चीनचे महाकाय सुरुंग खोदणारे यंत्र खडकातून छेदते आणि स्फोट करते

एक नवीन प्रकारचे सुरुंग खोदणारे यंत्र

चीनने एक सुरुंग खोदणारे यंत्र सादर केले आहे जे दोन वेगळ्या उत्खनन पद्धती एकाच प्लॅटफॉर्मवर एकत्र करते. श्यांगलाँग किंवा लकी ड्रॅगन नावाचे हे यंत्र जगातील पहिले बोअरिंग आणि ब्लास्टिंग मशीन (BBM) आहे, असे त्याच्या विकासकांनी सांगितले आहे. हे पारंपारिक सुरुंग खोदणाऱ्या प्रणालीसोबत स्फोटके ठेवण्याची क्षमता एकत्र करते, ज्यामुळे ते बदलत्या जमिनीच्या परिस्थितीशी जुळवून घेऊ शकते, काम थांबवण्याची आवश्यकता नसते.

हे यंत्र चायना रेल्वे सायन्स अँड इंडस्ट्री ग्रुप (CRSIC) आणि सिंघुआ विद्यापीठाच्या सहकार्याने विकसित केले गेले आहे. 14.76 फूट (4.5 मीटर) व्यासासह, हे जगातील सर्वात मोठे बहु-साधन सुरुंग खोदणारे यंत्र म्हणून वर्णन केले जाते. त्याच्या आगमनाने भूमिगत बांधकामातील एक मूलभूत आव्हान सोडवले आहे: सैल माती आणि कठोर खडक यांच्यात बदलणाऱ्या जमिनीतून कार्यक्षमतेने सुरुंग कसे खोदायचे.

दोन पारंपारिक पद्धती

सुरुंग खोदणारी यंत्रे साधारणपणे दोन श्रेणींमध्ये विभागली जातात, प्रत्येक विशिष्ट भूगर्भीय परिस्थितीसाठी योग्य असते.

मऊ जमिनीसाठी TBM

मऊ जमिनीसाठी सुरुंग खोदणारी यंत्रे कटिंग टूल्ससह मोठी फिरणारी ढाल वापरतात. ही यंत्रे माती, चिकणमाती, वाळू आणि खडी, तसेच पाणी धारण करणाऱ्या थरांचे उत्खनन करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहेत. फिरणारी ढाल एकाच वेळी जमीन कापते आणि सुरुंगाचा चेहरा आधार देते, ज्यामुळे सामग्री स्क्रू कन्व्हेयरद्वारे काढून टाकताना कोसळण्यापासून प्रतिबंध होतो. अस्थिर जमीन अधिक स्थिर करण्यासाठी, ऑपरेटर दाबाने बेंटोनाइट स्लरी चेहऱ्यावर इंजेक्ट करू शकतात. यामुळे मऊ, बदलत्या वातावरणात सुरक्षितपणे सुरुंग खोदणे शक्य होते.

कठोर खडकासाठी TBM

कठोर खडकासाठी TBM पूर्णपणे वेगळे असतात. ते ग्रॅनाइट, बेसाल्ट आणि वाळूचा खडक यांसारख्या मोठ्या, अखंड खडकांच्या रचनांसाठी बांधलेले असतात. ढालऐवजी, ही यंत्रे स्वतःला अँकर करण्यासाठी खडकाच्या भिंतींना पकडण्यावर अवलंबून असतात. जड-कर्तव्य कटर हळूहळू आणि पद्धतशीरपणे घन खडकाला झिजवतात. ही पद्धत एकसमान खडकात विश्वासार्ह असली तरी, ती मऊ जमिनीच्या सुरुंग खोदण्यापेक्षा लक्षणीयरीत्या मंद आहे आणि मातीत कार्य करू शकत नाही, कारण माती यंत्राच्या अँकरेजसाठी सुरक्षित पकड देत नाही.

तिसरी श्रेणी देखील आहे, एक संकरित यंत्र जे प्रामुख्याने मऊ असलेल्या परंतु खडकांनी व्यत्यय आणलेल्या जमिनीसाठी आहे. स्त्रोतानुसार, हे संकरित एक तडजोड आहे, ज्यामुळे सतत उत्खनन शक्य होते परंतु विशेष-उद्देशीय यंत्रांच्या तुलनेत कमी कार्यक्षमतेसह.

बोअरिंग आणि ब्लास्टिंग मशीनची ओळख

श्यांगलाँग BBM या पद्धतींमधील अंतर कमी करते. त्याचे वैशिष्ट्य म्हणजे मध्यभागी पोकळ बिंदू असलेले विशेष डिझाइन केलेले कटरहेड. हे डिझाइन त्याच्या दुहेरी कार्यक्षमतेची गुरुकिल्ली असल्याचे दिसते. तसेच, कटरहेडमध्ये यंत्राच्या विरुद्ध किंचित मागे खेचण्याची क्षमता आहे. हे मागे घेणे कामगारांना स्फोटके बसवण्यासाठी जागा निर्माण करण्यासाठी असल्याचे दिसते.

