Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Proses manufaktur

Terowongan

Latar Belakang

Terowongan adalah bagian bawah tanah atau bawah air yang terutama horizontal. Yang berdiameter relatif kecil membawa saluran utilitas atau berfungsi sebagai saluran pipa. Terowongan yang mengangkut orang dengan kereta api atau mobil sering kali terdiri dari dua atau tiga jalur paralel besar untuk lalu lintas arah berlawanan, kendaraan dinas, dan rute keluar darurat.

Terowongan terpanjang di dunia membawa air sejauh 105 mi (170 km) ke Kota New York dari Sungai Delaware. Terowongan pengangkut orang terpanjang adalah Seikan Railroad Tunnel. Ini adalah koneksi kereta api sepanjang 33-mil (53-km), 32-ft (9,7-m) antara dua pulau terbesar di Jepang, Honshu dan Hokkaido.

Salah satu terowongan yang paling dinanti adalah Terowongan Channel. Selesai pada tahun 1994, terowongan ini menghubungkan Inggris Raya ke Eropa melalui tiga terowongan sepanjang 31 mil (50 km) (dua terowongan satu arah dan satu terowongan layanan). Dua puluh tiga mil (37 km) terowongan ini berada di bawah air.

Sejarah

Terowongan digali dengan tangan oleh beberapa peradaban kuno di wilayah India dan Mediterania. Selain alat gali dan gergaji batu tembaga, api terkadang digunakan untuk memanaskan penghalang batu sebelum menyiramnya dengan air untuk memecahkannya. Metode potong dan tutup—menggali parit yang dalam, membangun atap pada ketinggian yang sesuai di dalam parit, dan menutupi parit di atas atap (teknik pembuatan terowongan yang masih digunakan sampai sekarang)—digunakan di Babel 4.000 tahun yang lalu.

Kemajuan pertama di luar penggalian tangan adalah penggunaan bubuk mesiu untuk meledakkan terowongan kanal sepanjang 515 kaki (160 m) di Prancis pada tahun 1681. Dua kemajuan besar berikutnya terjadi sekitar tahun 1850. Nitrogliserin (distabilkan dalam bentuk dinamit) diganti bubuk hitam yang kurang kuat dalam peledakan terowongan. Uap dan udara terkompresi digunakan untuk menggerakkan bor untuk membuat lubang untuk bahan peledak. Mekanisasi ini akhirnya menggantikan proses manual yang dibuat terkenal oleh John Henry, "pria penggerak baja", yang mengayunkan palu luncur 10-lb (4,4 kg) dengan masing-masing tangan selama 12 jam sehari, menumbuk pahat baja sedalam 14 ft (4,2 m) menjadi batuan padat.

Antara tahun 1820 dan 1865, insinyur Inggris Marc Brunel dan James Greathead mengembangkan beberapa model pelindung terowongan yang memungkinkan mereka membangun dua terowongan di bawah Sungai Thames. Sebuah kandang persegi panjang atau melingkar (perisai) dibagi secara horizontal dan vertikal menjadi beberapa kompartemen. Seorang pria yang bekerja di setiap kompartemen dapat memindahkan satu papan pada satu waktu dari muka perisai, menggali ke depan beberapa inci, dan mengganti papan tersebut. Ketika ruang telah digali dari seluruh permukaan depan, perisai didorong ke depan, dan proses penggalian diulang. Pekerja di bagian belakang perisai melapisi terowongan dengan batu bata atau cincin besi cor.

Pada tahun 1873, terowongan Amerika Clinton Haskins mencegah air merembes ke dalam terowongan kereta api yang sedang dibangun di bawah Sungai Hudson dengan mengisinya dengan udara bertekanan. Teknik ini masih digunakan sampai sekarang, meskipun menimbulkan beberapa bahaya. Pekerja harus menghabiskan waktu di ruang dekompresi pada akhir shift mereka—persyaratan yang membatasi pintu keluar darurat dari terowongan. Tekanan di dalam terowongan harus seimbang dengan hati-hati dengan tekanan tanah dan air di sekitarnya; ketidakseimbangan menyebabkan terowongan runtuh atau meledak (yang kemudian memungkinkan banjir).

Tanah lunak rentan runtuh dan dapat menyumbat peralatan penggalian. Salah satu cara untuk menstabilkan tanah adalah dengan membekukannya dengan mensirkulasikan cairan pendingin melalui pipa-pipa yang ditanam secara berkala di seluruh area. Teknik ini telah digunakan di Amerika Serikat sejak awal 1900-an. Teknik stabilisasi dan waterproofing lainnya—yang banyak digunakan sejak 1970-an—adalah menyuntikkan nat (zat pengikat cair) ke dalam tanah atau batuan retak di sekitar rute terowongan.

Shotcrete adalah beton cair yang disemprotkan ke permukaan. Diciptakan pada tahun 1907, telah digunakan baik sebagai lapisan awal dan lapisan akhir untuk terowongan sejak tahun 1920-an.

