ارزیابی گشتاور کاترهد در تونلسازی مکانیزه شهری با ماشینEPB-TBM

یکی از پارامترهای مهم اجرایی در حفاری مکانیزه با ماشین های TBM-EPB در محیط های شهری، گشتاور کاترهد می باشد. گشتاورکاترهد وظیفه چرخاندن کاترهد برای برش زمین و انتقال مواد حفر شده به محفظه حفاری را برعهده دارد. همچنین گشتاور کاترهدرابطه مستقیمی با نیروی پیشران ماشین دارد و از جمله پارامترهایی است که مقدار آن در حین حفاری مستقیما توسط اپراتور ماشینتنظیم نمی شود؛ بلکه تابعی از پارامترهای دیگر مانند نیروی پیشران ماشین، نرخ نفوذ، شرایط زمین و ... است. گشتاور کاترهد به-عنوان یک پارامتر کنترلی شرایط حفاری می باشد. گشتاور بیش از حد کاترهد علاوه بر ایجاد مشکل برای موتورهای محرک، منجر بهبارگذاری های نامطلوب روی یاتاقان اصلی خواهد شد؛ به همین دلیل تعیین یک مقدار حداکثر برای گشتاور کاترهد تضمینی اصولی درمقابل فشارهای بیش از حد اعمال شده روی سیستم های الکتریکی و مکانیکی ماشین بوده و می تواند به جلوگیری از ساییدگی سریعابزارهای برشی کمک کند. از اینرو در این مقاله به بررسی و مقایسه روش های تئوری و تجربی موجود جهت برآورد مقدار گشتاور کاترهد پرداخته شده است. همچنین در این مقاله با استفاده از داده های جمع آوری شده از چندین پروژه تونل سازی مکانیزه با ماشین TBM-EPB در کشور به بررسی دقت روابط موجود در تخمین مقدار گشتاور کاترهد پرداخته شده است که با توجه به عدم دقت کافی روابط موجود، اقدام به اصلاح مدل های موجود شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد، مقادیر گشتاور کاترهد پیشبینی شده با مدل اصلاح شده، بسیار نزدیک به مقادیر اجرایی ثبت شده می باشد. نتایج نشان می دهد که علت اصلی اختلاف مقادیر واقعی با مقادیر مدل های پیشین موجود در عدم در نظر گرفتن ارتفاع خاک سست شده بالای تونل و همچنین وزن مخصوص خاک عمل آوری شده می باشد که با اصلاح روابط نتایج به واقعیت نزدیک شده است. همچنین در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل بازشو کاترهد، وزن مخصوص مصالح حفاری، چسبندگی و زاویه اصطکاک خاک بر روی مقدار گشتاور پرداخته شده است

کلیدواژه ها:

گشتاور ، کاترهد ، زون سست شده ، عمل آوری خاک ، TBM-EPB