Tünel birçma Makinalarının Anatomisi ve Mühendisliği
A Tünel Açma Makinası (TBM), genellikle "mekanik köstebek" olarak anılır, çeşitli toprak ve kaya katmanları boyunca dairesel kesitli tünelleri kazmak için tasarlanmış gelişmiş bir ağır ekipman parçasıdır. Geleneksel del-patlatma yöntemlerinden farklı olarak TBM'ler, çevredeki zemine verilen rahatsızlığı sınırlama ve düzgün bir tünel duvarı oluşturma avantajı sunar. Makine, kayanın veya toprağın yüzeyini parçalayan döner bir kesme kafasından, makineyi ileri doğru iten bir itme sisteminden ve çamurun çıkarılmasını ve kalıcı tünel kaplamalarının döşenmesini kolaylaştıran bir arka dişliden oluşur.
Bir TBM'nin Temel Bileşenleri
- kesici kafa: Öne bakan disk, jeolojik oluşumları taşlamak için tasarlanmış tungsten karbür kesiciler veya disk kesicilerle donatılmıştır.
- Kalkan: Tünel kaplaması döşenirken çevredeki toprağın makinenin içine çökmesini önleyen koruyucu bir çelik silindir.
- İtme Silindirleri: Makineyi ileri itmek için önceden monte edilmiş beton parçalara baskı yapan hidrolik krikolar.
- Konveyör Sistemi: Kazılan malzemeyi (çamur) imha edilmek üzere makinenin önünden arkasına taşıyan bant veya vidalı konveyör.
Farklı Jeolojik Koşullara Özel TBM Tipleri
Doğru tünel makinesinin seçilmesi büyük ölçüde sert kaya, yumuşak kil veya su taşıyan kum gibi zemin koşullarına bağlıdır. Mühendisler, özel yapım bir TBM'yi devreye almadan önce kapsamlı jeolojik araştırmalar yapmalıdır. Örneğin, Toprak Basıncı Dengesi (EPB) makineleri yumuşak, yapışkan zeminler için idealdir; Bulamaç Kalkanı TBM'ler ise yüksek hidrostatik basınca sahip dengesiz zeminler için daha uygundur.
| TBM Tipi | Zemin Durumu | Birincil Mekanizma |
| Hard Rock TBM'si | Katı Granit/Bazalt | Kaya yontmak için disk kesiciler |
| Toprak Basıncı Dengesi (EPB) | Silt, Kil, Kum | Basıncı dengelemek için kazılmış toprağı kullanır |
| Slurry Shield | Yüksek Su Basıncı/Gevşek Toprak | Basınçlı bentonit bulamaç süspansiyonu |
Yeraltı Kazısının Operasyonel Döngüsü
TBM'nin çalışması sürekli bir kazı ve kaplama döngüsüdür. Kesici kafa döndükçe ve makine ilerledikçe, önceden dökülmüş beton parçalar, kalkanın arkasındaki vakumlu dikme kolu tarafından yerine kaldırılır. Bu bölümler, tünelin kalıcı yapısı haline gelen tam bir halka oluşturacak şekilde birbirine cıvatalanmıştır. Bir halka tamamlandığında, itme silindirleri bir sonraki kazı vuruşunu başlatmak için yeni halkayı iter. Bu işlem, çapa ve çevreye bağlı olarak genellikle günde 10 ila 15 metreye ulaşan yüksek hızlı tünel açmaya olanak tanır.
Hassas Rehberlik ve Navigasyon
Modern tünel makineleri, hassas bir yörüngeyi korumak için gelişmiş lazer yönlendirme sistemlerini ve GPS'i kullanır. Operatörler, makinenin konumunu TBM'nin içine yerleştirilmiş bir kontrol kabininden izleyerek, planlanan hizalamadan sapmanın milimetre dahilinde tutulmasını sağlar. Bu hassasiyet, makinenin yüzeyde oturmaya neden olmadan mevcut bina temelleri, metro hatları ve şebeke boruları arasında gezinmesi gereken kentsel ortamlarda kritik öneme sahiptir.
Mekanik Tünel Açmanın Çevre ve Güvenlik Avantajları
Manuel kazıdan TBM teknolojisine geçiş, inşaat sektöründeki güvenlik standartlarını büyük ölçüde iyileştirdi. Makine işçiler için sürekli bir çelik kalkan sağladığından göçme riskleri neredeyse ortadan kaldırılmıştır. Ek olarak, yüzey seviyesinde inşaatla karşılaştırıldığında kontrollü çamur giderme ve azaltılmış gürültü kirliliği sayesinde çevresel etki azaltılır. Slurry TBM'lerdeki kapalı devre sistemler aynı zamanda sondaj sıvılarının geri dönüştürülmesine de olanak tanıyarak süreci uzun vadeli altyapı projeleri için daha sürdürülebilir hale getiriyor.
- Azaltılmış yüzey titreşimi şehir merkezlerindeki tarihi binaları korur.
- Otomatik segment kurulumu, yüksek riskli bölgelerdeki manuel emeği en aza indirir.
- Takip ekipmanının kullanımı yoluyla sağlanan verimli lojistik, temiz bir çalışma sahası sağlar.
