دانلود پاورپوینت سپرهای دایره ای و تیغه ای در تونل زنی

موضوع :سپرهای دایره ای و تیغه ای در تونل زنی • استفاده از سپر محافظ برای حفر تونلها ،یکی از مهمترین پیشرفت های اخیر صنعت تونل سازی است . • وجود سپر محافظ به عنوان یک حریم ایمنی در حفر تونل در زمینه های نرم به ویژه تونلهای زیر آبی بسیار مؤثر است و سبب می شود که سیستم نگهداری اولیه را بر پا ساخته و نشست زمین را کنترل کرد. • سپر ها غالبًا مقطع دایره ای دارند و فضای تونل ممکن است طی شرایط هوای آزاد و یا تحت تأثیر هوای فشرده باشد . • شکل دایره ای دستگاه سبب می شود که به آسانی بتوان از قطعات فوالدی یا چدنی به منظور نگهداری تونل استفاده کرد .در بعضی موارد سپر را به شکل نعل اسبی می سازند گر چه این سپرها کار آیی کمتری دارند اما در عین حال این امتیاز را دارند که نمی لغزند و حفاری الزم را در مورد آنها کمتر است . انواع سپرهای حفاری تونل : • -1سپرهای باز open shields • -2سپر های بسته closed shields • -3نیم سپرها half shields • - 4سپرهای خاص ) سپر های هوای فشرده ، compressed air shieldsسپر های گل ، slurry shieldsسپرهای متعادل کننده فشار زمین earth pressure balance shields  -1سپر های باز Open shields • این سیستم در زمین هایی که خاک به اندازه کافی سفت و محکم باشد که در جلوی سپرریزش نکند کاربرد دارد .در این سیستم در جلوی سپر فضای آزاد وجود دارد و عملیات حفاری توسط یک بیل بازویی مکانیکی که در جلوی سپر قرار دارد انجام می گیرد .و مواد حفر شده در جبهه کار توسط این بیل بازویی بر روی نوار نقاله ریخته شده و نوار نقاله آنها را به پشت سپر بار گیری می کند .این سیستم را می توان در هوای آزاد ویا تحت هوای فشرده به کار برد .  -2سپر های بسته closed shields • این سیستم در زمین های خمیری و زمین هایی که خاک خیلی سست و ریزشی باشد کاربرد دارد قسمت جلوی سپر به وسیله یک صفحه محافظ فوالدی محکم بسته شده است که برای جلوگیری از ریزش مواد در جبهه کار و ورود آن به داخل سپر تعبیه شده است و بتواند در برابر فشار خاک مقاومت کند .این صفحه فوالدی دریچه هایی دارد که از طریق آنها می توان خاک جبهه کار را حفر و آن را به پشت سپر بار گیری و حمل کرد در این سیستم جبهه کار تونل باید همیشه تخته کوبی شود و در واقع در این شرایط زمین عمًال خود به خود حفر می شود و در موارد لزوم می توان از کلنگ دستی و یا چکش بادی استفاده کرد .  -3نیم سپرها half shields • این سیستم در زمین های خشک و آبکشی شده و به طور کلی در تونل هایی که در اعماق کم حفر می شود کاربرد دارد از این سپر ها با مقطع نیم دایره و یا نیم بیضی برای نگهداری سقف تونل استفاده می شود . قسمت های اصلی دستگاه حفاری سپری: نحوه جلو رفتن سپر • - 1بدنه :بدنه سپر از یک استوانه فوالدی خیلی مستحکم تشکیل شده است که با استفاده از تسمه های فوالدی و بست زنی تقویت شده است .طول بدنه سپربستگی به قطر تونل دارد هر چه قطر تونل بیشتر شود طول بدنه سپر بیشتر می شود . در داخل بدنه سپر یکسری جکهای جابجا کننده وجود دارد که کارشان هل دادن سپر به سمت جلو و پیشروی تونل به جلو می باشد این جکها باید ظرفیت جابجایی حداقل 72تن به ازای هر متر مربع را داشته باشند . • -2دنباله :دنباله دستگاه فضایی برای نصب قطعات پیش ساخته می باشد که در این فضا خود قطعات پیش ساخته در آن نگهداری می شود و طول قسمت دنباله حداقل 5/1برابر عرض هر یک از حلقه های نگه دارنده است . • در دنباله دستگاه یکسری جکها یا بازوهایی که وظیفه نصب قطعات پیش ساخته پوشش تونل را دارند تعبیه شده است این قطعات پیش ساخته ،بتنی یا چدنی می باشند .درقطعات پیش ساخته بتنی برای جلوگیری از ورود آب از واشر پالستیکی استفاده می کنیم و در قطعات پیش ساخته چدنی برای جلوگیری از ورود آب بین دو حلقه ،سرب مذاب می ریزیم و همچنین جکهای سکودر دنباله دستگاه وجود دارد که کارشان جابجایی یک صفحه فوالدی در ارتفاعات مختلف است که به عنوان سکوی کار استفاده می شود تا کارکنان بتوانند به آسانی کار خود را انجام دهند .