6 направлений развития туннелепроходческих машин

Aug 11, 2023

Нил Джеррард05 мая 2023 г.

Туннелепроходческие машины (ТБМ) имеют репутацию громоздких и дорогих машин. Но инновации в этом секторе увеличивают скорость работы, автоматизируют процессы и расширяют возможности мониторинга сложных геотехнических условий.

Последние инновации включают в себя:

Операторы ТБМ должны иметь возможность принимать корректирующие меры в случае изменения геотехнических условий. ТБМ может иметь до 5000 датчиков, которые с разной скоростью собирают данные о таких показателях, как производительность режущей поверхности, ход продвижения и крутящий момент отрезного круга.

Производитель ТБМ Herrenknecht недавно разработалновая платформа IIoTсобирать и управлять данными от беспроводных датчиков и хранить их в облачной базе данных центрального хранилища.

Платформа поддерживает более 2000 ТБМ, из которых до 700 могут одновременно находиться в поле. Данные хранятся на компьютерах в диспетчерской TBM и загружаются в облако при наличии подключения к Интернету — поскольку машины работают на глубине 10–15 км под землей, они могут быть отключены от сети в течение нескольких дней, недель или даже месяцев.

Херренкнехт также загрузил на платформу исторические данные за 40 лет в различных форматах.

Американский производитель Robbins заявил о первом в отрасли изменении диаметра ТБМ в 8-километровом дренажном дренажном туннеле Милл-Крик в Далласе, штат Техас.

Туннель имеет два диаметра, поскольку по мере его движения вниз по течению требования к потоку возрастают. В результате диаметр ТБМ увеличился с 11,6 м до 9,9 м.

Роббинс работал с совместным предприятием Southland/Mole над разработкой полной машины меньшего размера, а затем изготовил «комплект», который действовал как вторая кожа большего размера.

Когда пришло время уменьшать диаметр ТБМ, с машины просто удалили вторую обшивку, и этот процесс занял около четырех месяцев.

Малайзийская инфраструктурная компания MMC-Gamuda разработала, как она утверждает, первую в мире автономную туннельно-проходческую машину (A-TBM), чтобы устранить свою зависимость от дефицитных операторов TBM.

В качестве испытательного полигона она использовала вторую линию проекта общественного скоростного транспорта (MRT) в Куала-Лумпуре.

Система Plug-and-Play интегрируется в существующее оборудование и датчики TBM. Он контролирует процессы TBM и отправляет данные в централизованный центр управления.

Первоначально MMC-Gamuda протестировала эту технологию на одной машине для управления ее рулевым управлением, а затем распространила ее на другие параметры управления, такие как скорость подачи и управление навозной жижей.

В конечном итоге 10 из 12 ТБМ проекта были установлены с системой A-TBM, предназначенной для бурения в различных грунтовых условиях. В MMC-Gamuda заявили, что следующим шагом будет анализ данных о туннелировании и предоставление системе возможности делать прогнозы для получения более эффективных решений по туннелированию.

Херренкнехт разработал метод, позволяющий осуществлять непрерывную прокладку туннелей в мягких грунтах.

Традиционно проходка туннелей должна была приостанавливаться после каждого прохода земляных работ, чтобы можно было выполнить последовательность строительства кольца туннеля.

В новой системе непрерывной проходки туннелей, которая работает в 1,6 раза быстрее, силовые цилиндры, которые толкают машину вперед во время продвижения, берут на себя долю силы цилиндров, которые втягиваются при построении кольца.

Чтобы гарантировать, что машина сохраняет правильный курс во время этого процесса, управляемая компьютером система Центра тяги (ЦТ) берет на себя контроль давления в цилиндрах тяги от ручного оператора.

Херренкнехт получилПремия Баума за инновации 2022в категории «Машиностроение» за новую разработку.

Компания Boring, базирующаяся в США и основанная Илоном Маском, запустила вторую версию своей ТБМ «Prufrock» в 2022 году.

Prufrock предназначен для запуска непосредственно с поверхности, бурения под землей и повторного всплывания после завершения, что устраняет необходимость рыть ямы для запуска и извлечения машины в процессе, известном как «морская свинья».