برآورد گشتاور ماشین های حفاری فشار تعادلی در زمین های نرم

یکی از پارامترهای مهم اجرایی در حفاری مکانیزه با ماشین های EPB-TBM در محیطه ای شهری، گشتاور کاترهد می باشد. گشتاور کاترهدوظیفه چرخاندن کاترهد برای برش زمین و انتقال مواد حفر شده به محفظه حفاری را برعهده دارد. همچنین گشتاور کاترهد رابطه مستقیمی بانیروی پیشران ماشین دارد و از جمله پارامترهایی است که مقدار آن در حین حفاری مستقیما توسط اپراتور ماشین تنظیم نمی شود؛ بلکه تابعی ازپارامترهای دیگر مانند نیروی پیشران ماشین، نرخ نفوذ، شرایط زمین ... است. گشتاور کاترهد به عنوان یک پارامتر کنترلی شرایط حفاریمی باشد. گشتاور بیش از حد کاترهد علاوه بر ایجاد مشکل برای موتورهای محرک منجر به بارگذاری های نامطلوب روی یاتاقان اصلی خواهد شد؛ بههمین دلیل تعیین یک مقدار حداکثر گشتاور کاترهد تضمینی اصولی در مقابل فشارهای بیش از حد اعمال شده روی سیستم های الکتریکی ومکانیکی ماشین بوده و می توان به جلوگیری از ساییدگی سریع ابزارهای برشی کمک کند. از این رو در این مقاله به برسی و مقایسه روش هایتئوری و تجربی موجود جهت برآورد مقدار گشتاورد کاترهد پرداخته شده است. همچنین در این مقاله با استفاده از داده های جمع آوری شده ازچندین پروژه تونل سازی مکانیزه با ماشین EPB-TBM در کشور به بررسی دقت روابط موجود در تخمین مقدار گشتاور کاترهد پرداخته شده استکه با توجه به عدم دقت کافی روابط موجود، اقدام به اصلاح مدل های موجود شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد، مقادیر گشتاور کاترهدپیش بینی شده با مدل اصلاح شده، بسیار نزدیک به مقادیر اجرایی ثبت شده می باشد. نتایج نشان می دهد که علت اصلی اختلاف مقادیر واقعی بامقادیر مدل های پیشین موجود در عدم در نظر گرفتن ارتفاع خاک سست شده بالای تونل و همچنین وزن مخصوص خاک عمل آوری شده می باشدکه با اصلاح روابط نتایج به واقعیت نزدیک شده است. همچنین در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل بازشو کاترهد، وزنمخصوص مصالح حفاری، چسبندگی و زاویه اصطکاک خاک بر روی مقدار گشتاور پرداخته شده است.

Keywords:

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