معرفی دستگاه حفاری تونل غول پیکر T.B.M

تی بی ام یا  Tunnel boring machine دستگاه حفر تونل غولپیکریست که در ساخت تونل های مترو زیر زمینی و از این قبیل که طول بسیار طولانی دارند و برای اجرای آنها نیاز به حفاری های بسیار طولانی و با قطر زیاد در زمین هست مورد استفاده قرار میگیرد.این دستگاه غول آسا از بخشهای اصلی زیر تشکیل میشود:

سر برش (Cutter Head)
سیستم پیشروی و جک ها (Advance_thrust Cylinder)
سیستم تخلیه مصالح (Conveyer)
سیستم تقویت دیواره (Lining)
مجموعه سیستم های پشتیبان (Back up)

در خانواده Shielded TBM چند بخش دیگر نیز اضافه میشود که شامل:
سیستم تقویت پیشروی (Auxilary_thrust Clinder)
مجموعه جداره محافظ(Shield)
محفظه تقویت فشار سیال(Manluck)

دستگاه هایی که برای حفاری ساخته شده اند شامل انواع گوناگونی هستند ، اما پر آوازه ترین و پر کاربرد ترین آنها این دو گروه اند:
Gripper T.B.M
Shielded T.B.M

در زمین های دسته ۱و۲ از Gripper TBM ها و در دسته ۳و۴ از Shielded ها استفاده می شود.

خود این دو دسته به انواع خاصی دسته بندی میشوند.
Gripper TBM = A)Single Gripper B)Duble Gripper
Shielded TBM= A)Single Shield B)Duble Shield

برسی نحوه عملکرد:

روش شروع کار بدین گونه هست که یک کوه را در نظر بگیرید، برای اینکه دستگاه بتواند عملیات حفاری را شروع کند ابتدا می ( Cutter Head) بتواند بر روی متریال قرار گیرد و در انجام عملیات حفاری وقفه ایجاد نشود.

به بستر حفاری اصطلاحاً “ترانشه” گفته می شود. ترانشه شامل خاک برداری از سطح رویی زمین تا رسیدن به بستر سخت و سنگی ، ایجاد یک تونل با قطر متناسب با قطر دستگاه حفاری ، انجام عملیات سخت سازی( انجام مش و شات کریت) در اطراف دهانه و عملیات تقویت دیواره(لاینینگ) داخلی دهانه می باشد.
پس از انجام عملیات آماده سازی سایت و پورتال اختصاصی ،ریل گذاری در دهانه انجام میشود تا دستگاه بر روی ریل قرار گرفته و  آماده شروع عملیات حفاری شود.

حالا وقت آن رسیده تا دستگاه کار اصلی خودش یعنی سوراخ کردن زمین را شروع کند.
آماده سازی دستگاه از نظر الکتریکی و مکانیکی و تأمین نیروی هیدرولیکی دستگاه در بخش پشتیبان (BU) انجام میگیرد. سپس مسیر با لیزر مشخص شده و اپراتور دستگاه تنظیمات لازم جهت انجام حفاری را انجام می دهد. سیستم های تهویه هوا و تخلیه مصالح روشن شده و سیستم های کنترلی فعال می شوند. حالا وقت شروع است..

سر برش بوسیله الکتروموتور ها و جعبه دنده های قوی به چرخش در می آید و جک ها سر برش را به جلو هل میدهند تا دیسک ها با سطح سنگ برخورد کرده ، آنها را خرد کند و به سیستم تخلیه مصالح انتقال دهد. کاتر به اندازه مشخصی به جلو پیش می رود. پس از آن متوقف شده و انجام عملیات تکمیلی تخلیه انجام میگیرد. به این عملیات اصطلاحاً یک کورس حفاری گفته می شود.

پس از انجام حفاری عملیات لاینینگ انجام شده و دستگاه توسط جک های قدرتمند ،خود را به جلو هل میدهد. این پروسه تریلینگ (Traling)اطلاق می شود.
حالا دستگاه دوباره تنظیم شده و این سیکل تکرار میشود.

در برخی از موارد که مصالح سخت تر بوده و امکان ریزش در حداقل است میتوان Telescop Shield را فعال کرد و با تکنیک دبل حفاری نمود. این امر به شما این امکان را میدهد تا در هنگام انجام عملیات حفاری به صورت همزمان به انجام عملیات لاینیگ بپردازید و درمواقع لزوم به راحتی تلسکوپ شیلد را به عقب کشیده (Retract) و عملیات تعمیر یا بازدید دیسک ها را انجام دهید یا حتی سطح حفاری را بررسی نمایید.
این تکنیک تنها در سیستم های Duble Shield امکان پذیر است و نحوه عملکرد آن مختصراً به این گونه است که شیلد عقبی یا Gripper Shield توسط جکهای گریپر در جایش فیکس می شود و شیلد جلویی یا Front Shield و کاتر هد به وسیله جکهای Advance به جلو هل داده میشوند، در همین زمان شما میتوانید جکهای Auxilary Thrust را جمع کنید و عملیات لاینینگ را همزمان با انجام عملیات حفاری انجام دهید.
این بخش را در توضیح کامل بخش Auxiliary Thrust Jacks شرح خواهم داد.

در اصطلاح به عملیات بازشدن جک ها Extend و به عملیات جمع کردن آنها Retract می گویند.
در تمام مراحل انجام عملیات حفاری سنسور ها و دستگاه های مختلف فرایند انجام عملیات، فشار وارده بر کاتر، جک ها و بدنه ؛ جهت مسیر، احتمال وجود گاز و یا کم شدن اکسیژن، تعادل در جریان های الکتریکی و هیدرولیکی وارده به دستگاه و بسیاری از مسائل حیاتی و ضروری دیگر دائم در حال کنترل هستند.

لازم به ذکر است که توضیحاتی که در بالا داده ام صرفاً جهت آشنایی مقدماتی در جهت فهم ساده تر برای عموم است و لزوماً تمام موارد و اقدامات به شکل حرفه ای در این بخش قابل ارائه نبود. در ادامه به بررسی کامل و حرفه ای هریک از بخش ها خواهم پرداخت.