Рис. 4. Снятие щитка для пальцев и установка системы McNally.

По запросу владельца проекта устанавливается второй ТБМ с главной балкой открытого типа. были доставлены во время подготовки этого документа. Геология Проект предполагалось бурить под относительно высокой вскрышной породой до 1500 м на Эль.
Вулканический туннель в изменчивой геологии так называемой «формации Абанико», начиная от компетентный андезит до андезитовой брекчии с некоторыми участками песчаника и туфа и несколько зон разлома. В целом, эти породы показали хорошую или удовлетворительную геотехническую породу. качественный; однако в некоторых сильно измененных туфогенных разрезах геотехнические породы качество было плохим.
В декабре 2014 года начались раскопки туннеля Эль-Вулкан с использованием обычного бура. и взрывные методы с портала Эль Йесо. Рытье тоннеля началось в грунте условиях (делювий и скользящие отложения) на участке 30,55 м, продолжить
130,23 м буровзрывных работ до эстакады 13+968,40, где ТБМ скучный.
ТБМ-1 Роббинса начали бурение 15 июня 2015 г., и в течение первых 15 дней
ТБМ продвинулась по тоннелю на 106,33 м. Каменная масса имеет качество от хорошего до удовлетворительного со значениями RMR от 50 до 58 на первых метрах проходки ТБМ.
Породный массив сложен андезитовой брекчией с признаками изменения. Корона область была более трещиноватой, и было замечено наличие субгоризонтальных швов, которые сгенерированные клинья и плоские крыш и. При проходке туннеля наиболее ожидаемым типом крепи была каменная крепь. тип I, состоящий из сварной сетки и анкерных анкеров на концах из смолы длиной 2,4 м и 22 мм в диаметре, расположенные на ±60° и ±25° с интервалом 2 м. Реже будет использоваться каменная опора типа II, состоящая из 7 см торкретбетона, сварной сетки. и анкерные анкеры на концах из смолы, расположенные с углами ±60° и ±25° с интервалом 2 м. Камень крепь III типа будет состоять из анкерных анкерных болтов длиной от 2,4 до 3,9 м и 22 мм в диаметре, позиционированные на ±60° и ±25°, а также точечные болты на 0° через каждые 1 м,
вместе со сварной проволочной сеткой и 10 см гладкого торкретбетона, распределенного на 165° у короны. На рисунках 5 и 6 показан массив горных пород на участке с породами II класса с субгоризонтальные суставы и RMR=51. На рисунках 7 и 8 видно, что крепь увеличилась до III типа, когда горная масса ухудшилась. (RMR ок. 40) из-за двух систем субгоризонтальных швов на кровле, создающих значительный перебор.

Рисунок 5. Плоская крыша и субгоризонтальные швы

Рисунок 7. Субгоризонтальные швы, RMR=42

Рис. 9. Выемка ТБМ, проходка с РМР = 32

На рисунках 9 и 10 показано интенсивное образование отложений после каждого удара ТПМ, когда горная масса продолжало ухудшаться, было обнаружено больше переломов, а RMR колебался от 32 до 34. Выявлены три системы трещин/разломов – две субгоризонтальные и одна вертикальная в короне, что вызвало непрерывный чрезмерный разрыв.
В какой-то момент потребовалась опора IV типа (рис. 11 и 12), что потребовало установка податливого стального комплекта из-за наличия субгоризонтального разлома/шва (погружение немного вверх) 31 октября 2015 г. земляные работы возобновились с RMR от 55
(тип II) до 70 (тип I) и с грунтом, сложенным андезитовой брекчией и субгоризонтальными разломы и стыки, образовавшие клинья и плоские кровли.

8 декабря 2015 г. произошел отрыв материала длиной 3 м между участками L1 и L2. ТПМ был обнаружен, и рыхлый материал попал в сетку, что потребовало усилить опору. Использование элементов McNally в качестве стальных лент, размещенных между анкера, установленные поперечно и продольно вокруг зоны поражения по указанию геологов, несмотря на то, что этот тип крепи не входит в утвержденную первоначальный проект опоры (см. рис. 13). На рис. 14 показаны правая стенка и коронка с сильными трещинами при установленной опоре III типа. Планки McNally были установлены в верхней части 150 ° со стальными арками, а также 5 см гладкой набрызг-бетон распределяется под углом 150° в венчике в результате стабильного качества горной массы ухудшается из-за сильно трещиноватой породы и большого количества материала, падающего во время земляных работ. Важно подчеркнуть, что до этого масштабирование и использование поддержки было то, что использовалось для контроля чрезмерного разрыва в короне. Однако это потребовало ручное  масштабирование и ручная выемка неустойчивых блоков и рыхлого материала, которые закончилось неоднократным повреждением оборудования ТБМ и созданием потенциально опасная ситуация для рабочих. Система McNally (специально разработанная для рок-музыки). условиях разрыва) в сочетании с легкими арками решили обе эти проблемы. Также были проведены разведочные бурения на наличие воды. Количество Закачка укрепляющего раствора длиной 30 м под давлением до 50 бар была проведена по указанию владелец. Даже при этих мерах состояние горных пород оставалось очень плохим.

