سگمنت بتنی تونل TBM | راهنمای جامع فنی، استانداردها و قیمت گذاری

سگمنت بتنی تونل TBM یکی از حساس ترین و دقیق ترین محصولات بتنی است که دیواره های تونل حفر شده توسط دستگاه TBM را تشکیل می دهد. این قطعات باید حتما تحت استانداردهای سختگیرانه ای که برای همین منظور تبیین شده اند ساخته شود زیرا پس از نصب، نمی توان آنها را به آسانی از جای خود جدا کرد و تعویض نمود بنابراین بسیار مهم است که ساخت آن مطابق استانداردها بوده و به درستی در جای خود نصب شوند. در این گفتار تلاش می شود که به جنبه های مختلف سگمنت بتنی تونل TBM پرداخته شود.

روش های پایدار سازی دیواره تونل ها

برای پایدارسازی دیوارهای تونل ها معمولا از یکی از سه روشی که در ادامه مورد بررسی قرار می گیرند استفاده می شود. در این بخش سعی می شود که مزایا و معایب هرکدام به صورت تفصیلی مورد بررسی قرار گیرد.

روش سنتی یا قالب بندی و بتن ریزی دیواره تونل

در این روش که به عنوان اولین روش در ساخت دیواره های تونل استفاده می شده است، ابتدا تونل حفر می شد و سپس قالب بندی در دیواره ها انجام و پس از آن بتن ریزی انجام می شود. مهمترین مزیت این روش آن است که نیاز به تجهیزات خاصی ندارد و نسبتا ساده است اما عیب اصلی این روش آن است که زمان بسیار زیادی برای ساخت دیواره ها و مقاوم سازی تونل را شامل می شود. امروزه از این روش صرفا در پروژه های بسیار کوچک استفاده می شود.

روش بتن پاششی یا شات کریت

این روش نسبت به روش سنتی مدرن تر است و در آن با استفاده از نازل های پاشش بتن، بتن با سرعت بسیار زیادی از نازل خارج شده و بر روی دیواره ها چسبانده می شود. استفاده از شات کریت به دو روش انجام می شود یعنی در روش اول، کل مواد اولیه بتن با هم ترکیب شده و بر روی دیوار اسپری می شوند؛ و در روش دوم، مواد تشکیل دهنده بتن در مرحله پاشش با یکدیگر ترکیب می شوند. استفاده از شات کریت برای مقاوم سازی دیواره در مراحل کارگاهی مورد استفاده قرار می گیرد و کمتر به عنوان یک پوشش دایمی استفاده می شود (هرچند این امکان نیز وجود دارد که به عنوان پوشش دایمی مورد استفاده قرار گیرد). از مزایای استفاده از شات کریت می توان به سرعت نسبتا بالا اشاره کرد اما معایبی نیز دارد مثلا به شدت وابسته به مهارت پرسنل مجری آن است.

استفاده از سگمنت بتنی TBM

این روش که امروزه به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، شامل ساخت قطعات بتنی پیش ساخته در محل کارخانه است که پس از ساخت، به محل پروژه انتقال می یابند و در جای خود نصب می شوند. مزایای استفاده از سگمنت بتنی TBM شامل: کنترل کیفیت دقیق، نصب کاملا اصولی، عدم وابستگی شدید به نیروی انسانی، سرعت بسیار بالا، و خطرات احتمالی کم در مرحله اجرا است. موضوع این گفتار که در ادامه به آن پرداخته می شود، استفاده از سگمنت بتنی تونل TBM می باشد.

کاربردهای سگمنت بتنی تونل TBM

ممکن است اینگونه برداشت شود که کاربرد سگمنت های بتنی تونل TBM صرفا مختص تونل های زیر زمینی خصوصا مترو است اما این دیدگاه غلط است. اصولا در هر جایی که از دستگاه حفاری TBM استفاده شود، استفاده از سگمنت های بتنی نیز موضوعیت خواهد داشت بنابراین در این بخش سعی می کنیم به کل کارکردهایی که دستگاه حفاری دارد اشاره کنیم.

