Modelos tbm

Tipos de modelos de TBM

De acordo com a condição real do terreno a ser escavado e as características do túnel planejado, diversos modelos de TBM foram projetados e desenvolvidos. Alguns modelos de TBM são os seguintes:

• TBM de Equilíbrio de Pressão do Solo (EPB)

  A TBM de equilíbrio de pressão do solo, ou EPB, é um tipo de máquina de perfuração de túneis especialmente utilizada em materiais de solo ou terra conhecidos como solos coesivos e em condições de mistura hídrica. Em solos coesivos, é necessário manter a estabilidade da face escavada do túnel, e a EPB desempenha esse papel crítico. A EPB mantém a pressão da face de escavação equilibrando-a com a pressão produzida pelo arco de atrito do solo escavado. A EPB controla a formação desse arco de solo e as pressões através do uso de um fluido de trabalho ou uma pasta no processo de escavação. Esse fluido ou pasta é conhecido como suporte de escavação ou pressão da câmara. Além disso, a EPB também gerencia a pressão dentro da câmara de escavação gerenciando o volume e a introdução do fluido de trabalho. Esse método é crucial em situações em que o solo está exercendo pressão hidrostática devido à presença de água subterrânea ou água de outras fontes. Se a EPB não fosse usada, haveria alto risco de colapso da face e outros problemas de tunelamento. Em tais condições de geoengenharia onde solos coesivos e forças de água subterrânea estão presentes, o uso de EPB é altamente apropriado e essencial para operações de tunelamento seguras e eficazes.

• TBM de Escudo

  Uma Máquina de Perfuração de Túneis de Escudo (TBM) é uma peça especializada de equipamento utilizada para construir túneis através de uma variedade de condições de solo. Ela emprega um escudo seccional para suportar solos ou outros materiais ao redor da cabeça de corte à medida que o túnel é escavado. Esse processo de blindagem previne qualquer deformação potencial do solo que possa ocorrer à frente da face de corte, mitigando efetivamente o risco de subsidência da superfície. Ao fornecer suporte imediato ao solo ou rocha circundante à medida que o túnel é escavado, as TBMs de Escudo ajudam a garantir a estabilidade da operação de tunelamento e minimizar qualquer impacto na superfície ou estruturas próximas.

• Sistema de Perfuração Mecanizada Modificado (MBS)

  O Sistema de Máquina de Perfuração Modificado (MBS) é uma abordagem inovadora para tunelamento que fornece aprimoramentos significativos em relação aos métodos tradicionais de tunelamento. Uma das características principais do MBS é sua capacidade de controlar a água subterrânea, que é um desafio comum enfrentado durante as operações de tunelamento. Ao gerenciar efetivamente os níveis e pressões da água subterrânea, o MBS reduz o potencial de erosão do solo, instabilidade da face e outros problemas relacionados ao tunelamento. Só essa característica o torna uma opção preferível em áreas onde condições de água subterrânea elevadas são encontradas, bem como em formações geológicas desafiadoras como cascalho, areia e solos mistos. O MBS não apenas controla a água subterrânea, mas também permite o uso de diversas técnicas de perfuração adaptadas às necessidades específicas do projeto e às condições do solo. Esses métodos podem incluir aspectos como Micro tunelamento, que envolve o empurramento de tubos com controle remoto de alta precisão através de túneis de pequeno diâmetro; TBMs de face mista projetadas para escavar através de formações geológicas variadas simultaneamente; e tecnologia MCCS (Seção Circular Multi-Mercadoria) que permite a escavação eficiente de túneis de grande diâmetro para múltiplos corredores de utilidade.

• TBM de Escudo Hídrico

  Uma Máquina de Perfuração de Túneis de Escudo Hídrico (TBM) é uma peça especializada de equipamento utilizada para construir túneis em condições onde a água ou outras pressões de fluidos podem estar presentes. Essas máquinas são projetadas para escavar túneis em circunstâncias desafiadoras, como em formações de solo subaquáticas ou altamente saturadas. Uma das características definidoras das TBMs de Escudo Hídrico é sua capacidade de resistir e operar sob pressões de fluidos variáveis, incluindo pressões hidrostáticas de corpos d'água ou outros líquidos. Essa resistência à pressão garante que a máquina possa continuar tunelando mesmo em ambientes onde a pressão do fluido pode representar riscos para sua operação ou para a segurança dos trabalhadores.

