MAQUINA TUNELERA TIPO KELLY(KELLY-TYPE TBM)

Las máquinas tuneleras tipo Kelly tienen 4 mordazas (grippers) y las unidades de accionamiento en el extremo posterior. Esta disposición ofrece ventajas significativas en túneles de gran diámetro. Pero también en pequeñas secciones y especialmente cuando el reforzamiento de la roca en el frente del túnel es requerido.

MAS POTENCIA INSTALADA QUE EN CUALQUIER OTRO TBM:

Diseñados para excavar rocas muy duras, por lo tanto están equipados con alta potencia de corte en el cabezal y empuje. Los modelos pequeños hasta MK 12, llevan una configuración similar a las TBMs de viga principal (Mean Beam TBMs), pero a partir del MK – 15, estos equipos tienen una única disposición con el rodaje principal doble que permite excavar túneles hasta de 14 m de diámetro en un simple proceso continuo. Obviamente, esto ahorra tiempo y costos comparado con el método del túnel piloto (que requiere rimar hasta alcanzar la sección completa con otra máquina).

LA SELECCIÓN NATURAL POR LOS EXPERTOS DE NATM:

La roca frecuentemente está fracturada y puede requerir un rápido reforzamiento en la zona deleznable. Esto representa un área crítica en la selección de una TBM descubierto (open TBM) y un TBM de doble escudo (doublé shield TBM). Para la construcción de túneles por el método “New Austrian Tunneling Method” (NATM), las TBMs de Robbins tipo Kelly son las favoritas. El método presupone que las medidas de reforzamiento de roca pueden ser hechos anticipadamente – directo al frente- y estas TBMs hacen esto muy fácil. Especialmente en diámetros pequeños de túnel, donde la accesibilidad al frente se reduce y quedan amplios pasajes para el paso de los hombres y materiales.

FACIL CONVERSION DEL DIAMETRO:

Cada modelo tiene un amplio rango de diámetros. El límite superior está limitado por la capacidad del rodaje principal y el inferior por las dimensiones de éste. El amplio rango usualmente significa que las máquinas fácilmente pueden ser usados por otros proyectos tuneleros. Los espaciadores del gripper y las zapatas son fácilmente cambiables para otro diámetro y solamente el cabezal, el techo y los escudos de polvo y el invert scraper requieren reconstrucción parcial – que puede ser hecho rápidamente y a bajo costo.

RODAJES PRINCIPALES ROBUSTOS PARA TRABAJOS DIFICILES:

La excavación de túneles de gran diámetro en roca dura genera cargas extremas en el rodaje principal. En modelos grandes, hay suficiente espacio para hacer el eje hueco tan robusto que las cargas axiales sobre el cabezal pueden ser transferidos a otro rodaje en el extremo posterior del eje.

CARACETRISTICAS PRINCIPALES:

Los motores principales y los reductores planetarios de engranaje, están ubicados en el extremo posterior y el cabezal con la caja del rodaje principal en el frente de la máquina. Esto proporciona un gran balance alrededor de los grippers sobre el cuerpo principal. Los pares mellizos de mordazas (grippers) – más la pata delantera en algunos modelos pequeños – soportan el peso total de la máquina durante la excavación y también proporcionan un anclaje sólido en terreno suelto (looser ground) para desarrollar grandes fuerzas de empuje.

El sistema de anclaje proporciona buena estabilidad del cabezal, un prerrequisito para la óptima eficiencia de la excavación y bajos costos de cortadores. Los cabezales con montaje de cortadores montados de frente como también posteriores- pueden ser abastecidos inmediatamente. Así el cabezal no es soportado en la roca, pero está suspendido del extremo frontal del tubo de torque (torque tube) que transfiere la fuerza de los cilindros de empuje y trasmite la reacción del torque al cuerpo principal. Los cojinetes ajustables del tubo de torque y el rodaje principal están protegidos por sistemas elaborados de sello con lubricación automática para mantener la suciedad afuera.

