Herramientas tunel máquina de perforación

Tipos de herramientas de las máquinas tuneladoras

Una **máquina tuneladora de herramientas** (TBM) tiene un conjunto de herramientas especializadas con funciones distintas para excavar diversas capas de suelo, rocas y condiciones de aguas subterráneas. Aquí hay algunas herramientas de corte TBM estándar y sus funciones.

• Cortadores de disco: Los cortadores de disco son las herramientas de corte principales de una TBM. Se montan en una placa frontal circular y son responsables de cortar a través de varios tipos de suelo y roca. Los cortadores de disco están diseñados para ser fácilmente reemplazables y generalmente están hechos de acero de alta resistencia con inserciones de carburo para mayor durabilidad.
• Palas de extracción de desechos: Una vez que los cortadores de disco han roto el material, las palas de extracción de desechos (también conocidas como cucharones o cucharas) transportan el material excavado (desechos) al transportador o sistema de transporte. Estas palas están estratégicamente colocadas en la TBM y aseguran que los desechos se extraigan de manera eficiente de la cara de corte.
• Herramientas de soporte y refuerzo: Además de las herramientas de corte, las TBM también tienen herramientas de soporte y refuerzo. Estas herramientas se utilizan para instalar estructuras de soporte (como segmentos de acero o concreto) inmediatamente después de la excavación. Esto ayuda a estabilizar el túnel y evitar colapsos.
• La gran rueda: Una rueda de disco de máquina perforadora parece un gran disco circular. Comprende una serie de superficies de corte individuales o dientes. La rueda en forma de disco está montada en un eje que puede girar para perforar o cortar a través de formaciones de suelo y roca, creando un túnel de un diámetro específico.

Especificaciones y mantenimiento

El núcleo de la máquina tuneladora es su cabezal de corte de disco, que mide el diámetro de los túneles que crea. Algunas máquinas tuneladoras tienen un cabezal de corte de forma esférica en lugar de uno circular. Esos cabezales de corte son útiles para crear túneles con un mayor porcentaje de secciones curvas.

El diámetro del cabezal de corte varía de dos a 21 metros (seis a 69 pies). Por ejemplo, la máquina perforadora más grande en la actualidad tiene un cabezal de corte con un diámetro de 17.6 metros (57.7 pies). Su nombre es Bertha y se encuentra en Seattle, Washington. Esa máquina también tiene 97.6 metros (320 pies) de largo y pesa alrededor de 2.000 toneladas si se considera toda la longitud y el peso.

Las máquinas que excavan roca también tienen un cuerpo pesado llamado escudo, que sostiene las paredes del túnel. Están hechos de placas de acero que pueden soportar hasta 60 cm (2 pies) de roca. La parte delantera del escudo tiene el cabezal de corte, y su parte trasera funciona como un transportador o sistema de eliminación de tierra para desechar el material excavado.

Las máquinas perforadoras cavan túneles a una velocidad que varía de 0.3 a 2.4 metros (1 a 8 pies) por hora en roca dura o suelo, dependiendo de su tipo, diámetro, capacidad y el material por el que están tunelando. En roca dura, la velocidad de excavación de la TBM puede tardar 10 veces más, hasta 24 horas, para completar un metro (3 pies) de túnel.

Para mayor seguridad, mayor eficiencia y comodidad, la máquina tuneladora requiere un mantenimiento regular. Aquí tienes algunos consejos sobre cómo cuidar una TBM:

• Antes y después de la excavación, inspeccione la máquina a fondo. Busque cualquier pieza faltante o componente dañado que pueda haberse atascado en el suelo o la roca durante la excavación.
• Compruebe si hay derrames de aceite o fugas de agua, ya que esto puede indicar que algún sistema hidráulico o de lubricación no funciona correctamente y puede haber desgaste en los componentes móviles.
• Después de que se haya excavado toda la longitud del túnel, limpie la máquina a fondo para eliminar el barro, el material geológico y cualquier otro residuo.

En particular, las máquinas tuneladoras de corte de suelo (TBM) necesitan un cuidado y mantenimiento adicionales porque están más expuestas al agua. Las condiciones húmedas pueden crear situaciones en las que el óxido y la corrosión ocurren más rápidamente. La eliminación de cualquier acumulación de agua dentro de la TBM es fundamental para evitar daños a los componentes hidráulicos, el cableado eléctrico y las paredes del túnel.