• Escavatore de roda de caçamba com auxílio de espuma

  Um escavatore de roda de caçamba com auxílio de espuma é uma peça especializada de equipamento utilizada para operações de dragagem e escavação em condições geológicas e de fluidos desafiadoras. Essa máquina emprega um método exclusivo de escavação de material através do uso de caçambas montadas em uma roda rotativa. O aspecto da espuma desse escavatore refere-se à espuma estável formada a partir de líquido, incluindo água, ar e tensoativo durante sua operação. Essa espuma serve a múltiplos propósitos, incluindo a separação eficiente de materiais escavados, a supressão da poeira gerada durante o processo e o fornecimento de um sistema de lubrificação aprimorado para reduzir o atrito e o desgaste do equipamento. A espuma não apenas auxilia no processamento de material, mas também desempenha um papel vital no resfriamento e lubrificação das ferramentas de corte, correntes e outros componentes do escavatore de roda de caçamba.

• TBM de face aberta

  Uma máquina de perfuração de túneis de face aberta (TBM) é uma peça especializada de equipamento utilizada para escavar túneis em vários tipos de formações de solo e rocha. Ao contrário das TBMs blindadas que fornecem suporte ao material à frente da face de corte, as TBMs de face aberta permitem que o material circundante flua livremente para a câmara de escavação. Esse projeto permite a remoção imediata do material escavado do túnel, facilitando as operações de tunelamento contínuo. As TBMs de face aberta são adequadas para uso em formações geológicas estáveis onde há pouco risco de colapso ou deformação por material solto ou solos. Seu projeto de face aberta permite que o material circundante forneça suporte e estabilidade naturais à medida que o túnel é escavado.

Especificações e Manutenção de Modelos de TBM

As especificações de um modelo de TBM podem variar de acordo com o tipo e o fabricante. Aqui estão as principais especificações que você pode precisar saber.

• Diâmetro de corte: O diâmetro de corte da TBM pode variar de 2 metros a mais de 17 metros. A unidade de TBM que perfura o solo cria esse diâmetro, comumente chamado de "diâmetro da cabeça de corte". Diâmetros de corte maiores resultam em taxas de produção maiores.
• Sistema de avanço: O sistema de avanço de uma TBM permite que ela se empurre para frente através de seu túnel. Esse sistema usa macacos hidráulicos para empurrar ou puxar os sistemas de suporte segmentados atrás da máquina.
• Método de escavação: Como indicado anteriormente, vários tipos de TBMs aplicam métodos de escavação diferentes. O método de escavação empregado por uma TBM afeta seu projeto e funções.
• Comprimento: O comprimento de uma TBM geralmente varia de 10 a 30 metros. Uma TBM também pode ter módulos de extensão e encurtamento que permitem que ela se adapte a vários requisitos de projeto.
• Peso: O peso de uma TBM varia de 200 a 2.000 toneladas, dependendo do tipo, diâmetro e especificação.
• Material: Os principais materiais utilizados para construir uma TBM incluem Aço (como o aço de alta resistência usado para construir a cúpula e o casco), componentes de liga e outros.

Manter os modelos de TBM é importante para garantir o funcionamento da máquina. Aqui estão algumas dicas de manutenção.

• Inspeção Diária: Examine peças como o sistema de lubrificação, componentes de fixação, sistema de refrigeração, sistema elétrico, sistema hidráulico, vazamento de qualquer substância e condição de operação da máquina. Relate qualquer problema identificado a um profissional imediatamente. Isso pode evitar danos à máquina ou outros riscos.
• Lubrificação: As peças móveis da TBM exigem lubrificação constante. Isso ajuda a reduzir o atrito e o desgaste entre as peças móveis. Aplique lubrificação na caixa de câmbio, rolamentos e correntes, entre outros.
• Manutenção do sistema hidráulico: Verifique as bombas e cilindros hidráulicos regularmente para monitorar quaisquer possíveis vazamentos. Também é necessário ajustar a pressão hidráulica e substituir o óleo hidráulico em intervalos definidos.
• Substituição de peças: Algumas peças da TBM podem se desgastar devido ao uso constante. Essas peças incluem a cabeça de corte, componentes de vedação, rolamentos e peças de lubrificação, entre outros. A substituição de peças aumenta a eficiência e o desempenho da TBM.
• Calibração: Efetue calibração regular em parâmetros como pressão, velocidade, torque, temperatura e outros parâmetros relevantes para garantir a operação precisa da TBM. Além disso, ajuste a força de empurrar e a velocidade de escavação de acordo com as condições de tunelamento.

