หลักการหลักในการเลือกหัวตัดของเครื่องเจาะอุโมงค์แบบโล่และคู่มือการจับคู่สภาวะสำหรับทุกสถานการณ์

ในการก่อสร้างงานวิศวกรรมใต้ดิน เช่น อุโมงค์ รถไฟใต้ดิน และอุโมงค์สาธารณูปโภค เครื่องเจาะอุโมงค์แบบโล่ได้รับการยกย่องว่าเป็น "สุดยอดอาวุธ" ของการขุดใต้ดิน ในฐานะที่เป็น "ฟัน" ของเครื่องเจาะอุโมงค์แบบโล่ที่สัมผัสกับชั้นดินโดยตรงและทำลายหินและดิน หัวตัดของเครื่องเจาะอุโมงค์แบบโล่จึงเป็นอุปกรณ์เสริมหลักที่กำหนดประสิทธิภาพการขุด ต้นทุนการก่อสร้าง คุณภาพของงานวิศวกรรม และแม้แต่ความปลอดภัยในการก่อสร้าง

ในการก่อสร้างโครงการหลายแห่ง มักเกิดปัญหาต่างๆ เช่น การขุดหยุดชะงัก การสึกหรอของหัวตัดบ่อยครั้ง การสึกหรอไม่สม่ำเสมอ ฟันบิ่น ความถี่ในการเปลี่ยนหัวตัดสูง และการรบกวนชั้นดินในระดับมาก มีโอกาสสูงที่ปัญหาเหล่านี้ไม่ใช่ความผิดพลาดของอุปกรณ์ แต่เป็นความไม่สอดคล้องกันระหว่างการเลือกหัวตัดกับสภาพธรณีวิทยาของชั้นดิน

สภาวะทางธรณีวิทยาใต้ดินมีความซับซ้อนและละเอียดอ่อน ดินอ่อน กรวดทราย หินผุ หินแข็ง และชั้นดินผสมมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ และไม่มีหัวตัดอเนกประสงค์ที่ใช้ได้กับทุกสภาพ แผนการคัดเลือกที่แม่นยำไม่เพียงแต่จะเพิ่มความเร็วในการขุดได้หลายเท่า แต่ยังลดต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองได้อย่างมาก ลดเวลาหยุดเครื่องเพื่อเปลี่ยนหัวตัดให้เหลือน้อยที่สุด และหลีกเลี่ยงอันตรายที่ซ่อนอยู่ในการก่อสร้าง วันนี้ เราจะพาคุณไปวิเคราะห์อย่างครอบคลุมถึงตรรกะหลักเบื้องหลังการคัดเลือกหัวตัดของเครื่องขุดอุโมงค์shield เพื่อตอบสนองความต้องการในการก่อสร้างในทุกสถานการณ์ [1]

I. ทำความเข้าใจหัวตัดหลัก: หัวตัดต่างกัน หน้าที่ต่างกัน

เครื่องขุดเจาะแบบ Shield tunneling มีประเภทของหัวตัดที่หลากหลาย หลักการทำลายหินและตำแหน่งหน้าที่ของหัวตัดแต่ละประเภทนั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง โดยมีการแบ่งแยกที่ชัดเจนในสถานการณ์การก่อสร้างที่เหมาะสม ขั้นตอนแรกในการเลือกหัวตัดที่เหมาะสมคือการแยกแยะคุณลักษณะของหัวตัดเหล่านั้น

1. Disc Cutter | กำลังหลักในการขุดเจาะหินแข็ง

หัวตัดดิสก์อาศัยแรงบีบอัดและแรงกลิ้งที่เกิดจากการหมุนของหัวตัดในการทำลายชั้นหิน ทำให้เป็นหัวตัดหลักสำหรับการก่อสร้างในชั้นหินแข็งปานกลางและชั้นหินที่สมบูรณ์ ในบรรดาหัวตัดเหล่านี้ หัวตัดดิสก์ใบเดียวมีความสามารถในการรับแรงกดสูงและมีแรงทำลายหินมาก เหมาะสำหรับชั้นหินที่มีความแข็งสูง ส่วนหัวตัดดิสก์แบบสองใบและหลายใบมีพื้นที่ครอบคลุมกว้างกว่าและเหมาะสำหรับชั้นหินที่มีการผุกร่อนไม่สม่ำเสมอ สามารถทำลายโครงสร้างหินโดยรวมได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยความสามารถในการเจาะทะลุที่แข็งแกร่ง จึงเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการก่อสร้างด้วยเครื่องเจาะอุโมงค์ในอุโมงค์ภูเขาและชั้นหิน

