Tarcza TBM Anna nie zatrzymuje się.
Ta ogromna maszyna wydrążyła już niemal kilometr tunelu metra i wyłożyła go betonowymi pierścieniami od Karolina – w kierunku stacji Chrzanów. W najbliższych dniach w podobną drogę ruszy jej bliźniacza koleżanka – tarcza Krystyna.
Tarcza TBM Anna to prawdziwy kolos. Sama głowica skrawająca waży 55 ton, a cała maszyna około 600 ton. Długość warszawskich maszyn to 97 metrów, z czego 12 metrów to sama głowica. Tarcza skrawająca ma średnicę 6,26 metra.
To wielkie, podziemne „wiertło” na przełomie września i października dotrze do stacji C2 Chrzanów. Tuż przed przebiciem się przez ścianę szczelinową przyszłej stacji, tarcza zatrzyma się w specjalnie przygotowanym bloku (tzw. plug-in) z gruntu zagęszczonego mieszanką cementową. W tym czasie personel odpowiedzialny za drążenie rozpocznie prace drugą z tarcz, czyli Krystyną. Samo przebicie na stację Chrzanów TBM Anna wykona w trakcie postoju technicznego tarczy Krystyna. Podczas takiego zatrzymania wykonywane są m.in. wydłużenia taśmociągów przenoszących urobek. Po przebiciu do wnętrza stacji Chrzanów TBM Anna przejdzie przegląd, zostanie przesunięta przez całą długość stacji i poczeka tam na swoją koleżankę – aż do czasu gdy Krystyna dotrze do stacji Chrzanów. Potem maszyny ruszą w kierunku stacji Lazurowa.
Dwa obroty na minutę
Linię M2 w Warszawie drążyły cztery tarcze TBM niemieckiej firmy Herrenknecht AG – Maria i Elisabetta oraz – pracujące na bemowskim odcinku linii M2 – Anna i Krystyna. Wybór technologii TBM (Tunnel Boring Machine), która wykorzystuje maszynę jednocześnie drążącą i układającą kolejne pierścienie tunelu, podyktowany jest m.in. bardzo niskim ryzykiem osiadania gruntu.
Tarcza utrzymuje stateczność tzw. przodka oraz nie dopuszcza, żeby ziemia i wody gruntowe dostały do wnętrza budowanego tunelu. W dodatku TBM może drążyć podziemne tunele również pod wrażliwą na ruchy ziemi infrastrukturą przemysłową i mieszkaniową.
Tarcze TBM działają w technice Earth Pressure Balance (równoważenie ciśnienia gruntu). Składa się ona z dwóch faz: drążenia tunelu oraz układania jego obudowy. TBM drąży tunel za pomocą obracającej się 2 razy na minutę przedniej tarczy skrawającej, która jest przesuwana do przodu przez siłowniki hydrauliczne. Nacisk tarczy na grunt to 3,5 bar.
Ostrza, noże i dyski tnące znajdujące się na tarczy drążącej są wykonane ze stali o bardzo wysokiej wytrzymałości, dzięki czemu mogą rozdrabniać każdy napotkany materiał. Za pomocą dysz umieszczonych w przedniej części tarczy maszyna może również wstrzykiwać w grunt wodę, utwardzacze, pianę lub beton, które w zależności od charakterystyki gruntu zmiękczają go lub zagęszczają.
Najpierw drąży, potem układa
A co dzieje się z materiałem z odwiertu? Urobek skrawany przez tarczę transportowany jest za pomocą przenośnika ślimakowego na taśmociągi, skąd dociera do zbiornika w korpusie stacji. Następnie tarcza drążąca i przenośnik ślimakowy zatrzymują się, a uruchamia się moduł układający pierścień tunelu.
Pierścień składa się 5 elementów oraz tzw. klinu, który jest mocowany jako ostatni i nadaje konstrukcji szczelność oraz usztywnia tunel.
Po ułożeniu pierścienia maszyna odpycha się od niego i rozpoczyna drążenie kolejnego odcinka. Dzięki osłonom wnętrze tarczy jest całkowicie szczelne i bezpieczne.
Sterowanie Anną (a za chwilę również Krystyną) odbywa się na mostku dowodzenia, gdzie są zbierane i analizowane wszystkie dane i parametry pracy tarczy. Szybkość drążenia tunelu przez TBM to około 15-20 m na dobę.
Zużycie prądu jak w miasteczku
Tarcza TBM zużywa 2,5 MW/h, czyli tyle energii ile w tym samym czasie potrzebuje 15-tysięczne miasto. Główny napęd tego ogromnego „wiertła” to napęd hydrauliczny w postaci 16 par siłowników. Moc zainstalowana to 1200 kW.
Maszyna jest także wyposażona w czujniki: sześć sensorów z przodu tarczy, dwa sensory u szczytu tarczy, dwa sensory w środku, dwa sensory u dołu tarczy. Rejestrują one takie parametry jak: moment skręcający głowicy skrawającej, siła naporu siłowników, szybkość przesuwania się TBM, ciśnienie w komorze roboczej, objętość piany w komorze roboczej i zaprawy cementowej „wstrzykiwanej” za obudowę.
Ludzie i maszyny
Tarcza po uruchomieniu nie zatrzymuje się – pracuje 24h na dobę. Jedynym powodem zatrzymania pracy może być problem z napotkanym podłożem, awaria maszyny lub wymiana ostrzy tnących.
Tarcza jest w pełni zmechanizowana, jednak jej pracę musi nadzorować personel – cztery brygady po 12 pracowników. Razem to 48 osób (cztery zmiany na dobę).
Postęp drążenia tarcz TBM jest aktualizowany w każdą środę na stronie internetowej Metra Warszawskiego. Do dzisiejszego poranka TBM Anna wykonała 922 metru tunelu za stacją C1 Karolin i ułożyła 610 pierścieni obudowy.