1. خطوط مترو و قطار شهری
2. تونل های راه آهن
3. تونل های جاده ای و بزرگراهی
4. تونل های انتقال آب
5. تونل های انحراف آب (در سدسازی)
6. تونل های جمع آوری و انتقال فاضلاب
7. تونل های نیروگاه های برق آبی
8. تونل های خطوط لوله (نفت، گاز)
9. تونل های خدماتی و کابل رسانی
10. پناهگاه ها و سازه های امنیتی زیرزمینی

نحوه ساخت و تولید سگمنت بتنی تونل TBM

این محصولات مانند تمام انواع دیگر از تولیدات بتنی از بتن تازه تولید شده و لازم است در داخل آنها آرماتور قرار داده شود. همیشه نحوه ساخت سگمنت ها ارتباط مستقیم با نوع دستگاه TBM دارد و هر دستگاه TBM از نوعی از سگمنت ها برای تشکیل دادن دیواره ها استفاده می کند (یعنی انواع سگمنت ها با توجه به نوع دستگاه TBM متفاوت است). برخی دستگاه های TBM از بلوک های بتنی ذوزنقه ای برای تشکیل رینگ استفاده می کنند و برخی دیگر از بلوک های با سطح مقطع مستطیل برای دیواره ها استفاده می کنند بنابراین مهم است که برای ساخت سگمنت ها به نوع دستگاه توجه شود. با توجه به توضیحات فوق، همیشه وقتی دستگاه TBM برای حفاری خریداری می شود، قالب های ساخت سگمنت نیز به همراه دستگاه خریداری می شود (برای ساخت قطعات بتنی لازم است از قالب و بتن ریزی در آنها استفاده شود). سپس این قالب ها در اختیار شرکتهایی مانند بناگستران آینده ساز (اگنس) قرار داده می شود تا سگمنت های بتنی بوسیله همان قالب ها ساخته شود.

بخشهای سگمنت های بتنی تونل TBM

سگمنت های بتنی تونل TBM یکی از پیچیده ترین محصولاتی است که می توان با استفاده از بتن ساخت و با توجه به کاربرد آنها، باید نهایت دقت انجام شود تا عاری از ایرادات احتمالی باشند. مشخص است که کنترل کیفیت دقیق در تمام مراحل ساخت باعث می شود که اشتباهات به حداقل برسند. مهمترین بخشهای سگمنت بتنی تونل TBM به شرح زیر است:

دیواره های بتنی تونل TBM

در بیان دیواره ها لازم است به همان بلوک های بتنی اشاره شود که برای ساخت دیواره تونل استفاده می شوند. این دیواره ها معمولا دارای تعداد فرد بوده (مثلا ۷ قطعه یا ۹ قطعه) تا در کنار هم قرار گرفته و دیواره های تونل را تشکیل دهند. به دلیل آنکه تونل ها معمولا در اعماق زمین حفاری می شوند، طبیعی است که همیشه در معرض رطوبت و آبهای زیر زمینی باشند اما سگمنت ها باید در برابر نفوذ آب مقاومت کنند تا بر اثر انبساط و انقباض ناشی از نفوذ آب دچار تخریب نشوند. بنابراین معمولا در ساخت سگمنت تونل TBM از بتن با مقاومت C50 الی C70 استفاده می شود تا حفره های کمتری ناشی از وجود هوا داشته باشند و این مورد باعث می شود که میزان نفوذ آب به داخل دیواره های بتنی رفع گردد.

قطعه کلید تونل TBM

همیشه دستگاه های TBM برای آنکه بتوانند دیواره های تونل را تکمیل کنند، سگمنت ها را به صورت قفل و کلید (نری و مادگی) بر روی یکدیگر قرار می دهند تا یک رینگ (حلقه) تشکیل شود سپس به اندازه یک رینگ به جلو حرکت می کنند. برای آنکه هر رینگ کامل شود، لازم است قطعه ای به نام کلید در ادامه ی سگمنت ها نصب شود. قطعه کلید نیز از جنس بتن است و ساخت آن مانند دیگر سگمنت ها می باشد با این تفاوت که معمولا ابعاد کوچکتری دارد (یعنی مثلا ۷ قطعه سگمنت نصب می شود + یک قطعه سگمنت کوچکتر که به آن کلید می گویند).

گسکت سگمنت بتنی تونل TBM

همانطور که در بالا بیان گردید، دیواره های تونل TBM به نحوی تولید می شوند که مانع ورود آب به داخل دیواره شوند و اینگونه سعی می شود عمر سازه افزایش یابد. در بین قطعات سگمنت TBM نیز از نوعی لاستیک استفاده می شود تا در محل اتصال قطعات مانع ورود آب شود. به این لاستیک ها گسکت گفته می شود و توسط چسب گسکت به قطعات بتنی سگمنت ها چسبانده می شود. دقت شود که پس از چسباندن گسکت ها به قطعات بتنی، لازم است حداقل ۷۲ ساعت صبر شود تا این چسب ها به حداکثر مقاومت خود برسند.

