نشست هیات مدیره انجمن تونل ایران با مدیران شرکت CREG

روز سه شنبه 2 آذر 1395 جلسه‌ای با حضور اعضای هیات مدیره انجمن تونل آقایان مهندس مظفری (رئیس هیات مدیره)، دکتر هاشمی (نایب رئیس هیات مدیره) و دکتر قارونی نیک، مهندس کریمی و دکتر حسن‌پور (اعضای هیات مدیره) و مدیران شرکت CREG :  Mr. Xiaobo Wu, Mr. Manfred Voerckeو آقای رشیدپور، و همکارانشان از شرکت NHI در دفتر انجمن برگزار شد.

در این جلسه ابتدا مهندس مظفری به معرفی فعالیت‌های علمی و پژوهشی انجمن تونل و صنعت تونلسازی در ایران نمود. سپس مدیرعامل شرکت CREG و مدیران شرکت  NHIتوضیحاتی به اعضاء ارائه دادند و راهکارهای انجام پروژه‌های تونلسازی با پیمانکاران داخلی را مورد بحث و بررسی قرار دادند. مشروح گزارش نشست و توضیحات ارایه شده به شرح ذیل می باشد.

تاریخچه کوتاهی از فعالیت های شرکت" CREG "در کشور چین و جهان

شرکت CREG یکی از 50 شرکت زیر مجموعه های گروه بزرگ china railway engineering corporation)) که با کلمه اختصاری CREC"" در کشور چین میباشد.

هم اکنون این گروه عظیم صنعتی و پیمانکاری با بیش از 300000 نفر پرسنل متخصص و گردش مالی 5/95 بیلیون دلاری در سال 2015 مقام هفتاد ویکم را در بین 500 شرکت برتر جهان در اختیار دارد. لازم به ذکر است که مجموعه فعالیت های این گروه صنعتی و پیمانکاری در بخشهای ذیل خلاصه گردیده است:

1- گروه مهندسی و محاسبات 

2- گروه طراحی و تولید 

3- گروه حفاری تونل و ساخت تجهیزات مربوط TBM))

4- گروه تولیدات منابع معدنی 

5- گروه مالی و سرمایه گذاری

شرکت "CREG" فعالیتهای اولیه خود را در زمینه ساخت انواع تونلهای ریلی و راه با روشهای سنتی conventional    آغاز نمود و پس از کسب سالها تجربه در امر تونل سازی، در سال 1997 با خرید دودستگاه TBM از شرکت WIRTH آلمان عملاً فعالیت های تونل سازی خود را به صورت مکانیزه و مدرن ارتقاء داد.

در سال 2013 شرکت CREG موفق به خرید تکنولوژی کامل طراحی و ساخت دستگاه هایTBM  از  شرکت WIRTH آلمان جهت تولید انواع دستگاههای TBM، دستگاههای HARD ROCK-TBM،

EPB-TBM، Slurry- TBM و RECTANGULAR-TBM برای اقطار 3 تا 15 متر گردیده که یک موفقیت بزرگ بین المللی برای این شرکت محسوب میشود. ضمناً این شرکت تکنولوژی طراحی و ساخت انواع دستگاههای SHAFT BORING""  شرکت WIRTH را نیز در اختیار دارد.

 از تاریخ فوق الذکر نام شرکت CREG با شرکتWIRTH""آلمان ادغام ودر شرایط فعلی به صورت  

  CREG-WIRTH فعالیت خود را پیگیری می نماید.

 امروزه شرکت  CREG-WIRTHبا در اختیار داشتن 9 شرکت جانبی و 12 مکان ساخت قادر است انواع دستگاه های TBM را متناسب با هر نوع شرایط زمین در سالن های عظیم و در 33 خط مونتاژ در دست ساخت 

داشته باشد. این ظرفیت تولید توان کارخانجات  CREG-WIRTHرا برای طراحی و ساخت 150 دستگاهTBM  در سال افزایش داده است. 

جدول زیر رشد چشمگیرطراحی و  ساخت دستگاه های" "TBM این شرکت را در فاصله زمانی سالهای 2010 تا 2016 نشان میدهد.

ضمناً با عنایت به اینکه طراحی و ساخت انواع تیغه های برشی (cutter discs)   دستگاه های "TBM" از تکنولوژی بالا و پیچیده ای برخورداراست، شرکتCREG-WIRTH  در راستای تحولات تکنیکی و افزایش توان فنی، طراحی و ساخت این گونه ابزار برشی را با استمداد از تکنولوؤی پیشرفته شرکتWIRTH""آلمان در برنامه های جدید قرار داده است.

