ВЫДЕРЖКА:

Туннель-перехватчик канала Огайо (OCIT) под городом Акрон использует первый большой Двойной режим диаметра, ТБМ типа «Кроссовер» в Соединенных Штатах. Машина диаметром 30,4 фута ведет земляные работы. в различных условиях, включая мягкий грунт и сланцевую породу. Благодаря уникальным условиям, ТБМ была разработан с такими функциями, как гибкая конструкция режущей головки и износостойкое покрытие режущей головки и винтовой конвейер. В рамках плана диагностического обслуживания измерения открытых участков винтового конвейера
характеристики будут взяты вдоль привода, чтобы составить отчет о скорости износа этих компонентов в сланце. Этот документ будет сконцентрироваться на логистике и процессе запуска ТБМ, а также на износе и производительности компонентов при
место работы в различных грунтовых условиях.

ВСТУПЛЕНИЕ

OCIT является ключевым компонентом долгосрочной городской план контроля, направленный на снижение комбинированного Канализационные переливы (ОГО) в Маленькую Кайахогу Река и окружающие ручьи. Туннель будет совмещенные с отводными шахтами, отводными сооружениями, консолидационные коллекторы и сопутствующие приспособления, которые уменьшит поток необработанного CSO и направит сточных и ливневых вод через воду Акрон средство рекультивации. Сроки определения согласия предусматривают что OCIT должен быть полным и действующим
до 31 декабря 2018 г., а остальная часть системы и его структуры должны быть подключены к сети к 2028 году. Город изучил записи об осадках и определил 1994 год как типичный. OCIT длиной 6200 футов будет таким образом, иметь возможность обрабатывать 450 галлонов CSO ежегодно в тоннеле с внутренним диаметром 27 футов. Если дождь выше типичного, еще 17 миллионов галлонов переполнения можно перенаправить через Enhanced High Rate Процесс обработки (EHRT), который позволит воде быть выпущенным непосредственно в Маленькую Кайахогу.
EHRT — это отдельный проект, который будет завершен в будущем. Туннель будет тянуть из девяти основных регуляторы, называемые стойками (местами перелива) вдоль узкий коридор для хранения воды, а другие точки перелива города находятся под контролем через накопительные бассейны, канализационные отводы, максимизируя транспорт и зеленая инфраструктура (см. Фигура 1).

ГЕОЛОГИЯ

Туннель хранения будет проходить через три зоны или достигает с совершенно разными грунтовыми условиями. Начиная со строительного портала, обобщенный грунтовые условия на этих участках будут состоять из мягкий грунт (плесень №1), смешанные забойные условия с мягким грунтом, залегающим на коренных породах (плесень № 2), и коренная порода с двумя участками низкого каменного покрова (Досягаемость № 3).
Участок № 1 — мягкий грунт Пролет №1 простирается от строительного портала до Ста. 13+50. Поверхность земли после укладки насыпи между строительным порталом и около ст. 12+50 будет колебаться примерно от эл. 845 к эл. 885, что соответствует толщине покрытия над корона туннеля в пределах от приблизительно 25 до 65 футов.
Досягаемость № 2 — смешанное лицо Плеч № 2 простирается от Sta. 13+50 до ст. 19+50. Существующая поверхность земли колеблется примерно от Эл. 868 к эл. 893, что соответствует толщине покрытия над сводом туннеля в диапазоне от примерно от 45 до 70 футов. Состояние грунта в Досягаемости Ожидается, что № 2 будет варьироваться от полного лица до мягкого отшлифован до полной поверхности коренной породы в непосредственной близости от Ста. 19+50, с контактом грунта и скальной породы поднимаясь с севера на юг. Хотя геотехнический исследования предсказывают относительно равномерно наклонную поверхности коренных пород на этом участке, возможное

