ارتباط علوم زمين‌شناسي و مهندسي مكانيك در افزايش بهره‌وري ماشين‌هاي حفار تمام مقطع

Relationship of Geosciences and Mechanical Engineering in Increasing the Productivity of Tunnel Boring Machines

در محيطهاي دانشگاهي و صنعتي ايران، شناخت چنداني از ارتباط علم زمينشناسي با شاخههاي فني مكانيك و الكترونيك وجود ندارد. چنين مفاهيمي، در سرفصلهاي دروس آموزش عالي ايران تبيين نشده است و تقريباً هيچگونه منبع پژوهشي به زبان فارسي در اين زمينه منتشر نشده است. پيشينة حوزههاي مطالعاتي مشترك مابين مهندسين مكانيك با متخصصين علوم زمين را ميتوان در شروع مباحث ترامكانيك (Terramechanics) دانست. در اين پژوهش با تشريح تجربيات حفاري مكانيزه در تونل بازيدراز، به ضرورت آغاز مطالعات بينرشتهاي دانشآموختگان زمينشناسي با مهندسين مكانيك در آموزش عالي و صنايع كشور پرداخته ميشود. در مقاله حاضر با تحليل پارامترهاي عملياتي دستگاه حفار و بررسي شرايط زمينشناسي در پروژه تونل بازيدراز به چگونگي اعمال تغييرات در ساختار دستگاه تيبيام پرداخته ميشود. نتايج نشان ميدهد در اين پروژه جهت سازگار نمودن ويژگيهاي دستگاه با شرايط زمينشناسي مسير، مجموعهاي از اصلاحات مكانيكي از جمله: حذف جك شمارة 26 تراست، تعبيه 9 عدد چال گمانه پيشرو در نيمكره پايين سپر دستگاه، حذف تمام جكهاي مفصلي پسيو دستگاه (به تعداد 16 جك)، تغيير آرايش ابزارهاي برشي كله‌حفار و ساخت 7 عدد مبدل گيربكس براي افزايش سرعت چرخش كلهحفار، اجتناب ناپذير بوده است

In the academic and industrial environments of Iran, there is little understanding of the relationship between geological science and technical branches of mechanics and electronics. Such concepts are not explained in Iran's higher education curriculum, and almost no source of research has been published in Persian. The history of collaborative studies between mechanical engineers and geoscientists can be considered at the onset of the topics of the Terramechanics. In this research, by studying the excavation conditions in Bazideraz tunnel, the necessity of initiation of interdisciplinary studies of geology graduates with the mechanical engineers in higher education and industries of the country is discussed. In this paper, with the analysis of the operational parameters of the TBM and the study of geological conditions, discusses how to change the structure of the TBM. The results show that in this project, in order to adapt the structure of the machine to the geological conditions of the route, a series of structural reforms including the removal of 26 thrust jacks, the installation of 9 probe drilling holes in the shield, the removal of all passive articulation cylinders (16 jacks), a change in the arrangement of the disc cutters, and the construction of 7 gearbox converters to increase the rotary speed of the cutterhead, inevitable.