Funcionalidad de un vistazo:
La tuneladora Gripper en funcionamiento
Las tuneladoras Gripper de Herrenknecht son una solución probada y eficaz para la rápida excavación mecanizada de túneles en roca dura. Debido al método típico de construcción de túneles sin dovelas, la buena estabilidad de la roca circundante es un requisito para lograr altos avances. Para formaciones geológicas menos estables, se instalan en la tuneladora diversos dispositivos para medidas tempranas de sostenimiento de la roca directamente detrás de la cabeza perforadora.
La roca se asegura mediante arcos y malla de acero, anclajes y hormigón proyectado.
Sin concesiones en roca dura
Cuando se avanza con la tuneladora Gripper-TBM, un cabezal de perforación giratorio equipado con cortadores se presiona contra la frente de excavacion con hasta 32 toneladas de presión por cortador. El movimiento de rodadura de los discos hace que se desprendan de la pared rocosa trozos individuales de roca, las llamadas chips . Los chorros de agua pueden refrigerar las herramientas de corte y reducir la formación de polvo. Los rascadores acoplados a la cabeza de corte recogen los chips de perforación. Al girar la cabeza de corte, se deslizan por los canales integrados hasta el centro de la máquina y caen por el anillo de escombros en forma de embudo hasta la cinta de la máquina. A continuación, los chips de roca se transportan fuera del túnel mediante cintas transportadoras o vehículos de transporte.
Sujeción directamente en la roca
Las tuneladoras Gripper se sujetan firmemente a la pared del túnel previamente excavado antes de cada avance con la ayuda de cilindros hidráulicos extensibles lateralmente. Las placas de agarre externas o zapatas de agarre son el elemento central y epónimo del tipo de máquina. Los cilindros de se apoyan en la unidad de agarre arriostrada y presionan el cabezal de perforación giratorio contra la frente de excavación. Varios escudos parciales extensibles estabilizan la máquina contra las vibraciones durante el proceso de excavación y reducen así el desgaste. El escudo inferior sirve también de zapata deslizante para la tuneladora. Los escudos parciales laterales se presionan contra la roca para estabilizarla. Por encima de esta unidad, un escudo de cresta, a menudo con un techo de listones que se extiende hacia atrás, forma una protección contra la rotura de la roca. Tras perforar una carrera, se interrumpe el avance y se desplaza hacia delante la unidad de apuntalamiento.
Principio de funcionamiento
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Control personalizado
La unidad tensora de los Gripper también se utiliza para controlar la tuneladora. La viga principal deslizante está situada en el centro de la máquina. Se desplaza vertical y horizontalmente mediante cilindros hidráulicos en la zona de la unidad tensora de los Gripper. Esto permite un control preciso. La posición actual de la tuneladora se monitorea permanentemente y, en caso necesario, se ajusta a la ruta especificada.
Los cortadores rompen los chips de la cara debido a la alta presión de contacto.
El rascador, los canales y el anillo de suciedad garantizan la evacuación eficaz de los recortes de perforación a una cinta transportadora central.
Los cilindros hidráulicos de avance se apoyan en los Gripper y empujan el cabezal de excavación hacia delante.
En función de la geología, con anclajes de roca, mallas de refuerzo, arcos de acero y hormigón proyectado.
Aseguramiento sistemático desde el principio
Las tuneladoras Gripper son tuneladoras abiertas y no disponen de un revestimiento de protección cerrado. Por lo tanto, el rendimiento depende del tiempo requerido para las medidas necesarias de sostenimiento de la roca. En formaciones geológicas difíciles, las tuneladoras Gripper de Herrenknecht permiten tomar medidas exhaustivas para el sostenimiento temporal de la roca poco después del cabezal de corte. En la denominada zona de trabajo L1*, el sostenimiento se realiza principalmente mediante anclajes de roca, mallas de acero y arcos de acero. Utilizando equipos de perforación adicionales, es posible avanzar en la exploración y, en caso necesario, en la estabilización de la roca. El agua que escapa de la roca se bombea a través de un sistema de drenaje situado en la zona inferior de la máquina. La sección transversal del túnel excavado se asegura permanentemente con hormigón proyectado en la zona del Back-Up. Allí se instala todo el equipo de suministro necesario. Además de la instalación del hormigón proyectado permanente, a menudo también se incluye la colocación de los característicos Prefabricados de piso.
Los anclajes de roca se instalan según un esquema específico para asegurar contra el derrumbamiento de la roca.
Flexible incluso en montañas de alta presión
Las tuneladoras Gripper de Herrenknecht ofrecen una ventaja especial en comparación con los tipos de escudo cerrado debido a sus escudos parciales. Durante el avance, el diámetro total se reduce hasta 150 milímetros, dependiendo de la máquina, al retraer todos los escudos. Esto permite una reacción flexible ante la roca convergente , incluso en roca de alta presión, y evita que la máquina se atasque. La unidad tensora de los Gripper permite incluso retraer completamente la máquina en caso necesario. Esto permite el acceso directo a la parte delantera del cabezal de perforación.
Los cilindros de celosía inclinados permiten el control directo del cabezal de perforación y contrarrestan el balanceo.
Solución especial para diámetros más pequeños
Las tuneladoras Gripper con diámetros inferiores a 3,8 metros plantean un reto de diseño. Hay que instalar mucha tecnología en un espacio reducido y, al mismo tiempo, proporcionar suficiente espacio de trabajo al personal de la máquina. Los ingenieros de Herrenknecht superaron este reto con las denominadas microgripper gracias a algunas soluciones técnicas especiales. Entre ellas se encuentran la integración de la unidad tensora en la zona de la hoja o el control directo de la máquina mediante los llamados cilindros de celosía, que generan simultáneamente las fuerzas de avance. Gracias a su disposición inclinada, estos cilindros también contrarrestan el balanceo y, junto con estabilizadores frontales más pequeños, reducen las vibraciones que se producen.
Especialistas económicos
Las tuneladoras Gripper son auténticas especialistas en roca dura. En formaciones rocosas estables, alcanzan velocidades de avance muy elevadas con bajos costes de excavación. Esto significa que incluso los tramos de túnel más largos, como el túnel de base San Gotardo, pueden excavarse con rapidez y éxito.
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Bernhard Wienhold
Jefe de División Gestión de Proyectos | Túneles de tráfico
Marcus Lübbers
Jefe de producto | Túneles para servicios públicos