Фигуре 2. ЗД Модель оф Акрон УЧИТ ТБМ

в результате горизонтального и вертикального соединения в скальном массиве.
В Reach 2 будут четыре препятствия. встречается на участке мягкого грунта, состоящем естественно отложенных валунов с UCS нет более 45 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Коренная порода в Пределе № 2 будет состоять в основном из сланца с несколько более высоким степень выветривания и более близко расположенные швы чем общая горная масса из-за близости вершина коренной породы. Зона от полностью до высоко выветренная коренная порода встретится наверху поверхности коренных пород. Для базовых целей толщина полностью или сильно выветрелых пород на вершина коренной породы будет не более 10 футов в наблюдались в керне породы, параллельно напластованию, и имел толщину от 1 до 3 дюймов вдоль выравнивание туннеля в Reach 2. Общее качество коренных пород на участке № 2 в пересчете на RQD преимущественно справедлив (50 < RQD < 75) для очень хорошо (RQD> 90), с некоторыми зонами плохого (25 < RQD <50), до породы очень низкого качества (RQD < 25). Эти зоны пород от плохого до очень плохого качества связаны с близко расположенными разложившимися слоями суставы. Предел № 3 — Коренная порода Плеч № 3 простирается от Sta. 19+50 до OCIT-3 Опускной вал. Существующая поверхность земли в плесе No.

3 колеблется примерно от эл. 893 к эл. 992, что соответствует общей толщине покрытия более вершина туннеля в пределах от примерно 70 до 165 футов. Толщина скального покрова над корона будет варьироваться от нескольких футов рядом с Reach № 2 примерно до 90 футов, с двумя зонами обычно нижний коренной покров от 10 до 30 футов. Границы зон пониженного скального покрова от Ста. 19+50 до ст. 27+50 и от ст. 51+00 к Ста. 56+50, как показано на рисунке 2. Кроме того, Хранилищный тоннель пройдет ниже существующей улицы Св. Винсент-Сент. Свалка Марии между прибл. Ста. 26+00 до ст. 33+00. Туннель хранения в Reach 3 будет полностью в сланцах и алевролитах, с небольшим количеством песчаника. Зона полностью или сильно выветрелых коренных пород встретится на вершине скалы поверхность. Для исходных целей толщина полностью к сильно выветренной скале на вершине коренной породы будет не более 15 футов в Досягаемости 3. Очень наблюдались широко расставленные горизонтальные глинистые прослои в ядре породы, параллельно напластованию, и варьировалась от толщиной от 1 до 3 дюймов вдоль трассы туннеля в Досягаемости 3. Общее качество коренных пород на участке № 3 в пересчете на RQD будет преимущественно хорошим (75< RQD <90) до очень хорошего (RQD>90), с некоторыми зонами плохого (25< RQD <50) до породы очень низкого качества (RQD < 25) над венчиком тоннеля и у вершины коренная порода. Эти зоны от плохого до очень плохого качества породы связаны с близко расположенными, разложившимися постельные стыки. Режимы работы ТПМК на различных сечениях тоннеля Геотехнические планы и профиль из контракта документы, а также НОД были изучены для определить примерные сечения тоннеля и  эксплуатационных режимы, как показано в таблице 1. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКАЯ НАСТРОЙКА ТБМ Проект OCIT был присужден Кенни/ СП Obayashi с датой уведомления о начале 4 ноября 2015 г. Подрядчик выбрал 30,4-футовую Robbins Crossover (XRE) TBM из-за различных геология, которая начинается в мягком грунте с полным забоем, давая путь к частичным глинистым и смешанным условиям, и наконец, сплошная сланцевая порода. Машина способна работы как в твердых породах, так и в мягких грунтах (EPB) конфигурации. TBM был настроен в несколькими способами, от режущих инструментов до абразивостойких износостойкое покрытие (см. рис. 2). Перекрестный дизайн для абразивного грунта Одна из основных проблем в смешанных грунтах для ТБМ туннелирование связано с аномальными плоскими и мультиплоскими износ фрезы, приводящий к плоскому износу фрезы на части его поверхность. Это связано с тем, что мягкий грунт в смешанном забое не может обеспечить достаточную качку