Escenarios de uso de herramientas de máquinas tuneladoras

Una máquina tuneladora de cinco metros de diámetro puede utilizar estas herramientas en varios escenarios:

• Túneles de infraestructura: El escenario principal para el uso de máquinas tuneladoras es la creación de túneles de infraestructura, como sistemas de tránsito, carreteras o túneles de servicios públicos. Estos túneles generalmente requieren máquinas avanzadas para crearlos correctamente. Además, permitirán un espacio seguro y suficiente para dedicar a la infraestructura necesaria.
• Desarrollo de minas: En las operaciones mineras, las máquinas tuneladoras desarrollan túneles para extraer minerales o asegurar la infraestructura de la mina. Estas máquinas son particularmente útiles en minas de roca dura, donde los métodos tradicionales de perforación y voladura pueden ser menos eficientes o seguros.
• Cimientos de presas: Las máquinas tuneladoras se utilizan para excavar cimientos para presas u otras grandes estructuras de control de agua. Estos túneles necesitan una excavación de alta precisión para garantizar la seguridad y la estabilidad de estas estructuras masivas. Por lo tanto, se deben utilizar máquinas avanzadas para crearlas.
• Proyectos hidroeléctricos: En los proyectos hidroeléctricos, las máquinas tuneladoras excavan tuberías de presión, aliviaderos o túneles colectores. Estos túneles transportan agua de los embalses o ríos a las turbinas, generando electricidad. Las máquinas aseguran una excavación precisa para cumplir con los requisitos de la infraestructura hidroeléctrica.
• Cable y tubería submarinos: Las máquinas tuneladoras se utilizan para instalar cables o tuberías submarinos desde tierra hasta el mar. Excavan túneles horizontales a través del lecho marino, minimizando el impacto ambiental y asegurando una colocación precisa del cable o la tubería. Este escenario suele reflejar la versatilidad de las máquinas tuneladoras en proyectos de ingeniería en alta mar.

Cómo elegir una máquina tuneladora de herramientas

Al comprar una máquina de excavación de túneles, los compradores deben evaluar cuidadosamente la experiencia del fabricante en la fabricación de máquinas perforadoras y los demás túneles. Considere la reputación del fabricante, el soporte postventa y la calidad de las máquinas.

Las TBM son generalmente muy duraderas, por lo que el costo de la máquina tuneladora suele ser una preocupación clave cuando se elige para un proyecto. En las TBM de cara abierta, el costo depende principalmente de la geología del área donde se está construyendo el túnel. En áreas de roca dura, es probable que sea más alto debido a la necesidad de equipos especializados de alta calidad. El costo de las TBM también varía mucho dependiendo de si son máquinas de escudo simple, doble escudo o de equilibrio de presión de tierra. En general, las TBM de roca dura son más caras que las TBM de terreno blando.

Además del costo real de la TBM, muchos compradores investigan otros costos relacionados con la máquina, como el montaje, el transporte y el apoyo a la excavación. Estos pueden aumentar significativamente el gasto total cuando se consideran.

Los compradores suelen buscar especificaciones detalladas para la TBM en la que están interesados, incluyendo el tipo y grosor del acero utilizado, detalles del cabezal de corte, los tubos de desplazamiento de suelo, el tipo de sistema de soporte y la tecnología utilizada para la excavación y el soporte. Trabajar en colaboración con un proveedor de máquinas tuneladoras es la mejor manera de garantizar que todas estas especificaciones se cumplan y sean adecuadas para el área donde se está creando el túnel.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué herramientas tiene una máquina tuneladora?

A1: Las máquinas tuneladoras (TBM) tienen varias herramientas especializadas, como un cabezal de corte de disco, sistemas auxiliares de arado, dispositivos de control de revestimiento, sistemas de eliminación de tierra y un sistema de avance de excavación.

P2: ¿Cuáles son las principales diferencias entre las máquinas tuneladoras blindadas y no blindadas?

A2: Las TBM blindadas ofrecen soporte de tierra temporal a medida que excavan, lo que las hace adecuadas para suelos inestables. Las TBM no blindadas, como las máquinas de cara abierta, dependen de sistemas de soporte externos y se utilizan en condiciones de terreno estable.

P3: ¿Cuáles son las tres partes principales de una máquina tuneladora?

A3: Una máquina tuneladora consta de tres partes principales: el cabezal de corte, el cuerpo principal y las puertas traseras. Cada componente tiene funciones distintas cruciales para el proceso de excavación de túneles.

P4: ¿Para qué se utilizan las máquinas tuneladoras?

A4: Las TBM excavan túneles a través de una variedad de formaciones geológicas con una sección transversal circular para carreteras y ferrocarriles, así como para la construcción de túneles de servicios públicos urbanos.

P5: ¿Qué material se utiliza para la máquina tuneladora?

A5: Los materiales utilizados en la construcción de una máquina tuneladora incluyen acero de alta resistencia, acero de aleación y acero al carbono.