เครื่องเจาะอุโมงค์ระบบไฮดรอลิก: ข้อกำหนดพิเศษและทักษะการปรับตัว

สภาพแวดล้อมในอุโมงค์ทำให้ความท้าทายตามมาตรฐานทั้งหมดรุนแรงยิ่งขึ้น

การก่อสร้างอุโมงค์ทำให้เครื่องสลายหินไฮดรอลิกต้องทำงานภายใต้เงื่อนไขการใช้งานที่เข้มงวดที่สุดในขอบเขตการประยุกต์ใช้งานของอุปกรณ์นั้น ได้แก่ รูปทรงพื้นที่จำกัดซึ่งจำกัดการจัดวางตำแหน่งของเครื่องจักรต้นแบบ ระบบระบายอากาศที่ไม่ดีซึ่งเร่งการเพิ่มอุณหภูมิในวงจรน้ำมัน ดินเปียกหรืออิ่มตัวน้ำซึ่งเร่งการปนเปื้อนบริเวณหัวหน้าเครื่อง การสะท้อนเสียงซึ่งทำให้ระดับเสียงเพิ่มสูงขึ้นจนส่งผลให้การสูญเสียการได้ยินของผู้ปฏิบัติงานเกิดขึ้นเร็วกว่าการทำงานในพื้นที่เปิด และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษาที่จำกัด ซึ่งหมายความว่าแต่ละข้อบกพร่องจะใช้เวลานานขึ้นในการวินิจฉัยและแก้ไขเมื่อเทียบกับการดำเนินงานบนพื้นผิวดิน แม้ว่าปัจจัยเหล่านี้แต่ละข้อจะไม่ได้เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของการก่อสร้างอุโมงค์แต่อย่างใด แต่การที่ทั้งห้าปัจจัยนี้เกิดขึ้นพร้อมกันทุกกะ ตลอดระยะเวลาโครงการที่อาจกินเวลานานหลายปีนั้น เป็นลักษณะเฉพาะของการก่อสร้างอุโมงค์อย่างแท้จริง และจำเป็นต้องมีทั้งอุปกรณ์และแนวทางปฏิบัติของผู้ปฏิบัติงานที่ปรับให้เหมาะสมกับชุดเงื่อนไขที่ร่วมกันนี้

ปัญหาการจัดการความร้อนเป็นปัญหาที่มักถูกประเมินต่ำที่สุด บนไซต์งานผิวดิน ผู้ปฏิบัติงานและทีมบำรุงรักษาจะสังเกตเห็นอุณหภูมิน้ำมันเพิ่มขึ้น เนื่องจากพวกเขาสัมผัสได้ว่าอากาศรอบเครื่องจักรร้อนขึ้น แต่ในอุโมงค์ อากาศรอบข้างมีอุณหภูมิสูงอยู่แล้วจากความร้อนที่ปล่อยออกมาโดยอุปกรณ์ และการระบายอากาศมีจำกัด ทำให้ผู้ปฏิบัติงานไม่มีสัญญาณเตือนด้านอุณหภูมิใดๆ ที่สามารถสังเกตได้ ดังนั้นอุณหภูมิน้ำมันจึงมักสูงถึง 80–90°C ระหว่างการทำงานเจาะอุโมงค์ โดยที่ผู้ปฏิบัติงานไม่รับรู้เลย ไดอะแฟรมของแอคคิวมูเลเตอร์ซึ่งทำงานสลับไปมาที่อุณหภูมิดังกล่าว จะแข็งตัวภายในระยะเวลา 500–700 ชั่วโมง เมื่อใช้วัสดุ NBR แบบมาตรฐาน ขณะที่ชุดไดอะแฟรม HOVOO ที่ผลิตจากวัสดุ FKM ซึ่งออกแบบให้ทนความร้อนได้ต่อเนื่องสูงสุดถึง 120°C สามารถยืดอายุการใช้งานของไดอะแฟรมออกไปได้ถึง 1,200–1,500 ชั่วโมง ภายใต้สภาวะการใช้งานทั่วไปในอุโมงค์ ซึ่งหมายถึงความแตกต่างระหว่างการหยุดเครื่องโดยไม่ได้วางแผนไว้หนึ่งครั้ง กับสองครั้งต่อเครื่องจักรหนึ่งเครื่องต่อปี ในโครงการก่อสร้างอุโมงค์ขนาดใหญ่