व्यावहारिक दृष्टीने, हे यंत्र पारंपारिक TBM प्रमाणे मऊ जमिनीत कार्य करू शकते, त्याच्या फिरत्या कटरहेडचा वापर करून माती आणि ढिगारा कापते. जेव्हा सुरुंगाचा चेहरा घन खडकात बदलतो, तेव्हा कटरहेड मागे सरकते, ज्यामुळे स्फोटके ठेवता येतात. स्फोटाने खडक तोडल्यानंतर, यंत्र मलबा साफ करते आणि खोदणे पुन्हा सुरू करते. या एकत्रित क्षमतेमुळे एकच यंत्र मिश्र भूविज्ञान हाताळू शकते, विशेष उपकरणे आणण्यासाठी थांबण्याची आवश्यकता नसते.

सुरुंग प्रकल्पांसाठी हे महत्त्वाचे का आहे

डोंगराळ किंवा शहरी भागातील सुरुंग प्रकल्पांना अनेकदा वेगवेगळे भूविज्ञान आढळते. काही शंभर मीटरमध्ये सुरुंग पृथ्वी, हवामानामुळे झीज झालेला खडक आणि ताजा खडक यांच्यातून जाऊ शकतो. पारंपारिकपणे, यासाठी मर्यादित कार्यक्षमतेचे संकरित यंत्र किंवा अनेक पद्धतींचा वापर आवश्यक होता, ज्यामुळे खर्च आणि वेळापत्रकाचा धोका वाढतो.

BBM संकल्पना संभाव्य उपाय देते. खोदण्याच्या चक्रात स्फोट एकत्र करून, श्यांगलाँग विविध भूभागांवर प्रगती राखू शकते. हे विशेषतः चीनमध्ये मौल्यवान ठरू शकते, जेथे विस्तृत रेल्वे आणि रस्ते जाळ्यांसाठी जटिल भूविज्ञानातून हजारो किलोमीटर सुरुंगांची आवश्यकता आहे.

हे यंत्र अभियांत्रिकीतील एक व्यापक प्रवृत्ती देखील प्रतिबिंबित करते: कार्यक्षमता अनुकूलित करण्यासाठी यांत्रिक आणि स्फोटक तंत्रांचे विलीनीकरण. नियंत्रित स्फोट बराच काळ खाणकाम आणि बांधकामात वापरला जात असला तरी, तो थेट सुरुंग खोदणाऱ्या यंत्रासोबत एकत्र करणे ही एक नवीन कल्पना आहे.

पुढील मार्ग

श्यांगलाँगचे अनावरण एका समारंभात करण्यात आले, ज्यामध्ये त्याचे प्रचंड कटरहेड आणि ढाल प्रणाली दाखवणाऱ्या अनेक प्रतिमा होत्या. त्याच्या विकासकांनी अद्याप तपशीलवार कार्यक्षमता मेट्रिक्स जारी केलेले नाहीत, परंतु अशा यंत्राचे यशस्वी बांधकाम हे सिद्ध करते की संकल्पना व्यवहार्य आहे.

जगातील पहिले BBM म्हणून, श्यांगलाँग एक उदाहरण ठरू शकते. जर ते वास्तविक परिस्थितीत चांगले कार्य करते, तर समान यंत्रे इतरत्र विकसित केली जाऊ शकतात, विशेषतः अशा प्रकल्पांसाठी जे मऊ आणि कठोर जमिनीतून जातात. स्फोट क्षमतेच्या एकत्रीकरणामुळे सुरक्षा आणि अचूकतेबद्दल प्रश्न देखील उपस्थित होतात, कारण जटिल यंत्राजवळ ठेवलेल्या कोणत्याही स्फोटकासाठी काळजीपूर्वक समन्वय आवश्यक आहे. तरीही, वेग आणि लवचिकतेतील संभाव्य फायदा लक्षणीय आहे.

सुरुंग खोदण्याच्या नवोपक्रमातील चीनची झेप त्याच्या पायाभूत सुविधांचे आधुनिकीकरण करण्याच्या व्यापक प्रयत्नांचा भाग आहे. सिंघुआ विद्यापीठाशी भागीदारी करून, CRSIC शैक्षणिक संशोधन व्यावहारिक जड यंत्रसामग्रीमध्ये आणत आहे. याचा परिणाम म्हणजे एक यंत्र जे भविष्यातील सुरुंग प्रकल्पांसाठी मुख्य आधार बनू शकते, केवळ चीनमध्येच नव्हे तर जगभरात.

श्यांगलाँगचे नाव, लकी ड्रॅगन, अशी आशा सूचित करते की ते हाती घेतलेल्या प्रकल्पांना शुभेच्छा देईल. हे भाग्य खरे ठरते की नाही हे ते अप्रत्याशित भूमिगत जग कसे हाताळते यावर अवलंबून असेल. परंतु अशा संकरित यंत्राची निर्मिती ही सुरुंग तंत्रज्ञानातील एक महत्त्वाचा टप्पा आहे, जे सर्वात आव्हानात्मक खडक आणि मातीच्या परिस्थितीशी झुंजणाऱ्या अभियंत्यांसाठी एक नवीन साधन प्रदान करते.

हा लेख न्यू अ‍ॅटलसच्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.