رودهدر چیست؟تاریخچه،پارامترانتخاب،مخاطرات ژئوتكنيكی عمده تونل سازی با مثال
رودهدر چیست؟
رودهدر یا کله گاوی یک ماشین حفاری تقریباً کوچک است که برای حفر تونل های زیر زمینی داخل شهری و حفارهای کوچک استفاده میشود . در قسمت جلوی دستگاه یک مته چنگالی چند پره است و بوسیله چرخش این مته حفاری را انجام می دهد و خاک های حاصله را توسط نوار نقاله به قسمت پشت خود که معمولاً کامیون در آنجا قرار دارد انتقال میدهد.
دستگاه حفاری بازویی رودهدر از گروه دستگاه های حفاری موضعی است. در این دستگاه ها، کله حفاری به مراتب از سطح مقطع حفاری کوچکتر است و حفاری مقطع با حرکت کله توسط یک بازو که به بدنه متصل است تکمیل می شود.
حفر سنگ در تونل سازي توسط ماشين يكي از دو روش اصلي حفر تونل ميباشد. روش اول حفر بخشي توسط ماشين هاي حفار بازويي است كه عبارتست از يك بازويي كه بر روي آن سر برشي نصب شده ونيروي حفر سنگ توسط آن اعمال ميشود.بر روي اين سربرشي قلمها يا دندانهاي برشي قرار داده شده است.روش دوم حفر تمام رخ تونل توسط ماشين هاي حفرتونل TBMميباشد. و كله گاويها يا ماشين هاي حفار بازويي كاربرد هاي عمومي و گسترده پيدا كرده اند.
قدرت و وزن انعطاف پذيري عملياتي قابليت حفر مقاطعي تونلي با شكل هاي مختلف و قابليت مانور آن براي ايجاد تقاطع ها در راه هاي تونلي معدن از جمله خصوصيات اصلي ماشين هاي حفار بازويي است.ماشين هاي سبك تر قديمي (حدود ۲۵ تن يا كمتر)در حفر سنگ هاي متوسط-سخت با عدم موفقيت مواجه شدند.زيرا لرزش ماشين باعث وارد آمدن خسارت به سرمته ها و اغلب خود ماشين ميشد.در انواع ماشين هاي سنگين حفار بازويي (۹۰ تن به بالا) تمام قسمت ها از ساختار پيشرفته تر و مستحكم تري برخوردار شده اند و به تناسب آن قدرت ماشين افزايش يافته وهزينه هاي تعمير و نگه داري وزمان سرويس تا حد قابل توجهي كاهش يافته و در نتيجه حفر سنگ هاي سخت تر توسط اين ماشين ها از جنبه اقتصادي توجيه يافته است.
تاریخچه
استفاده از رودهدرها براي حفر تونلها در سال ۱۹۶۰ آغاز شد و در اواخر دهه ۷۰ به طور قابل ملاحظه اي در اكثر نقاط دنيا متداول گرديد.
پارامترهاي اصلي انتخاب رودهدر
وزن رودهدرها مهمترين خصوصيت در انتخاب آنها ميباشد. وزن، قدرت، اندازه و بعضي قسمت هاي ماشين را نمي توان تغيير داد يا به راحتي تعويض كرد. به همين دليل پارامترهايي را كه نميتوان بعداً تغيير داد بايد به عنوان معيار اصلي انتخاب در نظر گرفت. رودهدرها را ميتوان بر مبناي وزن دستگاه، قدرت كله حفار به دستگاه هاي سبك تا خيلي سنگين طبقه بندي كرد، كه قادرند در سطح كار تا اندازه ۴۵ متر مربع و در محدوده ۱۴۰ -۲۰ مگاپاسكال مقاومت فشاري سنگ كار كنند جزئيات آن در جدول آورده شده است.
همچنين شكل رابطه مابين وزن دستگاه، نيروي آن، مقاومت سنگ، مقطع عرضي تونل و محيط عملياتي را نشان ميدهد كه راهنماي مفيدي براي انتخاب يك رودهدر ميباشد.
مخاطرات ژئوتكنيكي تونلسازي با رودهدر
مهمترين مخاطرات ژئوتكنيكي عمده تونل سازي با رودهدر به همراه روشهاي رايج كاهش آن در جدول آورده شده است.
به منظور آشنايي بيشتر با برخي مشكلات و مخاطرات پيش بيني نشده ناشي از شرايط زمين شناسي و ژئوتكنيكي، برخي ازپروژه هاي مسئله دار مختلف داخلي و خارجي حفاري با رودهدر به همراه شرايط زمين شناسي، نوع مخاطرات ژئوتكنيكي حين اجرا و رودهدر انتخابي در جدول آورده شده است.
سيستم برش نوع مخروطي رودهدر
معمول ترين شكل سر يا تاج برشي در ماشين هاي حفار بازويي مخروط هايي است كه حول محوري در امتداد محور بازوي ماشين دوران مي كند.طرح تاج برشي مخروطي و موقعيت و جهت نصب آن بر روي بازو به گونه اي است كه در موقعيت بهينه اي جهت اعمال حداكثر نيروي برشي بر جبهه كار تونل قرار گيرد.به همين دليل اين نوع ماشين هاي حفار بازويي توانسته اند قابليت اجرائي پذيرفته شده اي در شرايط زمين شناختي مشكل و محكم از خود ارائه دهند و كاربرد گسترده اي در اروپا پيدا كنند.در روش مخروطي در مقايسه با طبلكي زمان كمتري صرف خرد كردن يا حفر يا نفوذ اوليه در يك جبهه كار سخت تونلي ميشود.
سيستم برش نوع طبلكي رودهدر
مكانيزم برش شكافي يا برش نوع طبلكي به طور گسترده اي در ماشين هاي استخراج پيوسته براي برش شرايط سنگي نسبتا ضعيف همچون جبهه كارهاي زغال سنگي يا انواع مختلفي از سنگ هاي رسوبي پذيرفته شده است.در اين سيستم يك نيروي يك نيروي فشاري يا محوري از طريق بازو تاج حفار يا سر برشي را به داخل جبهه كار تونل هل مي دهد.ماشين هاي حفار بازويي ۲۰تا۳۰ درصد سبكتر از ماشين هاي حفار مخروطي با ظرفيت يكسان هستند.شرايط سنگي سخت يا محكم مستلزم تمركز نيروي برشي به ويژه در شروع كار جبهه كار تونل مي باشد و سيستم برش نوع مخروطي در اينگونه موارد موثرتر از سيستم برش نوع طبلكي ميباشد.ويژگي هاي اصلي سيستم برش نوع طبلكي عبارتند از:
- انطباق پذيري آن با شرايط پيچيده
- قابليت مانور
- توانايي برش سطح مقطع هاي بزرگ
- ظرفيت بالاي برش
آبفشان هاي فشار بالا
استفاده از از آبفشان ها يا جت آب هايي كه تحت فشار بالاي ۷۰۰ بار عمل ميكنند طبق گزارش ها باعث تقليل عمده نيروهاي برش سرمته مي شوند. صورت ميگيرد و به يك ناو زنجيري منتقل ميشود.حركت مواد خرد شده در خلاف جهت سينه كار تونل و از طريق ناو زنجيري به طور پيوسته به سيستم اصلي انتقال مواد خردشده هل داده مي شوند.
برخی از تامین کنندگان رودهدر در سناماین👇