Рис. 3. Вид режущей головки OCIT TBM

усилие резцов для преодоления предварительного крутящего момента резца подшипники. Режущая головка XRE TBM оснащена с 56 корпусами, которые можно чистить любым ножом биты/рыхлители или 17-дюймовые дисковые фрезы. Из-за геологических изменчивость Кенни/Обаяши и Роббинс решили что дисковые фрезы будут полезны с самого начала, запуск машины с полной заправкой дисков. Поскольку дисковые фрезы работают в мягком земля, предварительный крутящий момент подшипников фрезы был уменьшен на 25%, чтобы требовать меньшего усилия прокатки чтобы фреза вращалась равномерно. Это может привести к более короткий срок службы резца в породе; тем не менее, сланец не ожидается, что будет тверже 70 МПа, поэтому режущее кольцо износ считается очень ограниченным. более того во избежание гипербарического вмешательства в первые 1610 футов (490 м), жертвенные рыхлители приварены. вмешиваться в случае износа кольца более 0,6 дюйма (15 мм). В случае блокировки резака эти рыхлители должен быть в состоянии вырезать лицо, пока машина достигает секции, где он может работать в открытом режиме. Принимая во внимание 65% погружение в горную породу, режущая головка также был оснащен лицевыми панелями из стали Hardox 450. и периферийные решетки для гриля, чтобы снизить риск абразивный износ (см. рис. 3). Винтовой конвейер - это еще один индивидуальный компонент: это конструкция типа вала, длиной 64,5 фута, 47 дюймов в диаметре, с заостренным передним носом. 30 дюймов. Принимая во внимание геологию OCIT и необходимость выгребать сланцевую породу, единственный Шнековый конвейер шахтного типа требовал значительно большей скорость, чем обычно обеспечивается. Гидравлический силовой агрегат имеет мощность 5?110 кВт, что доводит максимальную теоретическую скорость конвейера до 16 об/мин при ограниченном крутящем моменте 232 кНм (см. рис. 4). В скальном режиме и смешанных грунтовых условиях, а также в меньшей степени и в режиме EPB шнек и корпуса находятся в контакте с абразивным материалом, создание износа. Особенности винтового конвейера

Рисунок 4. Шнековый конвейер OCIT TBM

следующие характеристики для ограничения износа из-за истирание:
• Передняя поверхность переднего шнекового вала и внешний диаметр покрыт сваркой износостойкие пластины «вставки» из Chromeweld 600™ и наплавка в виде штриховки
• Вал шнека покрыт твердосплавным покрытием штриховка
• Внутренний диаметр кожуха футерован со сварным покрытием Chromeweld 600™ толщиной 0,4 дюйма для первой ? оболочки
• Внутренний диаметр оставшейся ? части корпус покрыт наплавкой
• Четыре порта были включены в конструкция для впрыскивания смазки из пены, бентонита, и т. д.
Chromeweld 600™ — это высококачественный хром. износостойкая пластина из карбида, изготовленная на основе мягкой стали пластина и наплавленный/наплавленный карбид хрома провод (см. рис. 5).

ТБМ ЛОГИСТИКА, СБОРКА, РАССКАЗЫВАНИЕ, И ПРЕДСТОЯЩИЕ ВЫЗОВЫ

30 мая 2017 года ввод в эксплуатацию ТБМ был исполнен в Солоне, штат Огайо, с представителями города Акрон, подрядчик и ТБМ производитель. Во время ввода в эксплуатацию на заводе были протестированы все основные системы. Как только ТБМ испытание было завершено производитель разобрал машину на части, наиболее удобные для отправки в место работы. План доставки был разработан между подрядчик и производитель ТБМ использовать место сборки цеха как промежуточное место для

Рис. 5. Винтовой конвейер, выполненный с приваркой износостойкие пластины и наплавка

хранить компоненты ТБМ. Затем компоненты поставляться в правильной последовательности сборки, чтобы уменьшить двойная обработка на стройплощадке. В связи с тем, что режущая головка была разработана таким образом, чтобы избежать любых сварных швов в полевых условиях. был отправлен для сборки и установки непосредственно к опоре ножевого вала (главному приводу); эта установка оказалось большим преимуществом для отгрузки и последовательность сборки (см. рис. 6). Один из самых важных предметов, отправленных в Акрон был узел поддержки ножевого вала: кусок весом примерно 142 000 кг. Основная проблема для транспортировки опоры ножевого вала сборка заключалась в том, чтобы найти правильное решение, чтобы пересечь временный мост, построенный внутри рабочей площадки, которая была рассчитан на нагрузку 23 500 фунтов/фут2 на ось или около всего 136 078 кг (см. рис. 7). Еще одним сдерживающим фактором было местное регулирование. ограничение максимального веса на ось до менее 23 000 фунтов/фут2. Поэтому было принято решение использовать спец. грузовик, распределяющий груз по двум разным полос, еще больше распределяя нагрузку на ось. Грузовик выбран для транспортировки опоры ножевого вала был 15-осным двухполосным грузовиком плюс дополнительный тягач. сзади (см. рис. 8–9).