حفره های تزریق گروت در سگمنت TBM

همیشه این امکان وجود دارد که در پشت دیواره های تونل، فضای خالی وجود داشته باشد. برای آنکه این فضای خالی پر شود لازم است بتوان گروت به پشت سگمنت ها تزریق شود و برای این منظور، حفره هایی در داخل سگمنت های بتنی تونل TBM فرض می شود. این حفره ها پس از تزریق گروت به صورت کامل مسدود می شوند. در بیشتر سگمنت های بتنی تونل TBM حفره هایی برای تخلیه هوای پشت دیواره ها نیز فرض می شود یعنی علاوه بر حفره های تزریق گروت، حفره هایی نیز برای تخلیه هوا در سگمنت ها وجود دارد تا هوای محبوس در پشت دیواره ها در مرحله تزریق گروت از آنجا خارج شود.

بولت های اتصال سگمنت TBM

معمولا برای آنکه قطعات سگمنت ها بتوانند یکپارچگی خوبی داشته باشند، لازم است که این قطعات به یکدیگر بولت شوند. بولت ها به دو صورت شعاعی (که برای اتصال قطعات در یک رینگ استفاده می شوند) و مماسی (برای اتصال رینگ ها به یکدیگر استفاده می شوند) وجود دارند. معمولا جنس بولت ها از فولاد ضد زنگ یا گالوانیزه است. همچنین برای آنکه بولت های فولادی در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم شوند، از درپوش هایی برای روی محل بولت استفاده می شود که از جنس پلاستیک یا فلز می باشند و سوراخ های محل بولت را می پوشانند. در برخی مدل های TBM برای این منظور نیز از گروت استفاده می شود اما مرسوم نیست (مهم است به نوع دستگاه TBM توجه شود).

فرآیند کنترل کیفیت در تولید سگمنت های بتنی تونل TBM

زمانی که تولید سگمنت ها در محل کارخانه انجام شود، طبیعی است که نظارت بر کنترل کیفیت در مراحل مختلف تولید امکان پذیر می شود. این نظارت ها بر کیفیت محصول، در سه مرحله قبل از تولید، حین تولید، و پس از تولید انجام می شود که در ادامه به هرکدام می پردازیم:

• کنترل کیفیت قبل از تولید: این فرآیند با کنترل دقیق مواد اولیه آغاز می شود که شامل آزمایش های فیزیکی و شیمیایی بر روی سیمان (مانند نرمی و زمان گیرش)، دانه بندی و مقاومت سنگدانه ها، آنالیز شیمیایی آب، و آزمون های عملکردی بر روی میلگردها و افزودنی های شیمیایی (مانند فوق روان کننده ها) می باشد.
• کنترل کیفیت حین تولید: در مرحله کنترل فرآیند ساخت، پارامترهای حیاتی از جمله دقت هندسی قالب ها، دمای بتن، اسلامپ، اجرای صحیح ویبره برای حذف حباب هوا، و شرایط بهینه عمل آوری (کیورینگ) با رطوبت و دمای کنترل شده، به طور مستمر پایش می گردند.
• کنترل کیفیت پس از تولید: در نهایت، مرحله کنترل محصول نهایی با انجام آزمون های مخرب (مانند تست مقاومت فشاری و خمشی روی نمونه های مکعبی و استوانه ای در بازه های زمانی ۷، ۲۸ و گاهی ۹۰ روزه) و آزمون های غیرمخرب (مانند اولتراسونیک برای یکنواختی بتن) تکمیل می شود. همچنین هر قطعه سگمنت به صورت ظاهری و ابعادی (با ابزارهای دقیق) بازرسی شده و در صورت تایید، گواهی کیفیت برای آن صادر می گردد.

قیمت فروش سگمنت بتنی تونل TBM

در تمام بخشهای این گفتار به مواردی اشاره شد که هرکدام بر قیمت تمام شده سگمنت بتنی TBM اشاره داشتند اما در این بخش لازم است به تمام این موارد به صورت کامل پرداخته شوند. لذا موارد موثر بر قیمت سگمنت بتنی تونل به شرح زیر است:

مواد اولیه ساخت سگمنت بتنی TBM

سهم قابل توجهی از قیمت تمام شده در ساخت هر بلوک از سگمنت های بتنی و اصولا هر محصولی که از بتن ساخته شود شامل مواد اولیه است. این مورد بستگی به مدل دستگاه TBM دارد که سگمنت های مصرفی در ساخت تونل دارای چه ابعاد و ظاهری باشند. برای آنکه بتوان برآورد دقیقی از قیمت هر سگمنت داشت، لازم است که با ما تماس بگیرید و مدل دستگاه و ابعاد سگمنت های مصرفی را به ما اطلاع دهید تا بتوانیم برآورد دقیقی از قیمت محصول به شما ارائه دهیم.