Cenários de aplicação de modelos de TBM

Os cenários de aplicação de modelos de TBM estão principalmente concentrados no ensino e treinamento de máquinas de perfuração de túneis e cortadores de TBM. Eles são geralmente usados nos seguintes cenários de aplicação.

• Educação e Treinamento

  Os modelos de TBM são ferramentas valiosas para fins de educação e treinamento. Eles podem ser usados para ensinar alunos, engenheiros e operadores sobre os princípios, componentes e operação de máquinas de perfuração de túneis. O treinamento prático com esses modelos pode melhorar o entendimento e promover a operação segura e eficiente da TBM em cenários do mundo real.

• Apresentações de projetos

  Inspirando partes interessadas no projeto, investidores ou clientes, os modelos de TBM podem ser usados durante apresentações de projetos para mostrar a estratégia de tunelamento e destacar as vantagens do projeto de TBM escolhido. Eles fornecem um auxílio visual para comunicação e tomada de decisão eficazes, facilitando o desenvolvimento do projeto e a aquisição de financiamento.

• Solução de problemas e manutenção

  Os modelos de TBM também podem ser utilizados para treinamento de solução de problemas e manutenção. Eles auxiliam no desenvolvimento de cronogramas de manutenção, na identificação de possíveis problemas e na prática de técnicas de solução de problemas. Ao treinar em esses modelos, operadores e pessoal de manutenção podem se familiarizar com os componentes da TBM, levando a uma manutenção mais eficaz e redução do tempo de inatividade.

• Pesquisa e desenvolvimento

  A eficiência das TBMs pode ser aprimorada através da P&D de seus modelos. O modelo de TBM pode ser usado para experimentar novos materiais e tecnologias para a construção de TBM, como cabeças de corte avançadas, sistemas de condicionamento de solo ou métodos de remoção de entulho. Ao testar essas inovações no modelo de TBM, os pesquisadores podem avaliar seu desempenho e viabilidade para futuros projetos de tunelamento.

Como escolher modelos de TBM

Os compradores comerciais devem considerar os seguintes fatores ao escolher modelos de máquinas de perfuração de túneis.

• Condições do solo e suporte do solo

  Diferentes modelos de TBM funcionam melhor em tipos de solo distintos. Por exemplo, a TBM de Equilíbrio de Pressão do Solo (EPB) é ótima para solos coesivos e mistos, enquanto a TBM de Garra é mais adequada para terrenos rochosos. Além disso, o tipo de suporte necessário para o túnel, como canos ou arcos, é importante para pensar ao escolher uma TBM.

• Tamanho e formato do túnel

  O diâmetro e o formato do túnel também influenciam a escolha da TBM. Se for necessário um túnel circular com diâmetro de 5 metros ou menos, uma TBM EPB padrão será suficiente. No entanto, para túneis maiores ou se outros formatos de túnel, como retangular ou oval, forem necessários, considere o uso de TBMs de face aberta, como TBMs de escudo simples ou duplo, ou o uso de múltiplas TBMs.

• Orçamento do projeto e cronograma

  Os compradores comerciais também devem considerar o orçamento e o prazo do projeto. Alguns tipos de TBM podem custar mais para alugar ou comprar. Os compradores também precisarão pensar na velocidade com que a TBM escolhida pode cavar para atender aos prazos do projeto. Nesse caso, eles podem precisar fazer um trade-off entre a eficiência da máquina de perfuração de túneis e as restrições de orçamento do projeto, como a compra de uma TBM que não seja a mais eficiente para o projeto, mas terá um custo inicial mais baixo.

FAQ

P1: O que significa TBM em tunelamento?

R1: TBM é uma abreviação de máquina de perfuração de túneis.

P2: Quais são as etapas na construção de túneis usando TBM?

R2: O processo começa com a construção de um sistema de recuperação no final do túnel. Em seguida, a seção frontal da TBM é construída, seguida do lançamento da máquina. À medida que a TBM avança no solo, estruturas de suporte temporárias podem ser adicionadas. Por fim, a TBM é desmontada e seus componentes são transportados de volta.

P3: Quais são algumas desvantagens do uso de TBM para tunelamento?

R3: As TBMs são muito caras. Elas também precisam de uma grande equipe qualificada para operá-las.

P4: Quais são algumas alternativas às máquinas de perfuração de túneis?

R4: O método de fluxo natural, o método corte e cobertura, o método de empurramento de tubos e o método de tunelamento austríaco novo são algumas alternativas às TBMs.