Рисунок 6. Место сборки ТБМ и установка

Для перевозки использовался 15-осный грузовик. между заводом Роббинса в Солоне, штат Огайо, и место работы в Акроне. Как только опора ножевого вала прибыл на рабочую площадку, его снова передали раньше переходя мост к 19-осному грузовику, разбрасывавшему нагрузка в продольном направлении и соблюдение максимальной нагрузки для которых был спроектирован мост (см. рис. 10).

Запуск ТБМ

TBM запущен со своего портала в октябре 20, 2017 с глубиной инвертирования около 40 футов через заглушку для струйного раствора, установленную для обеспечения управляемая среда запуска. ТБМ это скучно при равномерном уклоне 0,15 процента через землю условия, которые состоят из мягкого грунта, смешанной поверхности мягкий грунт над коренной породой и коренной породой. OCIT футерован стальным волокном. установлен сборный железобетонный сегментный вкладыш одновременно с продвижением горных работ. Низкая крышка окружение самого запуска было проектом Первая задача: есть только 20 футов укрытия от верхней части ТБМ, в мягких грунтах, поэтому проблема чтобы убедиться, что нет воздействия на землю выше

Рис. 8. Опора режущей головки на 15-осном двухполосном самосвале

Рис. 9. Схема транспорта с использованием 15-осного двухполосного грузовика.

Рис. 10. Перенос опоры ножевого вала на 19-осный грузовик

более 180 футов туннеля, с лучшими характеристиками на 1 ноября 2017 года, когда пять колец были помещены в две смены. Производительность ТБМ была контролируется и без каких-либо серьезных проблем с самого начала проходки туннеля (см. рис. 12). Как упоминалось ранее, вторая задача придет позже, во второй половине смешанного лица зоне, когда экипажи будут натыкаться на горные породы более чем 50% лица. Эта задача будет преодолена с несколькими стратегиями, которые были оценены как позволяют использовать несколько комбинаций добавок, растворы бентонита и/или пены для стабилизации любой поверхности возникшее состояние. Кроме того, конструкция режущая головка может быть заменена, чтобы максимизировать эффективность в вся ожидаемая геология с использованием инструментов для мягкого грунта и
фрезы с нижним подшипником. Ожидается, что TBM достигнет этой точки к концу ноября или начало декабря 2017 г. Раскопки ТБМ завершатся извлечением шахта примерно на 180 футов от поверхности до инверсия туннеля. Ожидается, что туннелирование займет от семи до десяти месяцев. После завершения туннель будет подключен к сети связанных структурам, составляющим OCIT, и существующим канализация. Всего имеется четыре вала, шесть отводных сооружения, четыре туннеля ручной мины и микротоннель задействованы в этой работе. Сопутствующее строительство выполняются одновременно, чтобы удовлетворить Цели проекта для города Акрон.

ВЫВОДЫ

В то время как прокладка туннеля только началась в Akron OCIT, многое можно узнать о дизайне, транспорте, сборка и запуск большого диаметра, смешанные наземная машина в городских условиях. Из дизайна точки зрения Роббинс определил три различных типы геологии, влияющие на конструкцию машины, и сделать использование кроссовера TBM выгодным в смешанные грунтовые условия. Кроме того, имея строительная площадка относительно близко к сборке производителя двор был выгоден с точки зрения логистики, так как все большие компоненты не требовали двойная обработка; это снизило затраты на стройплощадке и оказало минимальное влияние на движение транспорта в г. Акрон. Наконец, тщательное планирование постановки и логистика доставки тоннелепроходческой машины позволило бригадам ускорить сборку и, следовательно,
сократить время, необходимое для запуск ТБМ.