یکی از محصولات این شرکت که مورد بحث اعضاء هیئت مدیره انجمن قرار گرفت دستگاههای حفاری با مقاطع مستطیلی و مربعی بود که برای حفاری زیر گذرهای ترافیکی شهر تهران می تواند مفید باشد. از اینرو  هماهنگی لازم برای ارایه این محصول به مسئولین مدیریت شهری تهران صورت گرفت و اطلاعات اولیه حاکی از استقبال موضوع از طرف آنها می باشد. گزارش زیر که توسط آقای مهندس منوچهر شاه علی تهیه شده است در رابطه با تنوع و کاربرد این دستگاهها در صنعت تونل می باشد.

دستگاههای جدید حفاری تونلهای تمام مقطع جهت حفاری مقاطع غیردایره ای

"Rectangular TBM"

هر چند فلسفه طراحی و ساخت دستگاههای حفر تونل با مقاطع غیر دایره ای ( (Rectangular موضوع جدیدی در این صنعت محسوب نمی شود ولی تا کنون از توان دستگاههای TBM فقط با مقاطع دایره ای در اقطار مختلف و برای لایه های مختلف زمین استفاده گردیده است، اما معضلات شهرهای بزرگ و پرجمعیت، در امور ترافیکی، خطوط لوله های آب و فاضلاب، مصائب دکلهای برق و کابلهای تلفن و گاز بحدی پیچیده و آزاردهنده گردیده اند که استفاده از فضاهای زیرزمینی جهت احداث تونلهای ترافیکی ریلی و جاده ای، تونلهای آب و فاضلاب، تونلهای سرویس جهت کابل گذاری، لوله گذاری، تهویه تأسیسات زیرزمینی .... لزوم استفاده از دستگاههای مدرن جهت حفاری و تجهیز تونل ها با سطح مقطع غیر دایره ای را بعلت سرعت بسیار بالا و ایمنی فراوان اجتناب ناپذیر نموده است.

با عنایت به اینکه حفاری تونلها با دستگاههای " TBM " و با مقطع دایره ای پاسخگوی کلیه نیازمندیهای پروژه های زیرزمینی نمی باشد و مهندسین مشاور و طراحان تونل بر حسب نوع کاربری تونلها به حفاری تونلهائی با مقاطع غیر دایره ای هم به لحاظ ابعاد اقتصادی پروژه ها و هم بر اساس استفاده بهینه از مقاطع داخلی تونلهای نیازمند می باشند،  بهمین دلیل در چند سال اخیر تعداد اندکی از طراحان و سازندگان اینگونه ماشین آلات حفاری گامهای جدیدی در طراحی و ساخت دستگاههای تمام مقطع با سطح مقطع غیر دایره ای برداشته و نتایج مثبتی از آزمایشهای اولیه دستگاهها بدست آورده اند.

بدیهی است طراحی و ساخت اینگونه ماشین آلات حفر تونل نیز مانند سایر دستگاههای TBM  بایستی متناسب با شرایط لایه بندی زمین وساختار سختی سنگهای  مسیر تونلهای طراحی شده باشند. در اینجا از دو نمونه دستگاه که تا کنون برای حفاری مقاطع غیر دایره ای  طراحی و ساخته شده و مورد استفاده آزمایشی قرار گرفته اند نام برده میشود:

- طراحی و ساخت دستگاه TBM  جدید برای حفاری تونلها با مقاطع غیر دایره ای در لایه های سخت سنگی.

- طراحی و ساخت دستگاه TBM جدید برای حفاری تونلها با مقاطع غیر دایره ای در لایه های نیمه سخت وآبرفتی با دانه بندی ریز.

الف- در سالهای گذشته شرکت WIRTH آلمان برای طراحی و ساخت یک دستگاه TBM جهت  حفاری تونلهای معدنی با سطح مقطع چند وجهی ( Polygon) سفارشی از کشور کانادا دریافت نمود و برای اولین بار در جهان اقدام به طراحی و ساخت نوع خاصی از دستگاههای TBM نموده که ذیلاً تصویری از ساختمان تکنیکی این دستگاه مدرن به همراه تصاویر از مقاطع قابل حفاری و عملکرد تیغه های برشی بر روی سینه کار تونل را ملاحظه میفرمائید.

همانگونه که در تصویر فوق ملاحظه میگردد، ساختمان تکنیکی این دستگاه حفاری ترکیبی از ساختمان یک دستگاه رودهدر (Road Header ) و یک دستگاه TBM میباشد. 