Pada tahun 1931, jumbo pengeboran pertama dirancang untuk menggali terowongan yang akan mengalihkan Sungai Colorado di sekitar lokasi konstruksi untuk Bendungan Hoover. Jumbo ini terdiri dari 24-30 bor pneumatik yang dipasang pada kerangka yang dilas ke dasar truk. Jumbo modern memungkinkan satu operator untuk mengontrol beberapa bor yang dipasang pada lengan yang dikontrol secara hidraulik. Pada tahun 1954, saat membangun terowongan pengalihan untuk pembangunan bendungan di South Dakota, James Robbins menemukan mesin bor terowongan (TBM), perangkat silinder dengan kepala penggali atau pemotong yang dipasang pada permukaan depan yang berputar yang menggiling batu dan tanah sebagai mesin. merayap ke depan. TBM modern disesuaikan untuk setiap proyek dengan mencocokkan jenis dan susunan kepala pemotongan dengan geologi lokasi; juga, diameter TBM harus sama dengan diameter terowongan yang dirancang (termasuk lapisannya).

Bahan Baku

Bahan yang digunakan dalam terowongan bervariasi dengan desain dan metode konstruksi yang dipilih untuk setiap proyek. Nat yang digunakan untuk menstabilkan tanah atau mengisi rongga di belakang lapisan terowongan dapat mengandung berbagai bahan, termasuk natrium silikat, kapur, asap silika, semen, dan bentonit (tanah liat vulkanik yang sangat menyerap). Bubur bentonit-dan-air juga digunakan sebagai media suspensi dan transportasi untuk kotoran (puing-puing yang digali dari terowongan) dan sebagai pelumas untuk benda-benda yang didorong melalui terowongan (misalnya, TBM, perisai). Air digunakan untuk mengontrol debu selama pengeboran dan setelah peledakan, yang sering dilakukan dengan bahan peledak gelatin dengan titik beku rendah. Air-dan-garam air garam atau nitrogen cair adalah pendingin umum untuk menstabilkan tanah lunak dengan pembekuan. Bahan pelapis modern yang paling umum, beton yang diperkuat dengan baja atau serat, dapat disemprotkan, dicor di tempat, atau dibuat di panel.

Pilihan metode

Metode konstruksi terowongan ditentukan oleh beberapa faktor, termasuk geologi, biaya, dan potensi gangguan aktivitas lainnya. Metode yang berbeda dapat digunakan pada terowongan individu yang merupakan bagian dari proyek yang lebih besar yang sama; misalnya, empat metode terpisah sedang digunakan pada sebagian proyek Central Artery/Tunnel Boston.

Proses Pembuatan

Mempersiapkan

Menambang

Lapisan akhir

Produk Sampingan/Limbah

Terkadang tanah yang diambil dari terowongan dibuang begitu saja ke tempat pembuangan sampah. Dalam kasus lain, bagaimanapun, itu menjadi bahan baku untuk proyek lain. Misalnya, dapat digunakan untuk membentuk jalur dasar untuk jalan pendekat atau untuk membuat tanggul jalan untuk bahu jalan yang lebih lebar atau pengendalian erosi.

Kontrol Kualitas

Selain menjaga stabilitas tanah di sekitar terowongan dan memastikan integritas struktural dari lapisan terowongan, keselarasan yang tepat dari jalur penggalian harus dicapai. Dua alat yang berharga adalah sensor sistem penentuan posisi global (GPS) yang menerima data lokasi yang tepat melalui sinyal satelit dan sistem panduan yang memproyeksikan dan mendeteksi sinar laser di dalam terowongan.

Masa Depan

Metode eksplorasi, bahan, dan mesin adalah area yang memungkinkan untuk ditingkatkan. Gelombang suara yang ditransmisikan melalui bumi sekarang dapat menghasilkan pemindaian CAT virtual dari jalur terowongan, mengurangi kebutuhan untuk mengebor sampel inti dan terowongan pilot. Beberapa contoh penelitian material melibatkan alat potong yang lebih efektif dan tahan lama, beton dengan tingkat pengerasan yang lebih terkontrol dengan tepat, dan proses yang lebih baik untuk memodifikasi tanah agar lebih mudah dipotong, digali, atau dibuang. Perkembangan terbaru dalam teknologi alat berat mencakup TBM berkepala banyak yang dapat membuat dua atau tiga terowongan paralel secara bersamaan dan TBM yang dapat berbelok ke sudut hingga 90° saat memotong. Kemampuan kendali jarak jauh yang lebih baik untuk mesin penggali akan meningkatkan keselamatan dengan mengurangi jumlah waktu yang dibutuhkan orang untuk berada di bawah tanah selama proses penggalian.


Proses manufaktur

  1. Apa itu Mesin VMC?
  2. Panduan untuk Penandaan Laser Aluminium
  3. Pengelasan MIG vs Pengelasan TIG
  4. Panduan untuk Penandaan Laser
  5. Pertimbangan untuk Mesin Swiss Produksi Tinggi
  6. Panduan untuk Pembuatan Prototipe CNC
  7. Memahami Proses Pembuatan Poros
  8. Apa itu Pasif Stainless Steel?
  9. Terowongan
  10. Makanan untuk dipikirkan:Hindari penglihatan terowongan di pabrik