Ovo su mega strojevi koji buše tunele, teški su tisuće tona, a koštaju kao 'suho zlato'

Izgradnja i probijanje najvećih tunela ne može proći bez korištenja megastrojeva za bušenje, poznatih kao TBM (Tunnel Boring Machine). Riječ je o strojevima koji mogu težiti više od 6.000 tona i doseći duljinu veću od 150 metara. Izrazito su skupi – njihova se cijena kreće između 11 i 25 milijuna eura. Osim što služe za iskop, TBM-ovi se koriste i za postavljanje potpornih sustava, odnosno zaštitnih mehanizama koji osiguravaju stabilnost iskopanih tunela. Ovi strojevi mogu se podijeliti u više kategorija, a za razliku od strojeva za bušenje zidova, TBM koristi rotirajuću glavu umjesto dodatne zglobne ruke s tarnim šiljcima.

Stroj za bušenje tunela (TBM) složen je uređaj koji omogućuje kopanje podzemnih tunela u jednoj mehaničkoj operaciji, pojašnjava na službenoj stranici građevinska kompanija Ferrovial. Ovi strojevi, koji mogu težiti više od 6000 tona i dosezati duljinu veću od 150 metara, rade na različitim vrstama terena – od sedimentnih i vulkanskih stijena do pješčanih i glinenih tla.

TBM je ključan alat u modernoj tunelogradnji, omogućujući brzu i sigurnu izgradnju tunela na različitim vrstama terena. Njegova složenost i preciznost čine ga nezamjenjivim u velikim infrastrukturnim projektima, osiguravajući učinkovitost i stabilnost podzemnih prolaza.

Cijena i uvjeti korištenja

Korištenje TBM-a zahtijeva određene uvjete, kako terena tako i konfiguracije tunela. Budući da stroj ne može napraviti oštre zavoje, tuneli moraju imati velike polumjere zakrivljenosti.

Zbog svoje složenosti i veličine, TBM-ovi su izrazito skupi – modeli promjera od 4 do 6 metara mogu koštati do 11 milijuna eura, dok cijena TBM-ova promjera 15 metara može doseći 25 milijuna eura. Osim iskopa, TBM se također koristi za postavljanje potpornih sustava, odnosno privremenih zaštitnih mehanizama koji osiguravaju stabilnost iskopanih tunela.

Kako funkcionira TBM?

Sam proces iskopa započinje rotirajućom glavom koja se prilagođava karakteristikama tla, dok motor s hidrauličkim ili električnim sustavom pokreće cijeli mehanizam. Sila guranja nastaje djelovanjem perimetarskih dizalica koje se oslanjaju na prstenove tunela, omogućujući stroju dovoljno prianjanja i snage za nastavak bušenja.

Iza glavnog dijela TBM-a nalazi se platforma na tračnicama, poznata kao ‘oprema za zaostajanje’ ili back-up, gdje su smješteni ključni dijelovi radne opreme, poput ventilatora, transformatora i sustava za uklanjanje iskopanog materijala. Nakon što se završi određeni segment iskopa, TBM se zaustavlja kako bi se ugradili prstenovi konstrukcije tunela izrađeni od prefabriciranog armiranog betona, poznati kao voussoirs, koji osiguravaju stabilnost prolaza.

Vrste strojeva za bušenje tunela

TBM-ovi se mogu podijeliti u dvije glavne kategorije. Prva skupina su strojevi za probijanje tunela, koji su dizajnirani za iskopavanje tvrdih i polutvrdih stijena bez potrebe za dodatnim potpornim sustavima. Njihova potisna sila prenosi se izravno na rotirajuću reznu glavu pomoću potisnih cilindara, a budući da nemaju čelične cilindre iza reznog kotača, ne obavljaju funkciju privremenog podupiranja tunela.

Druga skupina su tzv. štitovi, koji se koriste za iskop na terenima koji zahtijevaju dodatne potporne sustave, poput mekših tla. Ovi strojevi imaju vanjsku metalnu šasiju koja privremeno stabilizira iskopani tunel, a mogu se dodatno podijeliti na otvorene i zatvorene štitove, mehaničke zatvarače, hidroštitove, štitove pod pritiskom zraka te štitove za ravnotežu tlačnog pritiska (Earth Pressure Balance – EPB).

Osim ove dvije skupine, postoji i treća vrsta – TBM s dvostrukim štitom. Ovi strojevi mogu raditi i kao klasični TBM-ovi bez štita i kao štitovi, ovisno o kvaliteti terena, što ih čini idealnim rješenjem za trase koje prolaze kroz različite vrste tla, od stijena do rastresitih materijala.

Razlika između TBM-a i strojeva za bušenje zidova

Iako i TBM i strojevi za bušenje zidova služe za iskopavanje, među njima postoje bitne razlike. Glavna razlika je u tome što TBM koristi rotirajuću glavu, dok strojevi za bušenje zidova imaju dodatnu zglobnu ruku s tarnim šiljcima.

Također, bušilice zidova se koriste za mekša tla, dok TBM može probijati i tvrde stijene. Osim toga, bušilice zidova primjenjuju se u projektima niskogradnje i kraćih tunela do dva kilometra, dok TBM omogućuje izgradnju dugih podzemnih tunela.

Sigurnosni zahtjevi

Rad s TBM-om zahtijeva posebne sigurnosne i tehničke mjere. Operateri moraju koristiti osobnu zaštitnu opremu poput kaciga, rukavica, zaštitnih cipela, signalne odjeće i sigurnosnog pojasa, a također su obavezni poštivati sve sigurnosne protokole i postupke na gradilištu.

Posebna pažnja posvećuje se zaštiti sluha, bilo kroz upotrebu čepića za uši ili zaštitnih slušalica. Osim poznavanja tehničkog rukovanja strojem, važno je voditi računa o infrastrukturi kako bi se spriječila eventualna oštećenja te biti pripremljen za hitne situacije koje mogu nastati tijekom rada. Jedan od najvećih svjetskih tunela u Švicarskoj buše TBM ‘krtice’. Više o tome pročitajte ovdje.