ความท้าทายของการก่อสร้างใต้ดิน
ลองนึกภาพว่าจำเป็นต้องติดตั้งอุโมงค์สาธารณูปโภคขนาดใหญ่และทนทาน ซึ่งอาจใช้สำหรับสายไฟฟ้า ท่อน้ำ หรือแม้แต่รถไฟใต้ดินสำหรับคนเดินถนน ใต้ถนนในเมืองที่พลุกพล่านหรือสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่ละเอียดอ่อน การขุดคูน้ำแบบเปิดแบบดั้งเดิมหรือ “การตัดและกลบ” มักเป็นไปไม่ได้ มันจะรบกวนการจราจร ใช้เวลานาน และอาจทำให้อาคารใกล้เคียงไม่มั่นคง
วิศวกรต้องการโซลูชันที่ชาญฉลาดกว่าและไม่รุกราน นั่นคือวิธีการเจาะในแนวนอน ดันท่อให้เข้าที่ และทำทุกอย่างโดยไม่มีใครรู้ว่ามีเครื่องจักรขนาดใหญ่กำลังทำงานอยู่ นี่คือที่ เทคโนโลยีไร้ร่องลึก เข้ามาและหนึ่งในเครื่องมือที่เป็นนวัตกรรมใหม่ล่าสุดก็คือ เครื่องดันท่อสี่เหลี่ยมสมดุลแรงดันดิน .
Pipe Jacking คืออะไร?
Pipe jacking เป็นวิธีการติดตั้งท่อใต้ดิน แทนที่จะขุดหลุมขนาดใหญ่จากด้านบน โล่พิเศษหรือเครื่องตัดจะถูกปล่อยออกจากหลุมลึก (“เพลายิง”) และเจาะไปยังหลุมรับ ขณะที่เครื่องจักรขุด ส่วนต่างๆ ของท่อ (ซึ่งบางครั้งอาจยาวหลายร้อยเมตร) จะถูกดันไปข้างหน้าโดยใช้แม่แรงไฮดรอลิกอันทรงพลัง
ปัญหาเกี่ยวกับท่อกลม
สำหรับการใช้งานบางอย่าง เช่น ทางเดินอเนกประสงค์หรือทางลอดของยานพาหนะขนาดใหญ่ วงกลม อุโมงค์ไม่มีประสิทธิภาพ อุโมงค์ทรงกลมใช้พื้นที่ใต้ดินมากกว่าพื้นที่ใช้สอยที่มีให้ ก สี่เหลี่ยม หรือหน้าตัดรูปกล่องช่วยให้ใช้พื้นที่ได้ดีกว่ามาก โดยเพิ่มพื้นที่ว่างสำหรับสายเคเบิลหรือการจราจรให้สูงสุดภายในความสูงของการขุดที่เท่ากัน ปัญหาก็คือ การสร้างอุโมงค์เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้านั้นซับซ้อนกว่าการขุดอุโมงค์แบบวงกลมมาก
เครื่องดันท่อสี่เหลี่ยมสมดุลแรงดันดิน
ชื่อเต็มของเครื่องอธิบายถึงความสามารถที่ซับซ้อน:
1. การดันท่อสี่เหลี่ยม:
นี่หมายถึงรูปร่างของเครื่องและฟังก์ชันหลัก โดยจะขุดหลุมรูปทรงกล่องและดันในส่วนท่อคอนกรีตสำเร็จรูปทรงสี่เหลี่ยม รูปทรงนี้เป็นกุญแจสำคัญสำหรับการติดตั้งสาธารณูปโภคที่มีความหนาแน่นสูงและอุโมงค์ทางเท้า
2. สมดุลแรงดันดิน (EPB):
นี่คืออัจฉริยะเบื้องหลังปฏิบัติการ เมื่อทำการขุดอุโมงค์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในดินอ่อน เปียก หรือไม่มั่นคง (เช่น ดินเหนียวหรือทราย) แรงดันดินจะต้องสมดุลอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันไม่ให้หน้าอุโมงค์พังทลาย และเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำหรือดินท่วมเครื่องจักร
