Çin, yer altındaki değişken kaya yapılarında çalışmak üzere geliştirilen yeni nesil kazı sistemiyle tünel teknolojilerinde önemli bir adım attı. Çinli araştırmacılar, klasik tünel açma makinesi ile kontrollü patlatma yöntemini aynı platformda birleştiren dünyanın ilk delme ve patlatma makinesini geliştirdiklerini duyurdu. İlk saha uygulaması hidroelektrik santral projesinde gerçekleştirilecek sistemin, büyük altyapı yatırımlarında kazı süresini kısaltması ile iş güvenliğini artırması hedefleniyor.
Yeni Sistem Değişen Kaya Yapısına Göre Çalışma Şeklini Kendisi Belirliyor
Wuhan’daki China Railway Science & Industry Group (CRSIC) tesislerinde üretim hattından indirilen Xianglong isimli makine yaklaşık 70 metre uzunluğa, 400 ton ağırlığa sahip bulunuyor. Tsinghua Üniversitesi ile CRSIC mühendislerinin ortak çalışması sonucu geliştirilen sistem, 4,55 metre çapındaki tünellerde görev yapacak şekilde tasarlandı.
Makinenin en önemli farkı, aynı kazı sırasında farklı yöntemlere geçiş yapabilmesi oldu. Kaya yapısının sertliği veya zemindeki ani değişimler algılandığında sistem, tam kesitli kazı, kontrollü patlatma ya da iki yöntemin birlikte kullanıldığı çalışma modlarından uygun olanını seçebiliyor. Böylece proje boyunca farklı makinelerin sahaya taşınmasına gerek kalmadan kazı işlemi sürdürülebiliyor.
Büyük tünel projelerinde kaya patlamaları, yer altı suyu girişleri, çamur akışları ile deformasyona açık kayaçlar en büyük operasyonel riskler arasında bulunuyor. Geleneksel delme ve patlatma yöntemi yüksek güvenlik hazırlıkları gerektirirken klasik TBM sistemleri de ani zemin değişimlerinde verim kaybı yaşayabiliyor.
Yeni geliştirilen platform, bu iki farklı yöntemin güçlü yönlerini tek makinede bir araya getiriyor. Merkezde yer alan içi boş kesici kafa tasarımı sayesinde operatörler kazı tekniğini değiştirirken ekipman sökme veya yeni makine kurma işlemleriyle zaman kaybetmiyor. Tsinghua Üniversitesi Hidrobilim ve Mühendislik Devlet Anahtar Laboratuvarı araştırmacılarından Qin Pengxiang, laboratuvar testlerinde sistemin klasik çözümlere kıyasla kazı verimliliğini yüzde 30 artırdığını açıkladı.
Makinenin tasarımında güvenlik odaklı çok sayıda yeni teknoloji de kullanıldı. Geri çekilebilir yan kesiciler farklı tünel genişliklerine uyum sağlayabilirken teleskopik kuyruk kalkanı değişken çaplı kaplama segmentlerinin uygulanmasına imkân tanıyor. Patlatma sırasında kritik bileşenleri koruyan özel koruma sistemi ile kazı malzemesini ve inşaat agregalarını ayrı taşıyan çift konveyör yapısı da operasyon verimliliğini destekleyen unsurlar arasında yer alıyor.
Çinli yetkililer, makinenin tüm temel bileşenlerinin yerli mühendislik çalışmalarıyla geliştirildiğini belirtiyor. İlk saha denemeleri pompaj depolamalı bir hidroelektrik santralinin tünel inşaatında gerçekleştirilecek. Testlerden elde edilecek verilerin ardından sistemin demiryolu, karayolu, enerji ile su altyapısı projelerinde daha geniş ölçekte kullanılmasının önü açılabilir.