قالب سازی سگمنت بتنی TBM

معمولا یکی از مواردی که تاثیر قابل توجهی بر هزینه تولید قطعات بتنی دارد شامل ساخت قالب است اما این مولفه در ساخت سگمنت های بتنی مطرح نیست زیرا هر مجموعه ای که یک دستگاه حفاری TBM را خریده یا اجاره می کند، معمولا قالب ها را نیز از شرکت تولید کننده دستگاه حفاری تحویل می گیرد. ما می توانیم از همان قالب هایی که در زمان خرید دستگاه حفاری تحویل گرفته اید برای ساخت سگمنت ها استفاده کنیم تا نیاز به قالب سازی مجدد وجود نداشته باشد. اما این قابلیت در شرکت بناگستران آینده ساز (اگنس) وجود دارد که در صورت نیاز، قالب هایی که برای تولید سگمنت تحویل گرفته اید را اورهال و یا تکثیر کنیم که البته این کار مستلزم پرداخت هزینه است. برای این منظور لازم است که کارشناسان ما قبل از هر اقدامی از قالب های موجود بازدید به عمل آورند.

تعداد سفارش سگمنت بتنی تونل TBM

طبیعی است که هرچه تعداد سفارش بیشتر باشد، قیمت تمام شده برای هر واحد از محصول کاهش یابد. مهمترین دلایلی که باعث کاهش هزینه در این موضوع می گردد شامل تهیه مواد اولیه، سری سازی در خط تولید، کاهش هزینه دستمزد نیروی انسانی، و کاهش هزینه های سربار دیگر در تولید است. باید توجه داشت که معمولا از دستگاه حفاری TBM برای پروژه های کوچک استفاده نمی شود بنابراین تامین سگمنت بتنی تونل نیز برای اینگونه پروژه ها نه تنها مقرون به صرفه نیست بلکه اصولی هم نیست. لازم است در مرحله برآورد اولیه پروژه، تعداد سگمنت ها به صورت دقیق برآورد شود تا قیمت تمام شده بر اساس تعداد سفارش نیز مشخص گردد.

کاربرد تونل و سگمنت بتنی

همیشه تونل ها برای عبور خودرو و یا قطار ساخته نمی شوند بلکه ممکن است کاربردهایی مانند تاسیسات یا انتقال آب داشته باشند. در چنین شرایطی لازم است میزان فشار داخل به خارج نیز بر اساس مدل سازی های رایانه ای محاسبه شود و سگمنت ها با توجه به همان نیاز ساخته شوند. حتی ممکن است لازم باشد در ساخت سگمنت ها از فناوری هایی مانند نانو الیاف ها، پیش تنیدگی، و… نیز استفاده شود تا میزان مقاومت سگمنت ها با توجه به وضعیت و کاربرد آن تونل تامین شود. در این موارد نیز تیم فنی-مهندسی شرکت بناگستران آینده ساز (اگنس) می تواند به مصرف کنندگان این قطعات مشاوره های لازم را ارائه کرده و محصولی متناسب با همان نیاز ارائه کند که تمام این مباحث می تواند هزینه ساخت هر قطعه از سگمنت بتنی TBM را تغییر دهد.

فاصله کارخانه تا محل پروژه حفاری تونل

تمام قطعات بتنی معمولا از وزن قابل توجهی برخوردار هستند و همین مسئله باعث می شود که الزاماتی در زمینه بارگیری، دپو، حمل، و تخلیه داشته باشند. اگر سگمنت های بتنی TBM به روش درستی حمل و جابجا نشوند ممکن است به قطعات خسارت وارد شده و نتوان از آنها استفاده نمود. معمولا قطعات تولید شده در کارخانه به وسیله لیفتراک بر روی تریلی بارگیری می شوند و به نحوی مهار می گردند که در اثر جابجایی دچار خسارت نشوند. در هنگام تخلیه نیز این قطعات معمولا با جرثقیل تخلیه شده و به سمت دستگاه TBM هدایت می شوند تا توسط دستگاه در جای خود نصب گردند. دقت شود که بارگیری، حمل، تخلیه، و دپوی نامناسب می تواند علاوه بر وارد آمدن خسارات مالی، باعث صدمات جانی نیز بشوند.

مشاوره رایگان در زمینه سگمنت بتنی تونل TBM

در این گفتار سعی شد به تمام جنبه های مرتبط با سگمنت بتنی تونل TBM پرداخته شود تا متقاضیان بتوانند با کسب شناخت دقیق نسبت به آن، نیازهای خود را برآورد نمایند. چنانچه این گفتار را مطالعه نمودید و همچنان در مورد آن سوالی دارید، می توانید با کارشناسان ما در شرکت بناگستران آینده ساز (اگنس) تماس بگیرید تا اطلاعات تکمیلی را دریافت فرمایید.