تمام جکها به وسیله سیستم هیدرولیک تغذیه می شوند . • سیستم هیدرولیک با تلمبه های برقی تغذیه می شوند و روغن هیدرولیکی که در آنها به کار می رود در برابر آتش مقاوم است .فشار حداکثر سیستم هیدرولیک حدود 700بار است که در عمل به ندرت این فشار به کار می اید و معموًال حداکثر 280بار فشار کافی است و اگر دستگاه با این فشار جلو نرود باید لبه حفار دستگاه را کنترل کنیم زیرا ممکن است قطعه سنگ بزرگی در جلو آن گیر کرده باشد . • -3لبه حفار :لبه حفار در قسمت جلو سپر قرار دارد و ضخامت آن بین 5/6تا 5/7سانتی متر است که به وسیله ورقه های فوالدی به شدت تقویت شده ساخته شده است سطح لبه حفار را به وسیله مواد ضد سایش پوشش می دهند . سپر های هوای فشرده compressed air ‏shields • این سیستم در خاکهایی که زیر سطح ایستایی قرار گرفته اند کاربرد دارند در این سیستم با استفاده از هوای فشرده ،فشار هوا در داخل سپر را باال می برند تا از ورود آب به داخل سپر جلوگیری شود و انتهای سپر باید به طریقی مسدود شود تا از خروج هوای فشرده جلوگیری شود .هوای فشرده از طریق کمپرسورهایی که معموًال در سطح زمین مستقراند تأمین می شود گر چه این روش کار آیی خوبی دارد ولی در عین حال معایبی نیز دارد که از آن جمله می توان مشکالت کار در محیط با فشار باال و در بعضی موارد ممکن است هوای فشرده از خلل و فرج زمین و سیستم نگهداری نشت کند و به بیرون راه یابد . • راه های دیگر برای کنترل سینه کار در زیر آب های زیر زمینی : • -1سطح آب های زیر زمینی را با استفاده از گمانه زدن پایین آوریم • -2استفاده از تزریق شیمیایی • -3در جاهایی که امکان آبکشی نباشد از سپر های هوای فشرده استفاده می کنیم سپر های گل slurry shields • از این سیستم برای حفر تونل در زمین های ماسه ای و شنی اشباع از آب و با چسبندگی کم استفاده می شود .گل از مخلوط بنتونیت ( گروهی از کانی های رسی ) و آب به دست می آید . اساس سپر های گلی عبارت است از -1 :جلوگیری از ورود آب به داخل سپر با استفاده از فشار گل ،بنابراین فشار گل باید به گونه ای تنظیم شود که ضمن جلوگیری از ریزش خاک ،از نشست سطحی جلوگیری کند . • - 2با خاکهای کنده شده از جبهه کار مخلوط می شود و از طریق تلمبه و خط لوله به بیرون هدایت می شود ،در حوضچه های ته نشینی بیرون تونل ،مواد حفاری شده ته نشین می شود و مخلوط بنتونیت و آب را دوباره به جبهه کار تونل تزریق می کنند . • -3خنک کردن ابزار حفاری • برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل سپر از درزه گیر های مخصوص که بین سر برشی و بدنه ماشین قرار گرفته اند استفاده می کنیم این درزه گیرها از سمت داخل به سمت بیرون جلوی خروج گل را می گیرند برای اینکه مواد حفر شده همراه با گل از جبهه کار تونل به خارج هدایت شود سرعت جریان مخلوط گل و این مواد باید حدود 3متر در ثانیه باشد و همچنین قطر لوله هایی که گل را به جبهه کار هدایت می کنند حدود 5سانتی متر بزرگ تر از لوله های تخلیه می باشد تا از افت فشار اضافی در جبهه کار جلوگیری شود . سپرهای متعادل کننده فشار زمین earth ‏pressure balance shields • این سیستم در زمین های سست زیر سطح ایستایی کاربرد دارد .این دستگاه یک صفحه برشی دایره ای پنجره دار دارد که در جلو دستگاه می چرخد که مجهز به سرمته های دندانه ای چنگکی اسکنه ای هستند و مواد حفر شده از جبهه کار از طریق پنجره ها در اتاق خاصی که بالفاصله در پشت صفحه برشی قرار دارد جمع آوری و فشرده می شوند و در واقع حفاظی را برای نگهداری جبهه کار تونل ،فراهم می سازند و از ورود آب به داخل سپر جلوگیری می کنند .مواد حفر شده به تدریج و توسط یک نوار نقاله مارپیچ به پشت دستگاه هدایت می شود تا از آنجا به بیرون تونل انتقال یابد . مزایای استفاده از سپر های تعادلی با فشار زمین : • -1هدایت کل سپر ها به عهده یک نفر می باشد . • -2آسانی کنترل زمین • -3تونلسازی دقیق • -4صرفه جویی در زمان • -5پرسنل کم