La tuneladora de escudo simple en aplicación

Las tuneladoras de escudo simple son el tipo de máquina ideal para la excavación de túneles en roca dura y otros suelos estables no acuíferos. Gracias al método típico de excavación de túneles con dovelas o hincado de tubos, se pueden conseguir altas velocidades de avance incluso en formaciones rocosas con una vida útil corta.

Potente avance

En las tuneladoras de escudo simple, un cabezal de perforación giratorio equipado con cortadores se presiona contra la superficie de trabajo con hasta 32 toneladas de presión por cortador. El movimiento de rotacion de los cortadores hace que se desprendan de la pared rocosa trozos individuales de roca, los llamados chips. Los chorros de agua pueden refrigerar los cortadores y reducir la formación de polvo. Los rascadores acoplados a la cabeza de perforación recogen los recortes de perforación. Gracias a la gravedad, la rotación de la cabeza de perforación hace que se deslicen por los canales integrados hasta el centro de la máquina y caigan por el anillo de escombros en forma de embudo hasta la cinta de la máquina. Al final de la cinta de la máquina, los recortes de roca se transfieren a cintas transportadoras o vehículos de transporte y se transportan fuera del túnel.

Control preciso, cambio de herramienta sencillo

El diámetro de perforación es mayor que el diámetro del escudo en las tuneladoras de roca dura. Además, el eje de perforación de la cabeza perforadora está ligeramente desplazado hacia arriba con respecto al eje de la máquina. Este desplazamiento permite dirigir la máquina y evitar que se atasque en la roca. Las placas estabilizadoras hidráulicas integradas en el escudo pueden apuntalarse en el túnel ya perforado. Esto reduce las vibraciones y estabiliza la máquina durante el proceso de perforación.

Para controlar la máquina se utilizan accionamientos fijos con cilindros de control o accionamientos deslizantes con cojinetes esféricos o cilindros de caja de torsión y cilindros deslizantes longitudinales adicionales. Esto permite radios de giro muy cerrados en el avance. En todos los tipos de accionamiento, el cabezal de perforación puede retraerse para acceder directamente a la superficie de trabajo. Esto facilita el cambio de los  cortadores que se desgastan durante el proceso de  excavacion. Otra característica especial afecta a las tuneladoras de escudo simple en la perforación con gatos para tubos: Su cabezal de perforación puede girar en ambas direcciones y contrarresta el riesgo de que la máquina se gire.

Rápido y seguro

El sostenimiento en roca de las tuneladoras de escudo simple se realiza mediante segmentos o  tuberia prefabricada. Esto minimiza la dependencia entre la excavación del túnel y la excavación en formaciones rocosas post-fractura o roca dura con una vida útil corta. La máquina está protegida en todo momento, por lo que no suelen ser necesarias medidas adicionales de sostenimiento de la roca ni los consiguientes retrasos  durante el avance. En máquinas accesibles, es posible ampliar el radio de acción geológico mediante la mejora anticipada del terreno. De este modo, las entradas de agua pueden reducirse a un nivel controlable. Para ello, se construye un cuerpo de inyección adelantado mediante perforaciones de inyección a través de la cabeza de perforación y el escudo delante del frente de trabajo. Los sistemas de drenaje bombean el agua que entra de forma controlada.

Con know-how contra el desgaste

Se requieren fuerzas enormes para la conducción en roca dura en montañas con resistencias puntuales de la roca de hasta 250 megapascales. Sólo con una presión de contacto muy alta los  cortadores agrietan la roca dura. Los chips  grandes permiten sacar conclusiones sobre el avance rápido con una fuerza de presión óptima y un desgaste reducido de los cortadores. Si la presión de contacto es demasiado baja, la roca no se rompe de forma ideal y los cortadores se desgastan más rápido. Por lo tanto, especialmente en el caso de diámetros de perforación más pequeños con una necesidad de espacio limitada para las herramientas de excavación, se requiere una coordinación exacta entre el diseño del cabezal de perforación, el par de torsión y la presión de contacto, teniendo en cuenta la geología prevista. La disposición óptima de los cortadores en el cabezal de perforación y los accionamientos de alto par con elevadas fuerzas de contacto son los factores más importantes para un avance rápido y con poco desgaste en roca dura. Gracias a numerosas referencias de proyectos, Herrenknecht puede recurrir a una riqueza de experiencia única y desarrollar soluciones específicas para cada proyecto.