Tünel Açma Makinesi ( TBM ), genellikle basitçe "köstebek" olarak anılır, inşaat ve jeoteknik mühendisliğindeki en önemli ilerlemelerden birini temsil eder. Bu devasa, sofistike makineler, ulaşım, kamu hizmetleri ve madencilik için benzeri görülmemiş bir hız, hassasiyet ve güvenlikle tünellerin oluşturulmasını sağlayarak yeraltı altyapısının inşasında devrim yarattı.
Mekanizma ve Çekirdek Bileşenler
Tünel Açma Makinesi aslında bir tünel yüzeyini kazmak ve aynı anda geçici veya kalıcı bir destek sistemi kurmak için tasarlanmış eksiksiz bir mobil fabrikadır. Bir TBM genellikle üç ana bölümden oluşur:
-
Kesici Kafa (Yüz):
- Bu, sert kayalar için disk kesiciler veya daha yumuşak zeminler için kesici uçlar ve sürükleme kazmalarının bir kombinasyonu gibi çeşitli kesici aletlerle donatılmış, en öndeki dönen elemandır.
- cutter head rotates and is thrust forward by hydraulic jacks, crushing or scraping the rock and soil at the tunnel face.
-
Kalkan ve Gövde (Orta):
- kalkan kesici başlığın hemen arkasında büyük, silindirik bir çelik mahfazadır. Yeni kazılmış tünel duvarlarına anında yapısal destek sağlayarak, kalıcı tünel kaplaması takılana kadar makineyi ve içerideki işçileri gevşek zeminden korur.
- itme sistemi Güçlü hidrolik krikolardan oluşan, makineyi ilerletmek için en son kurulan tünel kaplama segmentine baskı yapar.
-
Arka Dişli (Arka):
- Uzunluğu yüz metreyi aşabilen bu bölüm, gerekli destek ekipmanlarını barındırıyor.
- Şunları içerir: pislik giderme sistemi Kazılan malzemeyi (“çamur”) tünelden, kontrol ve güç sistemlerinden, havalandırma ekipmanından ve önemli bölüm oluşturucu kalıcı tünel kaplamasını oluşturan prefabrik beton bölümleri hassas bir şekilde yerleştirir.
TBM'lerin Sınıflandırılması ve Çeşitleri
TBM seçimi, büyük ölçüde belirli jeolojik koşullara ve yeraltı suyu basıncına bağlı olarak herhangi bir projede kritik bir karardır. TBM'ler, delmek üzere tasarlandıkları zemine göre genel olarak kategorize edilir:
1. Hard Rock TBM'leri
- Açık Tip / Tutucu TBM'ler: Ani astar gerektirmeden kısa bir süre için kendilerini destekleyebilen stabil, sert kaya koşullarında kullanılır. Hidrolik kullanıyorlar kıskaçlar makinenin kesici kafanın ileri itme kuvvetine tepki vermesini sağlayan tünel duvarlarına sabitlemek için.
- Tek Kalkanlı TBM'ler: Kırık veya daha az dayanıklı sert kayalarda kullanılır. Beton kaplama parçalarını doğrudan kalkanın arkasına monte ederler ve tamamlanmış kaplamayı iterek ileri doğru iterler.
- Çift Kalkanlı TBM'ler: most versatile hard rock machines. They feature two telescoping shields and a gripping system, allowing them to install the lining simultaneously while excavating (continuous tunneling) when in stable rock, or operate in alternating modes when conditions are unstable.
2. Yumuşak Zemin TBM'leri (Kalkan Makinaları)
se machines incorporate methods to actively balance the pressure at the tunnel face, crucial for preventing ground collapse or water ingress in soft soils (like sand, clay, and silt).
- Toprak Basıncı Dengesi (EPB) TBM'leri: Yapışkan, yumuşak zemin için idealdir. Kesici yüzündeki basınçlı bir bölme içerisinde kazılmış malzemeyi (çamur) kullanarak stabiliteyi korurlar. Vidalı bir konveyör, makinenin önündeki toprak ve su basıncını hassas bir şekilde dengelemek için pislik çıkarma hızını kontrol eder.
- Bulamaç Kalkanı TBM'leri (Hidrokalkan): Granül topraklarda veya yüksek su basıncı altında kullanılır. Zemini kapatmak için bir filtre keki oluşturan basınçlı bentonit bulamacını enjekte ederek yüzü stabilize ediyorlar. Kazılan malzeme bulamaçla karıştırılır ve yüzeydeki bir ayırma tesisine pompalanır.
Geleneksel Yöntemlere Göre Avantajları
global adoption of the Tünel Açma Makinesi geleneksel "delme ve patlatma" yöntemine kıyasla birçok önemli avantaja sahiptir:
- Gelişmiş Güvenlik: Patlayıcı kullanımını ortadan kaldırarak personele yönelik riskleri büyük ölçüde azaltır.
- Minimum Yüzey Bozulması: Operasyonlar esas olarak yer altında gerçekleştirilmekte olup gürültü, titreşim ve aksamalar en aza indirilmektedir; bu kentsel alanlarda büyük bir avantajdır.
- Artan Hız ve Verimlilik: TBM'ler sürekli bir tünel açma süreci sağlar ve genellikle delme ve patlatmaya göre önemli ölçüde daha yüksek ilerleme oranlarına ulaşır.
- Hassasiyet: Modern TBM'ler, yüksek hizalama doğruluğu sağlayan gelişmiş lazer veya navigasyon sistemleri tarafından yönlendirilir.
- Azaltılmış Aşırı Kazı: TBM bores a precise circular tunnel, reducing the amount of spoil (muck) generated and the volume of lining material required.
Sonuç olarak, Tünel Açma Makinesi 21. yüzyılın altyapı gelişimi için vazgeçilmez bir araçtır. Kentsel nüfus arttıkça ve yüksek hızlı demiryolu tünelleri ve geniş hizmet ağları gibi karmaşık, uzun mesafeli altyapıya olan ihtiyaç arttıkça, TBM'nin bir mühendislik harikası olarak rolü daha da hayati hale gelecektir.