Рис. 14. Предварительный просмотр, 14 декабря 2015 г., Ch13+293

трещиноватая порода, глиняные заполнители и вода притоки, возникающие из-за выхода из строя затирочные работы. Субгоризонтальный разлом, который был первоначально обнаружено продолжение и неисправность материал ухудшился с щебнем и значительные глинистые и выветрелые материал. Наличие промываемой воды из глины, вызывая более чрезмерный разрыв, сначала у макушки и над станком, потом по бокам. Эти условия требуется установка систем McNally и уступая стальные арки для того, чтобы держите свободный камень снова на месте. Из-за избыточной нагрузки (собственный вес рыхлая порода) над стальными наборами, растяжка был дополнительно усилен стальными наборами фиксируется саморезами на макушке и смоляные торцевые анкерные болты по бокам и пол. Во время сверления болтов было обнаружено, что неисправность представлена мощностью примерно 5,0 м, учитывая эта скала появилась на 1 метр выше инверт и 2 м от кроны. Чтобы контролировать территорию, хим. Потребовалась заливка щелей изготавливается из смеси глины заполнения и притока воды. Это химическое заливка производилась в 14-м по 24 января 2016 г. (см. рис. 15 и 16).

Рис. 15. Первоначальная опора с планками McNally и условия притока воды

На втором этапе был подготовлен прочный каркас из сетки и торкретбетона для укрепления и герметизации области. Кроме того, рядом с стальные наборные профили, так как было предписано зондовое сверление, и это потребовало частичного вырезания некоторых наборы стали для надлежащего выполнения теста. Выводы для Альто Майпо При раскопках туннеля Эль-Вулкан от портала Эль-Йесо присутствие
непрерывно выявлялись субгоризонтальные швы и разломы, которые в значительной степени повлияли и определили темпы выемки грунта и требования к скальной крепи.

Эти субгоризонтальные структуры вдоль раскопок через формацию Абанико никогда не упоминались в геологическом базовом отчете. Для обработки этих субгоризонтальных стыков были применены стандартные меры поддержки грунта при начальных буровзрывных работах, но это стало серьезной проблемой для небольшой диаметр (4,13 м) ТБМ открытого типа, который в принципе был выбран для хорошей породы условия. В сложных грунтовых условиях эксплуатация ТБМ требовала непрерывного ручное масштабирование и ручная уборка для удаления рыхлого материала, вызванного из этих субгоризонтальных швов в своде туннеля образовались клинья.
Ситуация стала еще хуже, когда эти субгоризонтальные стыки превратились в субгоризонтальные. разлом (сдвиг) расчетной мощностью 5 м в сочетании с высокой приток воды. С этим справились применением всех видов цементирующих инъекций.

ТБМ с главной балкой открытого типа, предоставленная Robbins, обеспечивала быстрый доступ напрямую за режущей головкой для установки скальной крепи с анкерными болтами, стальной сеткой, кольцевые балки, набрызг-бетон и система McNally, что делает эту машину самой надежной и подходящий выбор для склонных к слегка трещиноватой породе. Когда процент очень плохого качества горной массы довольно мало, машина является лучшим методом, так как медленное продвижение по плохому грунту может быть компенсировано высокой скоростью земляных работ потенциально достигаемый при удовлетворительных и хороших грунтовых условиях. Также может быть предпочтительным выбор для работы на сильно сжимаемом грунте из-за короткой передней части машины участок (экранированная площадь около 5 м), так как грунт может не деформироваться достаточно быстро, чтобы поселиться на машине.
Тем не менее, TBM может быть не лучшим выбором при бурении в условиях обширного плохого грунта. грунтовые условия с субгоризонтальными швами и разломами. В результате уроков, извлеченных в ходе раскопок под вышеупомянутым в сложных грунтовых условиях на ТБМ реализованы некоторые доработки:
опоре.
длина опоры крыши осталась прежней.
- Была установлена ??новая установка зондового бура, направленная на лучший угол обзора 3 градуса до крыши. Это включало модификацию крыши, боковых и вертикальных
передние опоры путем установки зондовых бурильных труб и установки подвижного
буровое кольцо, которое могло перемещаться на 1500 мм и занимать два положения: «рабочее положение» (только при зондировании) на заднем конце, а «парковочное положение» на задний конец, когда не проводились работы по зондированию. Ход сверла на крыше не пострадал, остался с исходным ходом 2000 мм.
- Механическая система удаления крупных блоков в зоне инвертирования
установлены, включая погрузочно-разгрузочные салазки объемом 0,5 м3. Система была
предназначен для протаскивания под мостом с помощью системы лебедок, аналогичной той, используется для вытягивания дисковых ножей или стального кольца.
- Была установлена ??новая система обезвоживания, рассчитанная на производительность 25 л/с. вода (грязная вода) из зоны инверсии и 100 литров инфильтрационной воды
(чистая вода).
- Установлены новые склады на резервной системе ТПМК для вспомогательные материалы, такие как стальные наборы, цементные мешки, анкерные болты и другие.
- Для уменьшить отскок торкретбетона.