ปัญหาการปนเปื้อนที่หัวหน้าเครื่องขุด (front head) มีลักษณะเฉพาะเช่นกัน ดินโคลนจากอุโมงค์ — ซึ่งประกอบด้วยส่วนผสมของปูนซีเมนต์ ฝุ่นซิลิกาละเอียด และน้ำ — จะไหลเข้าสู่หัวหน้าเครื่องขุดผ่านซีลกันฝุ่นแบบมาตรฐานหรือซีลที่สึกหรอมากกว่าฝุ่นจากการก่อสร้างบนผิวดิน เนื่องจากสภาพแวดล้อมที่ปิดล้อมจะทำให้อนุภาคสะสมอยู่ในคอลัมน์อากาศบริเวณพื้นที่ทำงานอย่างเข้มข้น จึงขอแนะนำให้ใช้ที่เช็ดฝุ่น (dust wipers) แบบคอมโพสิต PTFE ของ HOUFU ที่มีริมฝีปากรองเพื่อกันความชื้นสำหรับงานขุดอุโมงค์ทุกประเภทที่พื้นฐาน (invert) เปียกหรือมีส่วนผสมของปูนซีเมนต์ลอยอยู่ในอากาศ

การปรับตำแหน่งที่ช่วยลดความล้มเหลวของซีล

เรขาคณิตของหัวเจาะอุโมงค์บังคับให้ตัวเครื่องเคลื่อนที่เข้าสู่ตำแหน่งแขนยก (boom configurations) ที่แทบไม่ใช้ในการทำงานบนผิวดิน: แขนยกในแนวนอนยื่นออกเต็มที่บนทางลาดชันต่ำ องศาการปฏิบัติงานใกล้เคียง 45° จากแนวตั้ง หรือการปฏิบัติงานโดยที่แขนยกหดกลับแนบกับผนังอุโมงค์อย่างแน่นหนา แต่ละตำแหน่งดังกล่าวจะเปลี่ยนรูปแบบแรงกดที่กระทำต่อซีลลูกสูบจากแนวตั้งซึ่งเป็นแนวที่ซีลถูกออกแบบมาเพื่อรองรับ โดยการทำงานต่อเนื่องที่มุม 30–45° ในตำแหน่งเหล่านี้จะทำให้น้ำมันเกิดแรงดันข้าง (side-loading) ลงบนบริเวณหนึ่งของซีลก้านลูกสูบแทนที่จะกระจายแรงรอบวงอย่างสม่ำเสมอ การหมุนหัวเจาะ (chisel) 90° ทุกครั้งก่อนปรับตำแหน่งใหม่ — ซึ่งเป็นเทคนิคที่ผู้ควบคุมอุโมงค์ผู้มีประสบการณ์มักใช้ — จะช่วยกระจายรูปแบบแรงกดไปยังสี่ส่วนของผนังหลุมเจาะ (bore) ตลอดกะการทำงาน และเปลี่ยนการสึกหรอของซีลก้านลูกสูบจากแบบด้านเดียวเป็นแบบสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิว วิธีนี้ไม่ใช้เวลาเพิ่มเติมแต่อย่างใด และจำเป็นเพียงแค่ให้ผู้ปฏิบัติงานฝึกฝนจนเกิดเป็นนิสัยในการหมุนหัวเจาะก่อนปรับตำแหน่งเท่านั้น ผลของการยืดอายุการใช้งานซีลนี้สามารถวัดค่าได้อย่างชัดเจนตลอดฤดูกาลหนึ่งของการทำงานในอุโมงค์