Kaip akmenų pjūklai padidina tikslumą kelio ir tunelių projektuose

Tiksli pjaustymas tunelių kasimo metu su Akmenų pjūklai

Kontroliuojamas medžiagos šalinimas naudojant uolienų pjūklus, kad būtų sumažintas perdidelis iškėlimas ir konstrukcinių elementų pažeidimai

Šiuolaikinėje tunelių statyboje inžinieriai vis dažniau naudoja uolienų pjūklų technologiją, nes ji leidžia tokią tikslią mechaninę pjaustymo kontrolę, kad galima išvengti per didelio iškėlimo – kai ištraukiama per daug uolienos virš suplanuoto kiekio. Palyginti su tradiciniais sprogstamaisiais metodais, uolienų pjūklai pernaujo iškėlimą sumažina apie du trečdalius, kaip parodė praeitais metais paskelbti tyrimai žurnale „Tunneling Engineering Journal“. Be to, šie pjūklai taupo ir lėšas – mažina tvirtinimo išlaidas apie 180 JAV dolerių kiekvienam pastatytam tunelio metrui. Ši technika veikia taip, kad pjaunama mažais etapais – apie pusę metro vienu kartu, todėl aplinkinė uoliena išlieka stabilus kasimo metu. Tai ypač svarbu dirbant su sudėtingomis požeminėmis formacijomis, kurios kitaip gali subyrėti dėl sprogdinimo sukeltų vibracijų.

Hidrauliniai uolienų pjūklai tiksliajam pjaustymui siauruose požeminiuose erdvėse

Kompaktiški hidrauliniai akmens pjūkai užtikrina aukštos tikslumo pjautuvą tuneliuose, kurių plotis siekia vos 3 metrus. Turėdami 270° posūkio galimybę ir 18 000 Nm sukimo momentą, šios įrangos vienetai leidžia kirsti išlenktus tunelių profilius su 15 mm paklaida. Uždaras pjaunamasis kelias pašalina lėkiančių akmens gabalų pavojus, būdingą tradicinei kasinėjimo technikai, padidindamas saugumą, nesumažindamas tikslumo.

Atvejo tyrimas: Gotardo pagrindinio tunelio pratęsimas parodo tikslią alignavimą naudojant akmens pjūklus

Plėtojant Alpėse esantį Gotardo pagrindinio tunelio projektą, inžinieriai naudojo modulinius uolienų pjūklus, kurie išlaikė apie 12 mm tikslumą maždaug 8 iš 10 susidurtų su itin kietu gneisu paviršių. Toks tikslumas labai padėjo – darbininkai galėjo judėti pirmyn vidutiniškai 4,5 metro per dieną, o betoninių apdailos remontai sumažėjo beveik 40 %, lyginant su artimiausiomis vietomis, kuriose vis dar buvo taikomos tradicinės gręžimo ir sprogimo technikos. Sistema taip pat buvo aprūpinta realaus laiko apkrovos stebėjimu, kuris sustabdė daugumą pjūklo įstrigimų dar iki jų įvykstant; tai labai sumažino prastovas, nes sistema automatiškai reguliavo greitį, kai pasikeisdavo uolienos tankis. Šie rezultatai buvo pabrėžti šių metų ankstyvesniame „Tunneling Technology Review“ leidime.

Tikslumo didinimas kelio statyboje naudojant uolienų pjūklo technologiją

Ekskavatoriai su montuojamais uolienų pjūklais tiksliai rėžti grioviams akmenytoje vietovėje

Ant ekskavatorių montuojamos akmens pjūklų sistemos siūlo beveik chirurginį tikslumą įrengiant griovius per sunkias medžiagas, tokius kaip granitas ir bazaltas. Šios mašinos iš tiesų iškas apie 25 procentais mažiau medžiagos lyginant su senomis gręžimo technikomis, todėl požeminiai vamzdžiai ir kabeliai saugomi nuo pažeidimų. Į šiuos įrenginius integruota GPS sistema leidžia tikslią iki apie 1,5 centimetro padėtį drenажo linijų tiesimui kalnuotose vietovėse. Tai, kas juos išskiria – dviejų ašių pjaunamosios galvutės, kurios dinamiškai reguliuoja pjūklo greitį ir sukimo momentą priklausomai nuo to, kokio tipo uolieną jos pjautų. Dėl to griovių sienos lieka stabilios net dirbant per įtrūkusias kalkakmenio formacijas, kurios paprastai keltų problemų tradicinėms mašinoms.