بدین ترتیب که دستگاه بر روی یک شاسی مجهز به چرخ زنجیری متحرک (Crawler Wheel) شبیه دستگاههای رودهدر قرار داده شد و صفحه دورانی و کاتر هد (Cutter Head ) آن شبیه کاترهد دستگاهها TBM دایره ای با دورانی 360 درجه میباشد با این تفاوت که بر روی سطح کاتر هد دستگاه هیچگونه دیسک برشی (Cutter Disc) نصب نشد و در عوض بر روی صفحه کاترهد چهار بازوی هیدرولیکی (Hydroulic Arms ) با ترکیبی خاص نصب گردیده که در انتهای هر یک از بازوهای هیدرولیکی یک تیغه برش( Cutter Disc) بسیار سخت و برنده قرار داده شده اند که قادرند سنگهای سینه کار تا مقاومت فشاری 200 مگا پاسگال را حفاری نماید. لازم به توضیح است که سیستم حرکتی بازوها (Arms) بر روی سینه کار تونل متناسب با سطح مقطع برنامه ریزی شده در کامپیوتر مرکزی دستگاه خواهد بود. بدین ترتیب که تیغه های برشی نصب شده بر لبه بازوهای هیدرولیکی همزمان با دوران 360 درجه ای کاترهد، برش سنگ بر روی سینه کار را آغاز و ابتدا سطح مقطع را بصورت دایره ای حفاری و در مرحله خاصی از محیط دایره انتهائی و به تناسب شکل سطح مقطع برنامه ریزی شده بازوها بطور انفرادی و متناوب بازو بسته شده و در نتیجه شکل سطح مقطع دایره ای را به شکل غیر دایره ای تبدیل می نمایند.

بدیهی است امکان برنامه ریزی برای حفاری تونل با سطح مقطع دایره ای، چند وجهی و مربع یا مستطیل با این دستگاه وجود دارد.

در این دستگاه، باطله های حفاری Cuttings Chips)) بصورت قطعات کوچک از سینه کار جدا و به کف تونل سقوط و توسط یک سینی جمع آوری فولادی بزرگ Apron"" که در جلو دستگاه نصب گردیده و دو صفحه دوار در وسط آن در حرکت هستند باطله های حفاری را جمع آوری وآنها را بر روی نوار نقاله زنجیری هدایت و به خارج از تونل منتقل می نمایند..

نیروی محرکه اولیه این دستگاه برق فشار قوی است که عامل حرکت الکتروموتورهای دستگاه ونهایتاً پمپهای هیدرولیک می گردد که در نتیجه روغن تحت فشار به هیدروموتورها منتقل و حرکت دورانی کاترهد را از طریق گیربکس (Gear box) تاًمین مینماید. در این عملیات بازوهای دستگاه توسط سیلندرهای هیدرولیکی حرکات ضروری و برنامه ریزی شده را برای برش سنگ با مقطع تعیین شده انجام میدهند.  

بدیهی است حرکت رو به جلو دستگاه متناسب با مقدار حفاری شده توسط چرخ زنجیر انجام می گردد.

ب- نوع جدید دیگری از این دستگاهها برای حفاری در زمینهای آبرفتی با دانه بندی ریز و نیمه سخت طراحی و ساخته شده اند که ساختمان تکنیکی و عمل کرد آنها شباهت فراوانی با دستگاههای

 ) Shield TBM ) داشته و تفاوت عمده ظاهری آنها اولاً مربوط شکل سطح مقطع پوسته خارجی

 ( Shield ) آنها میباشد که بجای مقطع دایره ای از مقطع مستطیلی یا مربعی و یا چند وجهی Rectangular استفاده شد و ثانیاً در شکل کاترهد آن می باشد که بجای کاترهد دایره ای شکل یکپارچه و بزرگ (Single Circle Cutter head ) از چندین کاتر هد کوچک Multi Circle Cutter Head)  ) که در کنار هم طراحی و هم پوشی داده شده اند تشکیل گردیده اند.

بدیهی است هر یک از کاترهدها بطور مستقل حرکت دورانی 360 درجه داشته و سینه کار را با یک هم پوشی کامل و با شکل سطح مقطع از قبل برنامه ریزی شده حفاری می نمایند.

سیستم انتقال باطله های حفاری در این دستگاهها معمولاً بصورت دوغابی (Slurry System )  و یا نوار نقاله ای( System Conveyor Belt ) در نظر گرفته می شود.

نیروی محرکه اولیه این دستگاهها برق فشارقوی و نیرو محرکه کاترهد ها هیدرولیکی طراحی و ساخته شده اند.

در تصاویر ذیل چند نمونه از این دستگاهها که با سطوح مختلف طراحی و ساخته شده اند نمایش داده شده است.