El área detrás del cabezal proporciona un amplio espacio de trabajo y existe espacio para la colocación de pernos de roca y otro equipo. La faja transportadora está ubicada en la parte alta del equipo y puede ser retraído para crear otro espacio para el reforzamiento de roca o perforación de sondaje. Una característica adicional es que la máquina puede ser desplazado gracias a su propia energía, del lugar de ensamblaje hasta la cámara de arranque, haciendo simple y menos costoso el arranque de la excavación.

EQUIPO ESTANDAR Y OPCIONAL:

Las TBMs estándar vienen con motores eléctricos refrigerados con agua con calentadores para prevenir la condensación cuando la máquina está detenida, control automático de empuje, embragues limitadores de torque para proteger contra las sobrecargas, una faja transportadora de accionamiento hidráulico, rodajes deslizantes ajustables del tubo de torque, un invert scraper y un escudo de polvo. Incluyen transformadores de energía para el sistema eléctrico y una planta hidráulica (hydraulic power pack).

El equipo opcional incluye una cabina del operador a prueba de sonido, frecuencia variable o accionamiento hidráulico para el control de la velocidad del cabezal, un transportador de velocidad variable, y un techo de soporte con uñas. Para una seguridad extra en terreno en bloques, el cabezal puede ser equipado con cara falsa o cortadores posteriores. Los sistemas eléctricos pueden ser construidos para operar con seguridad en ambientes gaseosos.

MAQUINA TUNELERA CON VIGA PRINCIPAL(MAIN BEAM TBM)

Las máquinas tuneleras con viga principal, tienen 2 grippers, una zapata de soporte debajo del cabezal con estabilizadores laterales y un soporte activo del techo. Emplean unidades de accionamiento frontal. Este disposición permite control continuo mientras excava y resulta en pequeños radios de giro, curvas muy suaves menos desgaste de cortadores.

TENACIDAD FIEL Y REAL (Tried and true toughness):

Las máquinas tuneleras de viga principal descubierto de Robbins, han excavado más kilómetros que cualquier otro tipo de tuneleras y en el proceso se han colocado mayores records de tunelería en el mundo. Mientras se iba ganando esta experiencia imbatible, los detalles de diseño han sido perfeccionados.Que, en combinación con muchas características únicas de diseño, hacen de esta máquina una proposición muy interesante.

Dependiendo del diámetro, los modelos están equipados con dos diferentes arreglos de rodaje principal. Las máquinas pequeñas dependen de un rodaje de rodillos dobles ahusados. Las maquinas grandes usan un rodaje triaxial con gran capacidad de carga excéntrica. En ambos casos, el rodaje y el engranaje terminal de reducción son lubricados por un sistema de circulación de aceite y protegido contra la suciedad externa por sellos (empaques) lubricados.

BAJA VIBRACION:

La mayor parte del peso es concentrado en el frente, donde están ubicados los motores principales y los reductores planetarios de engranajes. El cabezal descansa en – vía soporte del cabezal - sobre una zapata de soporte que se desliza sobre el túnel invertido (tunnel invert), y además es utilizado es estabilizado por los soportes laterales y de techo accionados hidráulicamente. Así, las vibraciones originadas durante la excavación son directamente absorbidos por la roca. Esta disposición protege a la máquina y cortadores del desgaste indebido.

DIRECCION CONTINUA (Continuos steering):

La viga principal flota en el ensamblaje del gripper. Los grippers y los cilindros de torque juntos pueden mover la cola de la máquina en cualquier dirección – mientras que los grippers permanecen presurizados para anclar la maquina- con las zapatas de soporte actuando como fulcro (punto de apoyo de la palanca). Esto hace posible para orientar la máquina durante la excavación, resultando en pequeños radios de giro con curvas perfectamente suaves y ahorra tiempo considerable.

REMOCION DE ESCOMBRO EFICIENTE (Efficient muck removal):

Las zapatas deslizantes y el lado de soporte forman una barrera efectiva de escombro. Las cucharas de escombro de bajo perfil proporcionan limpieza eficiente en el frente del cabezal, de esa forma los cortadores siempre encuentran roca fresca para excavar, reduciendo efectivamente del desgaste causado por la remolienda.