2. Scraper | สิ่งจำเป็นสำหรับการขุดเจาะดินอ่อน

เครื่องขูดจัดอยู่ในประเภทเครื่องมือตัด โดยอาศัยใบมีดในการตัดและขูดดินออก โครงสร้างโดยรวมมีลักษณะเบาและบาง ให้ประสิทธิภาพการตัดสูง โดยหลักแล้วเหมาะสำหรับชั้นดินอ่อน เช่น ดินเหนียว ตะกอน และดินเลน และมีหน้าที่ในการเคลียร์ดินออกจากหน้าตัดการขุดและปรับระดับหน้าอุโมงค์ เหมาะสำหรับรถไฟใต้ดินในเมืองและการก่อสร้างอุโมงค์ในเมืองบนดินอ่อน ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือตัดพื้นฐานและมาตรฐานสำหรับการขุดดินอ่อน

3. Ripper (Pre-cutter) | ผู้นำหน้าของชั้นหินผสม

ตัวฉีกมีขนาดสูงกว่าตัวขูดและจัดอยู่ในประเภทเครื่องมือตัดล่วงหน้า ในระหว่างการขุด พวกมันสามารถแตกก้อนแข็งและกรวดภายในชั้นดินได้ก่อน ทำให้ชั้นดินที่แน่นหนาคลายตัว และทำลายความสมบูรณ์โดยรวมของชั้นดินเพื่อปูทางสำหรับการทำงานของตัวขูดและหัวตัดแบบจานในลำดับถัดไป พวกมันถูกปรับให้เข้ากับชั้นดินผสมที่มีทรายและกรวด สภาพอ่อนสลับแข็ง หรือกรวดเฉพาะจุดได้อย่างเหมาะสม ช่วยป้องกันไม่ให้เครื่องมือตัดชนิดเดียวรับภาระมากเกินไปและสึกหรออย่างรวดเร็ว

4. หัวตัดขอบด้านข้าง | ควบคุมคุณภาพการขึ้นรูปอุโมงค์

ติดตั้งอยู่บนวงแหวนด้านนอกของหัวตัด หน้าที่หลักคือการตัดแต่งและป้องกันเกจ—แก้ไขแนวขุดอุโมงค์เพื่อป้องกันการหดตัวของหน้าตัด การขุดเกิน หรือการขุดไม่ถึง ใช้งานได้กับชั้นดินทุกประเภทที่ซับซ้อน โดยเฉพาะในชั้นดินที่ไม่สม่ำเสมอหรือเสี่ยงต่อการถล่ม ซึ่งสามารถรักษาขนาดรูปร่างของอุโมงค์ให้คงที่และรับประกันความแม่นยำในการก่อสร้าง

II. การเลือกตามธรณีวิทยา! แนวทางที่ครอบคลุมที่สุดสำหรับการจับคู่เงื่อนไข

ในการก่อสร้างใต้ดิน ธรณีวิทยาเป็นตัวกำหนดการเลือก หลักการสำคัญของการเลือกหัวตัดทั้งหมดคือ: ปรับให้เข้ากับสภาพท้องถิ่นและปรับแต่งให้ตรงกับความต้องการเฉพาะ เนื่องจากความแข็ง ปริมาณความชื้น และระดับสิ่งเจือปนแตกต่างกันไปในแต่ละชั้นดิน แผนการกำหนดค่าหัวตัดที่สอดคล้องกันจึงแตกต่างกันอย่างมาก

1. ชั้นดินอ่อน (ดินเหนียว ดินตะกอน ดินเลน)

ดินในชั้นนี้ร่วนและอ่อน ไม่มีสิ่งเจือปนแข็ง และมีความเป็นพลาสติกสูง จึงไม่จำเป็นต้องใช้หัวตัดทำลายหินที่มีความแข็งแรงสูง

2. ชั้นกรวดทราย

ชั้นหินมีลักษณะหลวม มีกรวดและหินกรวดจำนวนมาก และมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ทำให้หัวตัดสึกหรอและบิ่นได้ง่ายมาก

3. ชั้นหินผุพัง (ผุพังสมบูรณ์ ผุพังสูง)

ชั้นดินประกอบด้วยหินและดินผสมกัน ความแข็งไม่สม่ำเสมอ และโครงสร้างแตกหัก เป็นสภาพการทำงานที่ซับซ้อนโดยทั่วไปซึ่งหัวตัดชนิดเดียวแทบจะไม่สามารถปรับตัวได้

