Sử dụng túi khí cao su trong đột phá TBM và bịt kín áp lực mặt đất

Kiến thức ngành

Trong các dự án xây dựng đường hầm sử dụng Máy khoan hầm (TBM), một trong những giai đoạn quan trọng và đòi hỏi kỹ thuật cao nhất làquá trình đột phá, khi TBM đi ra khỏi tầng đất, đá vào hầm hoặc buồng làm việc.

Trong giai đoạn này, việc kiểm soát áp lực đất và ngăn chặn sự xâm nhập của đất hoặc nước trở thành một thách thức kỹ thuật lớn. Để giải quyết vấn đề này,túi khí cao su bơm hơi được sử dụng rộng rãi như một giải pháp-chặn và bịt kín áp suất linh hoạt giữa TBM và các lớp đất xung quanh.

Bối cảnh kỹ thuật: Kiểm soát áp suất trong quá trình đột phá TBM

Khi một máy TBM tiến đến điểm thoát

Áp lực mặt đất vẫn hoạt động xung quanh tấm chắn

Đất hoặc nước có thể tràn vào không gian làm việc

Cấu trúc cứng nhắc không thể thích ứng hoàn toàn với những khoảng trống không đều

Căng thẳng quá mức có thể làm hỏng hệ thống bịt kín hoặc các bộ phận kết cấu

Vì vậy, mộtmôi trường niêm phong linh hoạt và có thể kiểm soátđược yêu cầu để tạm thời chặn áp lực đất và ổn định khu vực đột phá.

Vị trí lắp đặt túi khí

Trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế, túi khí cao su là:

Đã cài đặtgiữa tấm chắn TBM và lớp đất xung quanh

Được định vị tạigiao diện đột phá, nơi TBM ra khỏi đường hầm

Nằm giữa kết cấu tấm chắn và tấm đệm cao su hoặc đất xung quanh

Vị trí này cho phép túi khí hoạt động trực tiếp chống lại áp lực mặt đất trong khi vẫn duy trì sự biến dạng được kiểm soát.

Chức năng chính: Chặn và niêm phong áp suất mặt đất

Vai trò chính của túi khí là:

Chặn áp lực từ các lớp đất hoặc đá xung quanh

Hành động như mộtcấu trúc niêm phong tạm thời

Ngăn chặn dòng đất, nước hoặc bùn chảy vào đột ngột

Ổn định môi trường làm việc trong quá trình đột phá TBM

Về mặt kỹ thuật, túi khí có chức năng như mộtrào cản áp lực linh hoạt, tương tự như một con dấu có thể biến dạng.

Nguyên lý hoạt động của túi khí

Trong quá trình hoạt động:

Túi khí được lắp vào đúng vị trí quy định trước khi đột phá

Lạm phát bắt đầu dần dần, thường bắt đầu từkhoảng 0,01 MPa

Sau khi áp suất bên trong được tác dụng, túi khí sẽ nhanh chóng trở nên chắc chắn và chịu tải-

Túi khí mở rộng để lấp đầy những khoảng trống không đều giữa TBM và mặt đất

Áp lực mặt đất được chống lại và phân bổ lại qua bề mặt túi khí một cách đồng đều

Không giống như các bộ phận cứng nhắc, túi khí thích ứng với các bề mặt không bằng phẳng và duy trì khả năng tiếp xúc hiệu quả.

Ưu điểm của việc sử dụng túi khí trong đột phá TBM

So với các phương pháp bịt kín cứng nhắc truyền thống, túi khí cao su có một số ưu điểm:

Biến dạng linh hoạt dưới áp lực

Phân phối tải đồng đều

Giảm nguy cơ tập trung ứng suất cục bộ

Cải thiện hiệu suất bịt kín trong không gian không đều

Kiểm soát lạm phát đơn giản và-điều chỉnh tại chỗ

Những đặc điểm này làm cho túi khí đặc biệt phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp.

Kinh nghiệm kỹ thuật điển hình

Trong nhiều dự án đào hầm bằng lá chắn, túi khí đã được sử dụng thành công để:

Hỗ trợ niêm phong trong quá trình đột phá TBM

Hỗ trợ các tấm đệm cao su bằng cách cung cấp lực hướng lên

Ổn định giao diện giữa TBM và các lớp đất

Tăng cường an toàn tổng thể trong các giai đoạn xây dựng quan trọng

Hiệu suất của chúng đã được chứng minh là đáng tin cậy trong điều kiện xây dựng thực tế.

Phần kết luận

Trong các dự án đào hầm TBM, đặc biệt là trong các hoạt động đột phá,túi khí cao su đóng vai trò quan trọng như một giải pháp chặn áp suất và bịt kín{0}}linh hoạt.
Được lắp đặt giữa máy TBM và các tầng xung quanh, chúng có khả năng chống lại áp lực đất một cách hiệu quả và cải thiện độ an toàn trong xây dựng.

Khi các dự án đào hầm tiếp tục tăng về quy mô và độ phức tạp,túi khí cao su tùy chỉnh được thiết kế để bịt kín đột phá sẽ vẫn là một thành phần phụ trợ quan trọng trong kỹ thuật TBM hiện đại.