PRINCIPALES CARACTERISTICAS (MEAN FEATURES):

Los motores de accionamiento y reductores planetarios de engranaje, están montados en conexión directa con el engranaje de anillo de reducción terminal. Las máquinas tuneleras estándar vienen con motores eléctricos refrigerados con agua. Los embragues accionados hidráulicamente facilitan el arranque en línea y si es necesario puede ser usado para romper el trabado del cabezal en roca fracturada. Con el frente soportado sobre la zapata deslizante, solamente un par de grippers es requerido para reacción de empuje. Como se mencionó antes, el direccionamiento continuo y la reducción de vibraciones son beneficios directos de este diseño.

El lado controlado hidráulicamente y el soporte del techo estabilizan efectivamente el cabezal, un prerrequisito para la óptima eficiencia de la excavación y costos bajos de cortador.Los cabezales pueden ser suministrados con montaje de cortadores frontales o posteriores. El soporte del techo puede ser presionado y cerrado en posición contra el techo del túnel para prevenir subsidencias del terreno cuando la TBM este detenido.

La ubicación de la viga principal en la parte alta, proporciona un amplio espacio para el paso de los hombres y materiales por la parte baja. El acceso al techo del túnel para trabajos de soporte de roca es bueno, aunque no como en las tuneleras tipo Kelly. El transportador del desmonte corre por la parte interior de la viga principal e ingresa al centro del cabezal, de donde puede ser retraído para proporcionar acceso y espacio para la limpieza y servicio. Cualquier escombro que cae fuera de la tolva (Hopper) será automáticamente recogido por el paso de las cucharas.Los sistemas eléctricos e hidráulicos están diseñados con 25% de capacidad adicional sobre la velocidad de producción nominal. Esto proporciona margen de seguridad contra las sobrecargas, resultando en larga vida y alta confiabilidad.

EQUIPO OPCIONAL (Optional equipment):

Las máquinas pueden ser suministradas con numerosas opciones: Por ejemplo, una cabina del operador a prueba de sonido, frecuencia variable o accionamiento hidráulico para el control de la velocidad del cabezal, y un transportador invertido. Un sistema de reacción de empuje secundario pude ser instalado en la zapata de soporte. Una viga principal compacta puede ser diseñado para acortar el radio de giro. El equipo de empernado de roca y un anillo instalador pueden ser encajados para proporcionar seguridad al personal y a la máquina igualmente. Los sistemas eléctricos e hidráulicos pueden ser construidos apara una operación segura en ambientes gaseosos.

MAQUINAS TUNELERAS DE DOBLE ESCUDO(DOUBLE SHIELD TBMs)

Una máquina tunelera de doble escudo puede usar su gipper en roca buena. La máquina entonces se convierte casi tan pronto como una tunelera descubierta. Al mismo tiempo, los elementos de revestimiento pueden ser instalados durante la excavación si es necesario. En terreno fracturado e incompetente se mueve hacia delante como una tunelara de simple escudo, transfiriendo las reacciones del empuje y torque al revestimiento. La velocidad de avance pues depende del tiempo que demanda la instalación del revestimiento.

EL DOBLE ESDUDO ORIGINAL:

Robbins diseñó y construyó el primer TBM de doble escudo. El diseño por lo tanto fue innovativo, que otros han intentado copiarlo. En Robbins el desarrollo continuó, sin embargo, nuestro original es hoy mucho más robiusta, máquina fácil de operar. Robbins no tiene mucho record excavación para este tipo de máquina.El doble escudo excava roca dura tan eficientemente como la máquina tunelera descubierta (open TBM). Pero su sistema único de empuje auxiliar, reaccionando fuera del revestimiento del túnel facilita avanzar a través de terreno fracturado.

REVESTIMIENTO DURANTE LA EXCAVACIÓN:

Usando únicamente el sistema de mordazas (grippers), la máquina tunelera de doble escudo se hace independiente del revestimiento del túnel que puede ser colocado durante la excavación. Donde la roca es competente, no necesita revestimiento.Cuando los grippers no pueden ser usado debido a las pésimas condiciones en las paredes del túnel, los cilindros auxiliares de empuje pueden utilizarse para la reacción del empuje y el torque. En este modo sin embargo, el revestimiento no puede ser colocado simultáneamente con la excavación.

