Revolucionarizirali građevinu: Znate li kako funkcionira stroj za bušenje tunela?

Strojevi za bušenje tunela revolucionarizirali su probijanje tunela kroz čvrste stijene u planinama. U moderno doba, nemoguće je zamisliti projekt probijanja dugačkog tunela bez jednog takvog stroja. Promjer mu može biti do 19 metara, a osim što rotirajuća glava efikasno probija sve pred sobom, ostatak stroja postavlja betonske oplate i gradi kostur tunela.

Stroj za bušenje tunela, poznat kao ‘krtica’, služi za probijanje tunela, ponajprije u čvrstim stijenama, ali se također koristi i za slabije stijene i tla. Njegov najvažniji dio jest valjkasta okretna glava čiji se promjer kreće od jednog metra (mikro-TBM) do 19 metara. Na glavi se nalaze noževi i sjekači, koji drobe komade stijene. Cijeli se stroj potiskuje naprijed odupirući se o bokove tunelskog profila uz pomoć hidrauličkih cilindara, piše Geotech.

Iskopani materijal transportira se trakama prema van. Stroj se također sastoji i od sustava za automatsku ugradnju elemenata podgrade te sustava za bušenje i ugradnju sidara. Mogu biti dugački i do 200 metara. Rudari vjeruju kako se svakom stroju treba dati žensko ime zbog njihove zaštitnice Svete Barbare. Prije no što su ovakvi strojevi izmišljeni, rudari bi kupali duboke tunela u srcima planina samo eksplozivima, a eksplozije bi podsjećale na Barbarino korištenje gromova.

Velika Berta

Najpoznatiji stroj ove vrste je Velika Berta. Koristila se za bušenje tunela Alaskan Way u Seattleu, a bila je promjera 17.5 metara. Probijanje tunela počelo je 2013. godine, no radovi su ubrzo zaustavljeni na dubini od 330 metara zbog oštećenja na brtvilima. Oštećenja je zadala čelična cijev koju su na tom mjestu zakopali desetak godina ranije kako bi se provjerila kvaliteta podzemnih voda, i zaboravili na nju. Sljedeće dvije godine se kopala rupa okomito na Bertu kako bi se eskivirala samo njena glava i poslala na popravak.

Kopanje tunela se nastavilo 2015. godine, no ponovno se zaustavilo 2016. zbog urušavanja tla. Nakon opsežnih inspekcija sigurnosti probijanja tunela, Velika Berta je dovršila posao u travnju 2017. godine. Šteta na Bertinim brtvama, koja je trajala dvije godine, povećala je ukupnu cijenu projekta za 223 milijuna američkih dolara.

Ostali poznati strojevi

Stroj Sissi iskopao je najduži željeznički tunel na svijetu. Sissi je skratila putovanje između Züricha u Švicarskoj i Milana u Italiji za sat vremena. Dužina tunela je 57 kilometara, a otvoren je 2016. godine.

Nekoliko strojeva korišteno je za kopanje tunela ispod La Manchea kako bi se spojilo Englesku i Francusku. Tunel dugačak 50 kilometara ima najduži dio ispod mora na svijetu, čak 37,9 kilometara. Na probijanju tunela radili su i Englezi i Francuzi. Svi Engleski strojevi imali su alfanumerička imena, dok su se Francuski strojevi zvali: Catherine, Virginie, Severine, Pascaline, Europa i Brigitte.

Prvi stroj imao stotinu bušilica

Prvi stroj za bušenje tunela, u puno primitivnijem obliku, izmislio je Henri-Joseph Maus i nazvao ga je Mountain Slicer (Rezač Planina). Kralj Sardinije mu je 1845. godine zadao zadatak da probije tunel kroz Alpe između Italije i Francuske. Tunel bi bio namijenjen željezničkom prometu i zvao bi se Frejus. Maus je stroj izgradio 1846. godine u svojoj tvornici u Torinu.

Glava stroja se nije rotirala već je imala ugrađeno više od sto udarnih bušilica. Stroj se pokretao pomoću motora veličine lokomotive koji se nalazio na stražnjoj strani i gurao Mountain Slicera u planinu. Nažalost, revolucije u Europi 1848. godine koštale su države previše novaca i nisu mogle financirati skuplji način probijanja planine, a to je bio Mountain Slicer. Deset godina kasnije probijanje tunela je počelo, ali jeftinijim pneumatskim bušilicama kojima su upravljali radnici.

U SAD-u, prvi stroj ove vrste napravio je Charles Wilson. Taj stroj bio je više nalik današnjim strojevima za bušenje tunela. Imao je rotirajuću glavu i velik broj rotirajućih diskova na toj glavi. No, jedini problem je bio to što je probio tri metra stijene i pokvario se. No, i dalje se smatra da su sam izum i način na koji je stroj radio, otvorili vrata ostalim strojevima za bušenje tunela.

Prvi stroj koji je uspješno izbušio veći dio tunela izgrađen je 1863. godine i nadograđen 1875. godine. Dodatno je nadograđen 1880. godine prije samog bušenja tunela. Koristio se za prvotnu ideju bušenja tunela između Francuske i Engleske. Od 1882. do 1883. godine, stroj je izbušio gotovo dva kilometra s Engleske strane, a sličan stroj je izbušio 1.669 metra s Francuske. Cijeli projekt je propao jer su se Englezi bojali kako bi izgrađeni tunel mogao biti ruta za Francusku invaziju britanskog otočja.