เครื่องจักร EPB บรรลุเป้าหมายนี้โดยการเปลี่ยนดินที่ขุดออกมาให้เป็นเนื้อครีมหรือวัสดุ "ปรับสภาพดิน" วัสดุนี้ถูกเก็บไว้ภายใต้แรงดันที่แม่นยำภายในห้องขุดแบบปิดของเครื่อง ซึ่งทำหน้าที่เหมือนปลั๊กแรงดัน แรงดันต้านนี้เข้ากันได้ดีกับแรงดันดินและน้ำโดยรอบ ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของพื้นเหนือเครื่องจักร มันเหมือนกับการมีกำแพงดินชั่วคราวที่มีแรงดันเพื่อยึดทุกสิ่งให้เข้าที่จนกระทั่งท่อถูกดันไปข้างหน้า
3. ส่วนประกอบเครื่อง:
โดยพื้นฐานแล้วเครื่องจักรนี้เป็นโรงงานเคลื่อนที่ที่ล้ำสมัย ประกอบด้วย:
- หัวตัดสี่เหลี่ยม: นี่คือส่วนหน้าซึ่งประดับด้วยเครื่องมือตัดแบบหมุนเพื่อบดดิน เนื่องจากเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า จึงต้องจัดเครื่องตัดให้ครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมดอย่างมีประสิทธิภาพ
- ระบบการมัด: วิธีนี้จะเคลื่อนย้ายดินที่ปรับสภาพแล้วจากห้องตัดไปยังระบบกำจัดทิ้ง ซึ่งมักจะใช้สายพานลำเลียงไปยังพื้นผิว
- ระบบบังคับเลี้ยว: เนื่องจากรูปทรงสี่เหลี่ยม การบังคับเลี้ยวจึงทำได้ยากกว่าเครื่องทรงกลม จำเป็นต้องมีระบบควบคุมและข้อต่อที่มีความแม่นยำสูงเพื่อให้เครื่องจักรอยู่บนเส้นทางเชิงเส้นและแนวตั้งที่แน่นอน
- แม่แรงไฮดรอลิก: พลังที่แท้จริงของระบบ แม่แรงเหล่านี้นั่งอยู่ในปล่องปล่อยและส่งแรงมหาศาลที่จำเป็นในการดันท่อทั้งหมดซึ่งอาจมีน้ำหนักหลายพันตันไปข้างหน้าลงสู่พื้น
เหตุใดเทคโนโลยีนี้จึงมีความสำคัญ
ที่ เครื่องดันท่อสี่เหลี่ยมสมดุลแรงดันดิน แสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานในเมือง
ลดการหยุดชะงักของพื้นผิวให้เหลือน้อยที่สุด
ลักษณะที่ไม่มีร่องลึกหมายความว่าโครงการต่างๆ สามารถแล้วเสร็จได้โดยมีผลกระทบต่อชีวิตในเมืองน้อยที่สุด ถนนยังคงเปิดอยู่ ธุรกิจต่างๆ ยังคงเปิดดำเนินการ และประชาชนแทบไม่ได้ตระหนักถึงการก่อสร้างขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นใต้ฝ่าเท้าของพวกเขา
เพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพ
ด้วยการรักษาสมดุลแรงดันดิน ความเสี่ยงของหลุมยุบหรือการทรุดตัวของพื้นดินซึ่งเป็นอันตรายที่สำคัญในงานใต้ดินจะลดลงอย่างมาก ความเสถียรนี้ช่วยให้สามารถขุดอุโมงค์ได้ใกล้กับโครงสร้างที่มีอยู่มากกว่าวิธีการแบบเดิมที่อนุญาต
โครงสร้างพื้นฐานที่ยั่งยืน
อุโมงค์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าสามารถพิสูจน์ได้ในอนาคต มีขีดความสามารถด้านสาธารณูปโภคที่สูงขึ้น และสามารถรองรับการอัพเกรดหรือการบำรุงรักษาได้อย่างง่ายดาย ทำให้เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการสร้างเมืองสมัยใหม่ที่ยั่งยืน ซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อรองรับจำนวนประชากรที่เพิ่มขึ้นและความต้องการทางเทคโนโลยีโดยไม่ทำให้ถนนหนทางเสียหาย