DIRECCION DE LA MAQUINA DE DOBLE ESCUDO (Double – mode steering):

Los cilindros principales de empuje están posicionados en un enrejado para formar la conexión entre los escudos frontal y posterior. Estos proporcionan empuje simultáneo, reacción del torque y control de la orientación. Los cilindros de empuje pueden también pueden ser usados para virar el cabezal en una dirección deseada cuando opera en modo doble o simple escudo.

CUALQUIER TIPO DE REVESTIMIENTO (Any type of lining):

El doble escudo de Robbins puede ser diseñado para manipular el tipo de revestimiento prefabricado preferido por el usuario. El instalador de segmentos está ubicado dentro del escudo de cola, así el revestimiento puede ser instalado con seguridad proporcionando el soporte de roca ininterrumpido detrás del escudo.

PRINCIPALES CARACTERISTICAS (Main features):

Los cabezales pueden ser suministrados con cortadores montados en el frente o parte posterior, aunque los de montaje posterior son más comunes. Las cucharas de escombro de bajo perfil proporcionan limpieza eficiente en el frente del cabezal, como los cortadores siempre encuentran roca fresca que cortar, reduciendo efectivamente el desgaste causado por la remolienda.El transportador de escombro entra al centro del cabezal, de donde puede ser retraído para proporcionar acceso y espacio para el cambio de cortadores y servicio.Los sistemas eléctricos e hidráulicos están diseñados con 25% de capacidad adicional sobre la producción nominal de la máquina. Esto proporciona margen de seguridad contra las sobrecargas, resultando en larga vida y alta confiabilidad.El rodaje principal es lubricado por un sistema de circulación de aceite y los sellos (empaques) son lubricados a presión para mantener la suciedad afuera.

EQUIPO OPCIONAL (Optional equipment):

Entre muchas opciones disponibles las máquinas pueden ser suministrados con una cabina del operador a prueba de sonido, frecuencia variable o accionamiento hidráulico para el control de la velocidad del cabezal, y un sistema de guía láser, que puede incluir dirección automática integrada.Los sistemas eléctricos e hidráulicos pueden ser diseñados para operaciones en ambientes gaseosos.Las perforadoras de roca para sondaje e inyección (grouting) delante del cabezal pueden ser incorporados en el diseño de la máquina para la máxima eficiencia.

MAQUINAS TUNELERAS DE SIMPLE ESCUDO (Single shield TBM)

Una máquina tunelera de simple escudo tiene una disposición simple que el de doble escudo, que usa solamente el revestimiento para la propulsión y la reacción del torque. Este tipo por consiguiente es aplicado principalmente en formaciones deleznables donde es requerido el revestimiento.

MAQUINAS TUNELERAS CONFIABLES PARA TERRENO NO CONFIABLE (Reliable TBM for unreliable ground):

Las máquinas tuneleras de simple escudo de Robbins están construidos para roca dura, roca fracturada y no sería erróneo usarlos solamente en terrenos sueltos un escudo un tanto débil, del mismo modo si las condiciones de terreno en tramos es lo indicado. Las TBMs de simple escudo tienen un cabezal robusto, un rodaje principal robusto y los sistemas de motores de accionamiento e hidráulico de la misma capacidad que las TBMs descubiertas.Como el diseño presupone que la roca será demasiado incompetente para usar las mordazas, un escudo simple deriva la reacción de empuje desde el revestimiento. Esto no limita la habilidad de la máquina para atacar (to tackle) roca dura o terreno fracturado en alguna dirección.

ECONOMIA DEL SIMPLE ESCUDO (Single shield economy):

Comparado con un doble escudo, un simple escudo tiene componentes livianos y por consiguiente un precio bajo. Por otro lado, la máquina necesita esperar durante la instalación del revestimiento antes que pueda continuar escavando y por lo tanto será bajo.Como los costos del proyecto en general se incrementan por el lento avance, normalmente hay sólo dos razones para la selección de una TBM simple escudo antes que la de doble escudo. Uno es que el terreno es tan pobre que las ventajas del doble escudo no pueden ser utilizado, mientras que el simple escudo, siendo corto es menos probable a ser oprimido por dicho terreno. La otra razón es la longitud del túnel a excavar, sea demasiado corto que justifique el costo adicional del doble escudo. Robbins calculara la proposición más económica basado sobre los datos del proyecto, ayudando a seleccionar el equipo adecuado.