Tikrojo laiko gylio ir kampo koregavimas ruošiant automagistralės pamatą

Naujausia įranga yra aprūpinta lazerine gilumo kontrolė, kuri vertikaliai tiksli iki apie 2 mm ruošiant kelio pagrindą. Šios mašinos turi slėgiui jautrius galvutės, kurios automatiškai prisitaiko judant nuo betoninių paviršių prie natūralaus dirvožemio apačioje, dėl to 45 laipsnių nuolydžiai išlaikomi pastovūs beveik visą laiką. Atsiliepimų sistemos labai sumažina klaidas, padarytas matuojant rankiniu būdu, taupant laiką apie 7 iš 10 greitkelių darbų, ypač ten, kur nuolydis yra tarp 3 ir 5 procentų. Dauguma šiuolaikinių sistemų dabar taip pat apima inercines matavimo vienates, kas reiškia, kad pjovimo kampai automatiškai koreguojami, kai darbas vystosi. Darbininkai dabar gali apdoroti 300 metrų pamatų ruožus skirtingose dirvožemio ir uolienų formacijose, pasiekiant arti 98 % to, ką inžinieriai nurodo savo planuose daugumą laiko.

Uolienų branduolių ėmimas ir geotechninė analizė infrastruktūros planavimui

Tikslus uolienų branduolių pjaustymas patikimam geotechniniam testavimui

Šiandienos akmenų pjūkliukai gali pjaustyti gręžinių mėginius su nuokrypiu mažesniu nei 0,5 mm, kas atitinka ASTM D4543 standartą tiksliai dimensijai. Deimantiniai diskai veikia geriausiai esant kontroliuojamam slėgiui tarp 40 ir 60 MPa, tuo pačiu išlaikant apsukas žemiau 300 aps/min. Šis lėtesnis metodas neleidžia atsirasti dirginančioms šiluminėms įtrūkimams, kurie anksčiau kliudydavo tradicinėms gręžimo technikoms. Rezultatas? Kur kas geresnis mėginių išsaugojimas be erzinančių mikroįtrūkimų, kurie anksčiau sugadindavo apie ketvirtadalį suspaudimo bandymų – tai parodė praeitos savaitės Geotechninių medžiagų žurnalo tyrimas.

Tikslios mėginių paruošos poveikis konstrukcijų ilgaamžiškumo vertinimui

Aukštos kokybės atkrovų kokybė rodo svarbias detales, pvz., kiek plyšių egzistuoja ir koks yra išorės poveikis, kas turi didelę reikšmę projektuojant pamatus. Pagal praėjusiais metais atliktą tyrimą, kuriame buvo ištirti apie 87 skirtingi tiltų projektai, inžinieriai nustatė, kad naudojant pjūklu pjautus mėginius reikėjo apie 19 procentų mažiau armatūros, lyginant su tradiciniais gręžimo būdais. Kitas pranašumas kyla iš uolienų pjūklo technologijos, leidžiančios atlikti lygiagrečią galų šlifavimą. Šis procesas padeda užtikrinti, kad uolienų mėginiai atitiktų griežtas +/- 1 laipsnio kampines reikalavimus, būtinus tinkamiems triašialiniams bandymams pagal ISRM standartus. Tikslingai išlaikyti šiuos kampus yra labai svarbu tiksliesiems bandymo rezultatams.

