استفاده از کیسه هوای لاستیکی در شکست TBM و آب بندی فشار زمین

دانش صنعت

در پروژه های ساخت تونل با استفاده از ماشین های حفاری تونل (TBM)، یکی از حیاتی ترین و سخت ترین مراحل فنی،فرآیند شکستهنگامی که TBM از خاک یا لایه های سنگی به داخل شفت یا محفظه کاری خارج می شود.

در این مرحله، کنترل فشار زمین و جلوگیری از نفوذ خاک یا آب به یک چالش مهندسی بزرگ تبدیل می‌شود. برای رسیدگی به این موضوع،کیسه هوا لاستیکی بادی به طور گسترده به عنوان یک محلول فشار قابل انعطاف-مسدود کننده و آب بندی بین TBM و لایه های زمین اطراف استفاده می شود..

پیشینه مهندسی: کنترل فشار در طول شکست TBM

هنگامی که یک TBM به نقطه خروج نزدیک می شود

فشار زمین در اطراف سپر فعال باقی می ماند

خاک یا آب ممکن است به فضای کار سرازیر شود

سازه های صلب به تنهایی نمی توانند به طور کامل با شکاف های نامنظم سازگار شوند

تنش بیش از حد ممکن است به سیستم های آب بندی یا اجزای سازه آسیب برساند

بنابراین، الفمحیط آب بندی انعطاف پذیر و قابل کنترلبرای مسدود کردن موقت فشار زمین و تثبیت منطقه شکست لازم است.

موقعیت نصب کیسه هوا

در کاربردهای مهندسی عملی، کیسه هوا لاستیکی عبارت است از:

نصب شده استبین سپر TBM و لایه زمین اطراف

مستقر دررابط شکست، جایی که TBM از تونل خارج می شود

بین ساختار سپر و صفحات آب بندی لاستیکی یا خاک اطراف قرار دارد

این قرارگیری به کیسه هوا اجازه می دهد تا به طور مستقیم در برابر فشار زمین عمل کند و در عین حال تغییر شکل کنترل شده را حفظ کند.

عملکرد اصلی: مسدود کردن و آب بندی فشار زمین

نقش اصلی کیسه هوا عبارت است از:

فشار از خاک یا لایه های سنگ اطراف را مسدود کنید

به عنوان یک عمل کنیدساختار آب بندی موقت

از ورود ناگهانی خاک، آب یا دوغاب جلوگیری کنید

محیط کاری را در هنگام شکست TBM تثبیت کنید

از نظر مهندسی، کیسه هوا به عنوان یک عمل می کندمانع فشار انعطاف پذیر، شبیه مهر و موم قابل تغییر شکل است.

اصل کار کیسه هوا

در حین عملیات:

کیسه هوا قبل از شکست در موقعیت تعیین شده خود نصب می شود

تورم به تدریج شروع می شود، معمولاً از شروعحدود 0.01 مگاپاسکال

هنگامی که فشار داخلی اعمال می شود، کیسه هوا به سرعت سفت می شود و بار را تحمل می کند

کیسه هوا منبسط می شود تا شکاف های نامنظم بین TBM و زمین را پر کند

فشار زمین به طور یکنواخت مقاومت می کند و دوباره در سطح کیسه هوا توزیع می شود

بر خلاف اجزای سفت و سخت، کیسه هوا با سطوح ناهموار سازگار شده و تماس موثر را حفظ می کند.

مزایای استفاده از کیسه هوا در شکست TBM

در مقایسه با روش‌های آب‌بندی سفت و سخت سنتی، کیسه‌های هوای لاستیکی چندین مزیت دارند:

تغییر شکل انعطاف پذیر تحت فشار

توزیع بار یکنواخت

کاهش خطر تمرکز استرس موضعی

بهبود عملکرد آب بندی در فضاهای نامنظم

کنترل تورم ساده و{0}}تنظیم در سایت

این ویژگی ها کیسه های هوا را برای شرایط پیچیده زمین شناسی مناسب می کند.

تجربه مهندسی معمولی

در چندین پروژه تونل زنی محافظ، کیسه هوا با موفقیت برای موارد زیر استفاده شده است:

کمک به آب بندی در هنگام شکست TBM

با ایجاد نیروی رو به بالا از صفحات آب بندی لاستیکی پشتیبانی کنید

رابط بین TBM و لایه های زمین را تثبیت کنید

افزایش ایمنی کلی در مراحل حیاتی ساخت و ساز

عملکرد آنها در شرایط ساخت و ساز واقعی قابل اعتماد است.

نتیجه گیری

در پروژه های تونل سازی TBM، به ویژه در حین عملیات شکست،کیسه های هوای لاستیکی به عنوان یک راه حل انعطاف پذیر درزگیر و مسدودکننده فشار نقش حیاتی دارند.
نصب شده بین TBM و لایه های اطراف، آنها به طور موثر در برابر فشار زمین مقاومت می کنند و ایمنی ساخت و ساز را بهبود می بخشند.

با افزایش مقیاس و پیچیدگی پروژه های تونل سازی،کیسه‌های هوای لاستیکی سفارشی‌سازی‌شده برای آب‌بندی شکستگی یک جزء کمکی مهم در مهندسی مدرن TBM باقی خواهند ماند..