4. ชั้นหินแข็งปานกลางและชั้นหินแข็ง

ชั้นหินมีความแข็งสูง มีความสมบูรณ์แข็งแรงสูง และตัดได้ยากมาก ทำให้หัวตัดต้องทนต่อแรงอัดและแรงกระแทกในระดับที่สูงมาก

5. ชั้นดินผสม (สลับดิน หิน และกรวด)

นี่คือสภาพการทำงานที่ยุ่งยากและเกิดปัญหาบ่อยที่สุดในงานวิศวกรรม การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาไม่เป็นไปตามรูปแบบ ทำให้เกิดข้อกำหนดที่เข้มงวดต่อประสิทธิภาพโดยรวมของหัวตัด

III. หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด! ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยในการเลือกหัวตัด

สาเหตุรากฐานเบื้องหลังการใช้งบประมาณเกินและการล่าช้าของกำหนดการในโครงการก่อสร้างหลายโครงการอยู่ที่ความเข้าใจผิดในการเลือก ผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมต้องหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่พบบ่อย 3 ประการนี้:

IV. การเลือกหัวตัดระดับพรีเมียมไม่ได้เป็นเพียงการจับคู่กับชั้นหินเท่านั้น

การเลือกหัวตัดสำหรับ shield tunneling อย่างมืออาชีพไม่ใช่แค่การจับคู่ประเภทหัวตัดเท่านั้น แต่ต้องคำนึงถึงกระบวนการวัสดุ การออกแบบโครงสร้าง สภาพการทำงานของโครงการ และการดำเนินงานและการบำรุงรักษาในภายหลังด้วย

หัวตัดโล่ระดับพรีเมียมใช้กระบวนการหลอมละลายด้วยไฟฟ้าเพื่อทำให้วัตถุดิบบริสุทธิ์ ควบคู่กับกระบวนการตีขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ขนาด 10,000 ตันและการอบชุบด้วยความร้อนในสุญญากาศ วงแหวนหัวตัดที่ได้จึงมีเนื้อสัมผัสที่แน่นและสม่ำเสมอ ซึ่งสร้างสมดุลระหว่างความแข็งและความเหนียว เมื่อเทียบกับหัวตัดทั่วไป ความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานแรงกระแทกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้นมากกว่า 30% ในขณะเดียวกัน สามารถปรับแต่งแผนการจัดวางหัวตัดที่แตกต่างกันได้ตามพารามิเตอร์ของหัวตัดโครงการ ความเร็วในการขุด และขนาดหน้าตัด ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์การก่อสร้างอุโมงค์ขนาดใหญ่พิเศษ ระยะทางไกล และความยากสูง [1]

บทสรุป

แม้หัวตัดของเครื่องขุดอุโมงค์จะมีขนาดเล็ก แต่ก็เป็น "อุปกรณ์เสริมเส้นชีวิต" ของงานวิศวกรรมใต้ดิน การคัดเลือกอย่างแม่นยำ = ลดต้นทุน + เพิ่มประสิทธิภาพ + รับประกันความปลอดภัย การกำหนดค่าหัวตัดที่เหมาะสมสามารถทำให้การขุดอุโมงค์ได้ผลลัพธ์เป็นสองเท่าด้วยความพยายามเพียงครึ่งเดียว และหลีกเลี่ยงความยากลำบากในการก่อสร้างส่วนใหญ่

ไม่ มีรูปแบบสากลสำหรับงานวิศวกรรมใต้ดิน มีเพียงการปรับให้เหมาะสมที่สุดเท่านั้น ด้วยความเชี่ยวชาญในด้านหัวตัดshieldมาอย่างยาวนานและอาศัยประสบการณ์จากโครงการก่อสร้างอุโมงค์หลายพันโครงการ เราสามารถให้บริการคัดเลือกหัวตัดเฉพาะบุคคล การกำหนดค่าสนับสนุน และคำแนะนำด้านการปฏิบัติงานและบำรุงรักษาในรูปแบบโซลูชันแบบครบวงจรสำหรับทุกสถานการณ์ รวมถึงดินอ่อน กรวดทราย หินแข็ง และชั้นดินผสม ช่วยเหลือโครงการอุโมงค์และรถไฟใต้ดินขนาดใหญ่อย่างเต็มที่เพื่อให้บรรลุการดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพและการส่งมอบที่มีคุณภาพ