Palyginimas: Tradicinis gręžimas ir tikslūs uolienų pjūklai geologiniame ėmime

Duomenys gauti iš 2024 m. geotechninių prietaisų ataskaitos (47 psl.)

Akmens pjūklo valdomas veiksmas išvengia sukimo įtampų, kurios pažeidžia bandinių kraštus gręžiant – ypač naudinga susiduriant su suskeldėjusiu kalkakmeniu ir šiferiu kelio infrastruktūroje.

Hidraulinių akmens pjūklų integracija su ekskavatoriais įvairioms projektų reikmėms

Ekskavatoriai su montuojamais akmens pjūklais dinamiškose kelių ir tunelių aplinkose: privalumai

Tai, kas išskiria šiuos prietaisus, yra jų judėjimo judumo ir tikslaus taikymo derinys, leidžiantis operatoriams greitai judėti ir tiksliai pjauti net tada, kai keičiasi sąlygos. Pagal paskutinių metų CCR žurnale paskelbtą tyrimą, šie įrankiai sumažina nenorimą uolienų suardymą apie 30 % labiau nei tradiciniai rankiniai įrenginiai dirbant vietose, kur sumaišytos skirtingos uolienų rūšys. Tikrasis pranašumas kyla iš „plug-and-play“ konfigūracijos, leidžiančios darbuotojams be pertraukos perjungti nuo tunelių sienų paruošimo atramai prie kelio pagrindo nišų frezavimo. Toks lankstumas būtent to ir reikia stambaus masto statybos aikštelėms, susiduriančioms su įvairiais sudėtingais požeminiais darbais.

Išmanios hidraulinės sistemos, leidžiančios aukšto sukimo momento ir mažo virpėjimo pjovimą kietuose sluoksniuose

Veikdamos 2 800–3 500 PSI slėgyje, šios kartojamos sistemos pjova pro granitą ir bazaltą, tuo pačiu sumažindamos vibracijos perdavimą pagrindiniams ekskavatoriams 47 % ( E-Architect , 2023). Slėgio kompensavimo vožtuvai dinamiškai reguliuoja srautą, neleidžiant pjovimo diskui sustoti staigiai pasikeitus medžiagos tankiui – tai svarbus pranašumas dirbant su sluoksniuota miesto infrastruktūra.

Inovacijos: realaus laiko atvirkštinis ryšys per išmaniuosius jutiklius klaidų taisymui ir efektyvumui

Trečios kartos uolienų pjūklai integruoja MEMS giroskopus ir deformacijos matuoklius, kurie siunčia daugiau nei 120 duomenų taškų per sekundę į borto procesorius. Kai pjovimo disko nukrypimas viršija 0,5°, sistema nedelsiant inicijuoja hidraulinius pataisymus. Bandomieji tyrimai patvirtino 28 % mažesnį perkirtimų kiekį lyginant su ankstesniais modeliais, ypač lenktose tunelių dalyse ir kampuotose pamatų grioviuose.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kaip uolienų pjūklai sumažina perteklinį išgriovimą tunelių statyboje?

Uolienų pjūklai užtikrina mechaninį tikslumą, todėl pjūviai žymiai sumažina perteklinį išgriovimą, palyginti su tradiciniais sprogstamaisiais metodais – apie dviejų trečdalių.

Kokie naudingi hidraulinių uolienų pjūklų naudojimo aspektai ribotose erdvėse?

Hidrauliniai uolienų pjūklai užtikrina aukštos tikslumo pjaunamąją technologiją su minimaliomis atskriejančių akmenų rizikomis, todėl yra saugūs ir tikslūs net siauruose tuneliuose.

Kodėl uolienų pjūklai teikiamas pirmenybė geologiniam tyrimui lyginant su tradiciniu gręžimu?

Uolienų pjūklai sumažina bandinių sutrikdymą ir užtikrina tikslius pjaunamuosius kampus, suteikdami geresnį testavimo tikslumą bei mažesnę perkūrimo riziką, palyginti su tradiciniais gręžimo metodais.