В результате этих новых функций и модификаций были добавлены четыре (4) дополнительных колоды. добавлено в текущую систему резервного копирования, включая все связанные изменения и дополнения к транспортировочным рамам, трубопроводам, вентиляционным каналам и линиям, кабелям и шлангам.

ЛОС КОНДОРЕС ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

«Клементина» — это название, данное Endesa Chile двойному
Щитовая ТБМ, построенная компанией The Robbins Company специально для гидроэлектростанции мощностью 150 МВт. электростанция Лос-Кондорес, которая включает раскопки водозабора протяженностью 12 км (7,5 миль). тоннель на расчетный расход 25 м3/с. ГЭС расположена в верхнем бассейне реки Мауле, в 360 км южнее Сантьяго, Чили, где регулирование расхода воды будет производиться с помощью существующей водохранилище Лагуна Эль Мауле. Проект предполагает среднегодовое потребление энергии мощность 642 ГВтч (коэффициент загрузки 48%) и требует общих инвестиций в размере 662 млн долларов США. Операции планируется начать в конце 2018 года. Ключевой особенностью проекта являются водозаборные сооружения, расположенные на водохранилище Лагуна дель Мауле на высоте 2500 м над уровнем моря, 2 высоковольтные линии электропередачи по 220 кВ, проложенные для 87 км для подключения электростанции к объекту подстанции, длина подводящего пути 12 км туннель, вертикальный напорный ствол длиной 470 м, облицованный бетоном, и турбинная полость. Подрядчик, ответственный за работы, Ferrovial Agroman, встретился с представителями Robbins в Солоне, штат Огайо, США, в августе 2015 года для завершения заводских приемочных испытаний ТБМ для работы. ТБМ Double Shield была доставлена ??на площадку в сентябре 2015 г. для бурения двух секций тоннеля, облицованных 4+1 бетонными сегментами средней толщиной 1200 мм длина и внешний диаметр 4200 мм / внутренний диаметр 3700 мм. Первый участок туннеля имеет длину 6,0 км. (3,7 мили) и второй 4,4 км (2,7 мили). Сборка ТБМ на площадке началась в середине октября 2015 года на стальной люльке, предоставленной Ferrovial на «Платаформа Ло Агирре», общей площадке для сброса навоза и Логистика для двух тоннелей. Через два месяца, в январе 2015 года, ТБМ собрали на стальную люльку был поднят и загружен на MAMMOET длиной 27 м и шириной 3 м. тяжеловесный 16-осный гидравлический модульный моторизованный прицеп, специально разработанный для транспортировки операции с большими нагрузками, требующие высокого изгибающего момента (см. рис. 17).

На втором этапе вся сборка транспортировалась по предварительно вырытому грунту протяженностью 1,0 км. Туннель доступа для буровзрывных работ (D&B) до пусковой камеры. Крепление материал для предотвращения скольжения и/или опрокидывания груза использовался для крепления ТБМ и люлька на прицепе Mammoet, а также противоскользящий материал между всеми стальными контактами области, способствующие трению (см. рис. 18). ТПМК был запущен в феврале 2016 года. В настоящее время ТПМК пробурено более 1,2 км подъездного тоннел

Рисунок 17. 16-осный гидравлический модульный моторизованный прицеп Mammoet Heavy Lift, используемый для транспортировки ТБМ вверх в пусковую камеру туннеля в проекте Los Condores

Туннель пробуривается на максимум глубиной 500 м под скалой, состоящей песчаников, туфов и пирокластических брекчий. Скала была испытана на прочность до 100 МПа UCS, не менее чем с двумя разломами зоны, ожидаемые при проходке туннеля. Robbins

Double Shield TBM от Имя «Клементина» Двухщитовая ТБМ «Клементина» предоставляемые Роббинсом, включали множество стандартных
элементы и несколько новых функций которые были включены, чтобы помочь клиенту
справиться с любыми условиями, которые могут возникнуть.
Стандартно ТБМ был построен с коренной подшипник диаметром 2,65 м для наружного диаметра 4,56 м, а также четыре регулируемых электродвигатели с частотным приводом (VFD), которые обеспечивают питание режущей головки. Вместе с максимальным усилием режущей головки более 22 000 кН при 450 бар, максимальное крутящий момент более 1800 кНм.