CUALQUIER TIPO DE REVESTIMIENTO (Any type of lining):

El simple escudo de Robbins puede ser diseñado para manipular cualquier tipo de revestimiento prefabricado. El equipo de izaje y un instalador de segmento accionado hidráulicamente están provistos para la instalación de segmentos bajo la cobertura del escudo de cola.La rápida instalación de los segmentos es un prerrequisito para el tuneleo eficiente. Robbins puede proporcionar equipo de transporte de segmentos y modernizar la logística.

CONTROL DE LA DIRECCION.

Las tuneleras de escudo simple de Robbins están gobernados por un sistema que controla el flujo de aceite a los cilindros de empuje individualmente.

PRINCIPALES CARACTERISTICAS:

Los motores principales y los reductores planetarios de engranaje están montados en conexión directa con el con el engranaje anular de reducción terminal. Las máquinas tuneleras de escudo simple estándar vienen con motores eléctricos refrigerados con agua. El cabezal de frente aplanado (flat-faced) soportará el frente del túnel de algún corrimiento del terreno y liberando de pedrones que pueden bloquear el cabezal.

Las cucharas de escombro de bajo perfil proporcionan limpieza eficiente en el frente del cabezal, como los cortadores siempre encuentran roca fresca que cortar, reducen en forma efectiva el desgaste causado por la remolienda.El transportador de escombro entra al centro del cabezal, de donde puede ser retraído para proporcionar acceso y espacio para el cambio de cortadores y servico.

Los sistemas eléctricos e hidráulicos están diseñados con 25% de capacidad adicional sobre la producción nominal de la máquina. Esto proporciona margen de seguridad contra las sobrecargas, resultando en larga vida y alta confiabilidad.

EQUIPO OPCIONAL (Optional equipment):

Entre muchas opciones disponibles, las máquinas pueden ser suministrados con una cabina del operador a prueba de sonido, frecuencia variable o accionamiento hidráulico para el control de la velocidad del cabezal, y un sistema de guía láser, que puede incluir dirección automática integrada.Los sistemas eléctricos e hidráulicos pueden ser construidos para operaciones en ambientes gaseosos.

ESCUDOS EPB PARA GRANDES FLUJOS DE AGUA(EPB SHIELD FOR LARGE WATER INFLOWS)

Las máquinas tuneleras EPB – EARTH PRESSURE BALANCE – son tuneleras de simple escudo, para aplicar donde son esperados grandes flujos de agua o subsidencia en terreno inestable. Las máquinas tienen que soportar altas presiones de agua y están equipados con un transportador de tornillo en vez de una faja como transportador primario de escombro.

Este tipo de máquina ofrece el mismo diseño robusto y ventajas de una tunelera ordinaria de simple escudo. Pero, incorpora algunas características únicas, soportará la presión de agua hasta 3 bares y está diseñado para ser usado en terrenos muy pobres y con agua, que a menudo es encontrado debajo de las ciudades emplazadas en antiguas deltas de río y cauce de glaciares, el escombro llena el cabezal descubierto y es removido a través del tabique (bulkhead) inmediatamente detrás de la cabeza por medio de un transportador de tornillo (screw conveyor). El mismo escombro forma un tapón dentro del transportador y la presión del terreno circundante es monitoreado y balanceado por el funcionamiento del transportador a una velocidad tal que el cabezal siempre esté lleno de material.

La tierra acondicionado puede ser bombeado a través del cabezal para mantener las propiedades apropiadas del flujo de escombro. En terrenos que contienen pedrones el cabezal que normalmente está equipado con brocas de dragado, pueden también portar cortadores de disco para enfrentarse con duro.

En equipo hibrido EPB-doble escudo fue usado por primera vez en lado francés del Túnel Canal, donde fue esperado grandes flujos de agua. Empleando sellos especialmente diseñados y un descargador de pistón innovador sobre el transportador de tornillo, la máquina tuvo la habilidad para soportar presiones de agua hasta de 10 bares.