивается. На открытой площадке оператор и обслуживающий персонал замечают повышение температуры масла, поскольку ощущают потепление окружающего воздуха вокруг машины. В туннеле же окружающий воздух уже нагрет тепловыми нагрузками оборудования и ограниченной вентиляцией; таким образом, термический сигнал для оператора отсутствует. При проходке туннелей температура масла регулярно достигает 80–90 °C без какого-либо осознания этого оператором. Диафрагма аккумулятора при таких температурах упрочняется через 500–700 часов работы при использовании стандартного эластомера на основе нитрильного каучука (NBR). Комплекты диафрагм HOVOO из фторкаучука (FKM), рассчитанные на непрерывную эксплуатацию при температуре до 120 °C, увеличивают ресурс диафрагмы до 1200–1500 часов в типичных условиях туннельных работ — это разница между одним и двумя незапланированными остановами оборудования в год на одну машину при выполнении крупного туннельного 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 проходки тоннеля вынуждает установку принимать конфигурации стрелы, которые редко используются при поверхностных 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 стенке тоннеля. Каждое из этих положений изменяет характер нагружения уплотнительных колец поршня по сравнению с вертикальной ориентацией, для которой они были спроектированы. Работа под постоянным углом 30–45° в таких положениях приводит к концентрации боковой нагрузки масла на одном секторе уплотнения штока поршня вместо её равномерного распределения по окружности. Поворот зубила на 90° при каждой повторной установке — методика, широко применяемая опытными тоннельными операторами — обеспечивает распределение нагрузки по четырём квадрантам отверстия в течение одной смены и способствует переходу износа уплотнения штока поршня от одностороннего к равномерному. Эта операция не требует дополнительного времени и предполагает лишь формирование у оператора привычки поворачивать зубило перед повторной установкой. Эффект увеличения срока службы уплотнения измерим в течение всего сезона тоннельных работ.