Среди особенностей, принятых для ТБМ, было включение зубчатых редукторов на моторах. Путем перепрограммирования редукторов на моторах VFM, экстремальный прорыв крутящий момент может быть увеличен. Режущая головка с обратной загрузкой оснащена дисковыми фрезами Robbins 30 ? 17 дюймов с клиновым замком и имеет износостойкость от 19 мм до 12 мм на калибровочных фрезах, в зависимости от
положение резца. Чтобы лучше подготовиться к переломам и сдавливанию, режущая головка также оснащена устройством для обрезки. Однажды обручившись, фрезы могут увеличивать размер отверстия на 25 мм и на 50 мм по радиусу, соответствует увеличению тоннеля на 50 мм или 100 мм по диаметру. 50 мм установка обрезчика на радиусе занимается экстремальным продавливанием грунта и серьезно снижает риск захвата экранированной ТБМ. Установка для перерезки может быть отрегулирован через коронку и должен быть нецентрирован по отношению к нормальному диаметру среза чтобы обратная сторона расширенного диаметра режущей головки оставалась на одной линии. Достигать при этом режущая головка и подшипниковый узел поднимаются на новую ось. Еще одной особенностью «Клементины» является система зондирования и предварительной раскопки сверление, если оно необходимо. Зондирование на расстоянии более 40 м от забоя является систематическим. требование. Порты для сверления также позволяют выполнять форполировку в виде массива над коронкой и, возможно, условия сжатия, смазка экрана может быть введена через тот же экран порты. Контроль и очистка навоза возможны на машинах путем закрытия желоб в выемочной камере с горизонтальной гильотинной дверью. Система будет использоваться в случае заполнения режущей головки материалом. Сверла монтируются на кольцевой балке, что обеспечивает возможность стационарной установки сеялки сразу. за монтажником сегментов. Из этого переднего положения дрель может установить 16 просверленных отверстий под углом обзора 7 градусов через отверстия для сверления вокруг передней щит (4 отверстия) и щит захвата (15 отверстий) и через два горизонтальных отверстия в режущая головка. Наконец, «Клементина» была специально разработана для разборки и извлечения из тупиковый курс, так как не будет возможности прорыва в конце каждого прохода, ни в верхнем бьефе новых водозаборных сооружений, ни в нижнем бьефе шахтой высокого давления глубиной 470 м в подземную электростанцию. ТБМ, поэтому будут демонтированы в пределах готового туннеля и компонентов, в том числе секции ножевого вала, извлекаемые обратно через законченное и посегментное проложенный туннель. Машины были разработаны и изготовлены специально для достичь этой последней операции с эффективностью.

Проблемы во время раскопок Во время экспедиции встречались очень изменчивые и быстро меняющиеся грунтовые условия. проходка первого км подводящего тоннеля вниз по течению, в том числе смешанного забоя условия и неожиданный и постоянный приток воды, который представлял большие проблемы и резко снизили авансовые ставки. Эти события, все еще продолжающиеся в то время письменной форме, могут привести к потенциальным задержкам в будущем, если они не будут устранены с детальным пониманием неблагоприятных условий и связанных с этим проблем при проходке ТБМ под смешанным грунтом. С точки зрения взаимодействия горной породы и машины некоторые меры по смягчению последствий таких как выбор правильного типа ТБМ, модификаций и улучшений на ТБМ, подготовка грунта и, наконец, оптимизация работы ТБМ должны быть принятым.

