necesare pentru lucrările de săpare a tunelurilor cu EPB. Tehnica EPB a fost inventată în Japonia. A fost aplicată pentru prima dată în 1974, prin forarea unui canal colector cu diametrul de 3,35 m şi lungime de 1900 m. această tehnică s – a dezvoltat rapid, şi este astăzi des folosită pentru tipuri diferite de roci, de perimetre de excavare şi de condiţii de mediu.
Fig. 1. Schema funcţională a EPB TBM.
posterior al camerei de excavare. Acest sistem de reglare influenţează direct controlul asupra stabilităţii frontului. Aceasta înseamnă că materialul excavat trebuie menţinut sub presiune în camera de excavare şi că volumul de material excavat şi extras trebuie să fie permanent constant; de aceea viteza de rotaţie a şurubului trebuie controlată în funcţie de avansul scutului, iar presiunea în camera de excavare trebuie să fie cu aproximativ 0,2 bar mai mare decât cea exercitată de pământ (presiunea pământului + presiunea hidraulică) (Peron & Marcheselli, 1994). Comportamentul ideal al solului pentru EPB include: - o bună deformare plastică - consistenţă păstoasă spre moale - frecare internă redusă - permeabilitate redusă Aceste caracteristici sunt necesare pentru a asigura următoarele: 1) roca fluidizată poate transmite presiunea de la peretele frontului; 2) apa freatică poate fi izolată adecvat; 3) cuplul motor poate fi redus; 4) uzura la abraziune poate fi redusă (Feng, 2004). Prin urmare, roca ideală este argiloasă, moale, de consistenţa unei paste, aşa cum arată fig. 3.
Fig. 2. Componentele EPB TBM În tehnica EPB, rocile excavate sunt aditivate şi colectate sub presiune într-o cameră de excavare, fiind apoi extrase sub presiune atmosferică prin intermediul unui şurub al lui Arhimede (transportor elicoidal). Principiul se bazează chiar pe materialul excavat care, atunci când este amestecat şi depozitat în camera de excavare, formează o masă de vâscozitate variată (în funcţie de caracteristicile de fluiditate şi plasticitate), menţinută sub presiune controlată pentru a contracara presiunea exercitată de pământ, protejând astfel stabilitatea frontului de lucru pe măsură ce scutul avansează. Pentru a contracara presiunea pamântului sau a apei freatice, presiune exercitată asupra frontului de lucru variază în funcţie de forţa de compresie exercitată de scut precum şi de viteza de extracţie a rocii (viteza şurubului). Pe măsură ce combina avansează, presiunea asupra frontului este menţinută prin controlarea vitezei şurubului şi a forţei de compresie prin intermediul unor detectori montaţi pe peretele
ISSN-L 1220 – 2053 / ISSN 2247 -8590 Editura Universitas, Petroşani, Romania
Fig. 3. Metroul Taipei. Consistenţa ideală a solului pentru lucrări EPB (“Tunnel”, STUVA) Testele geotehnice obişnuite (granulaţie, limitele Atterberg, indicele de consistenţă) sunt suficiente pentru identificarea tipului de rocă. Folosirea EPB în nisip şi pietriş implică impermeabilizarea şi asigurarea unei consistenţe adecvate a materialului excavat, asfel încât acesta
3