Выход из строя желоба навоза в сильно изменчивых и быстро меняющихся условиях грунта

Смешанные грунтовые условия с очень твердым андезитом (до 150–200 МПа) на одной стороне забой туннеля и отложения очень мелкого гидротермального песка из риолита с другой стороны столкнулись. Объедините это с большим, чем обычно, вращающимся блоком, чтобы вместить множество портов режущей головки и желоб для навоза с уменьшенной емкостью - вот что способствовал провалу и вынудил ТБМ остановиться на три недели до новой жижи был предоставлен и установлен парашют. Эта проблема обычно возникает на каменистом грунте, когда валун попадает между желоб для навоза и вращающаяся режущая головка. Когда желоб для навоза засоряется, камень и материал обычно переливают желоб. Однако блокировка также может возникают в липких глинах или рыхлом материале (песке), особенно при порче навозопровода окно не большое, а ударная площадка недостаточно крутая для тонкого материала. Реальная проблема, которую необходимо решить, состоит в том, чтобы предотвратить попадание валунов между режущая головка и желоб для навоза. Оператор должен знать состояние грунта и вероятность попадания валунов в режущую головку и способность распознать знак зацепления за валун (в основном сильный толчок машины, когда валун между желобом для навоза и режущей головкой). Затем оператор должен остановить режущую головку как можно скорее, чтобы предотвратить ее срезание (см. рис. 19). Поскольку это больше вопрос содержания ножевого вала в чистоте и обеспечения правильной фурнитуры. на месте, Роббинс и Ферровиал решили пересмотреть проверку режущей головки протокола и поручите персоналу, ответственному за задачи, убедиться, что ножевой тщательно чистить, в том числе чаще проверять кромки ковша и решетки для гриля. Если глыбистый грунт не является основной причиной поломки желоба, то увеличение выброса емкость мусоропровода может быть правильным решением. Компромисс между возможность поворотного соединения для установки максимально возможного количества инъекционных портов и желоба с более крутой передней загрузочной пластиной, чтобы лучше обрабатывать фактические грунтовые условия (мягкая земля) была сделана, даже когда это повлекло за собой сокращение ротационного соединения и соответствующий коллектор и сантехника. Этот поэтому повлияло на способность вводить пена, вода и другие добавки. Редакция общего собрания с новым длина ремня и модифицированная наматывающая рама тоже требовалось.

Высокая скорость притока воды

Другая не менее важная задача наблюдается устойчивый рост притока воды до 3500 л/мин. присутствие воды усугубляло проблему устойчивости забоя за счет вымывания мелких частиц выветренного риолита, что позволило постепенно большие участки лица становились нестабильными и добавляли текучести на месте земляной и выкопанной жижи. Эта псевдоожиженная жижа затрудняла контроль подача в головку, телескопический щит и в тыловую секцию в корпусе кольца Мелкие частицы песка, увлекаемые напорным потоком воды, оставались скопившимися под главными цилиндрами тяги и причинил им постоянные повреждения во время перехватных операций. Приток воды также затруднял для клиента предотвратить вымывание кольцевого раствора. В зависимости от условий, т. е. количества воды, давления и расхода, некоторые методы были опробованы:
- Добавляйте в раствор добавки, препятствующие растворению
- Впрысните силикат натрия в цементный раствор в сопле для
быстрое схватывание без негативных последствий слишком большого количества воды в кольцевом пространстве.
Дозировки быть опробованы и оценены за пределами туннеля в первую очередь.
- выборочно дренировать кольцевое пространство (сбросить давление); т. е. локально вытягивать воду и заменить затиркой
- Выборочно осушать близлежащий скальный массив
- Выполняйте дополнительную заливку цементным раствором перед земляными работами перед или вокруг ТБМ
Во всех случаях необходимо сохранить кольцевую программу цементации вокруг сегментного подшлемник «прилегает» к хвостовому щитку, так как из породы часто выделяется много воды массы, как только режущая головка проходит. Эти модификации все еще в процессе а более подробный отчет о наиболее удачных вариантах будет предоставлен во время презентация конференции.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ВЫВОДЫ

Будь то ТБМ открытого типа, ТБМ с главной балкой или экранированная ТБМ из твердой породы, Анды являются горный массив, представляющий проблемы. Хотя оба проекта используют разные методологии — Планки McNally в Альто-Майпо содержат землю в сочетании с другими формами. опоры, а бетонные сегменты выстроят весь туннель Лос-Кондорес — оба являются успешными методами. Экранированные ТБМ могут быть оснащены рядом дополнений включая многоскоростные коробки передач и защитную смазку, чтобы избежать проблемы заклинивание машинных щитов в зонах разломов. Таким образом, как экранированные, так и открытые машины способны хорошо работать в трещиноватой породе. В обоих случаях общие методы, в том числе непрерывное зондовое бурение и цементация, могут информировать операторов условий перед ТБМ, чтобы внести соответствующие коррективы, вода и т. д. И в обоих случаях хорошо обученные операторы и команда с согласованными протоколами для плохих грунтовых условий является ключом к успеху проекта. Поскольку обе машины перемещаются сложный горный массив Анд мы продолжим анализировать и уточнять наше мнение о двух стратегиях раскопок.