잭킹 파이프 및 파이프 스트링: 성공적인 곡선형 마이크로터널의 핵심 요소 — TBM: Tunnel Business Magazine

마이크로터널링 작업의 원하는 결과는 정확하고 완벽하게 설치된 파이프라인입니다. 이상적으로는 잭형 파이프가 운반 파이프 역할도 하여 추가 파이프의 값비싼 슬립라이닝을 방지합니다. 소유자가 마이크로터널을 운영할 때 얻을 수 있는 가장 큰 이점은 샤프트당 파이프라인이 가장 길다는 것입니다. 일단 시스템이 작동되면 추가 피트를 잭할 때마다 선형 피트당 비용이 떨어집니다. 곡선 정렬을 통해 장애물과 중간 샤프트를 피하여 주행 길이를 연장할 수 있습니다. 그러나 설치된 파이프의 완벽한 품질을 보장하려면 재킹 파이프 및 파이프 스트링과 관련된 몇 가지 주요 측면을 염두에 두어야 합니다.

오늘날 마이크로 터널링의 촘촘한 곡선은 대부분의 경우 철근 콘크리트 또는 폴리머 콘크리트와 같이 관절형 조인트가 있는 단단하고 두꺼운 벽의 재킹 파이프를 통해서만 가능합니다. 곡선 정렬에서는 재료의 강성으로 인해 편향이 파이프 조인트에 집중됩니다.

그림 1: 2,000mm ID 재킹 파이프에 설치된 JC260 유압 조인트.

효율적인 작업을 위해서는 허용 가능한 높은 재킹 힘이 필수적이며 특히 일이 계획대로 정확하게 진행되지 않는 경우 일부 예비력이 바람직하며 위험 관리의 일부가 되어야 합니다. 최고의 지질공학 조사를 실시하더라도 모든 형태의 터널링에는 항상 놀라움이 수반됩니다.

결과적으로 연결 조인트에서 파이프에서 파이프로 잭킹 힘을 안전하게 전달하는 것이 핵심 측면이며 파이프를 손상시키지 않고 허용되는 잭킹 힘을 이해하는 데 필요합니다.

관절형 조인트에서 허용되는 재킹 힘을 결정하는 것은 압력 전달 링의 재료 거동에 직접적으로 좌우됩니다. 따라서 예측 가능한 재료 거동은 신뢰할 수 있는 계산의 핵심입니다.

기존 목재 압력 전달 링의 경우, 연결 조인트 외부의 조인트 틈과 점 하중, 내부의 예측할 수 없는 응력 피크는 예측하기 어려운 재료 거동으로 인해 피할 수 없는 결과입니다(그림 2).

그림 2: 목재 압력 전달 링을 사용한 응력 분포 및 편심 하중.

유압 조인트(그림 1) 또는 EDAR과 같은 엔지니어링된 압력 전달 링은 큰 관절 각도를 경험하는 경우에도 응력 피크 없이 전면 압력 전달을 제공할 수 있으며 고유한 특성으로 인해 파이프에 작용하는 응력을 완벽하게 이해할 수 있습니다. 예측 가능한 기계적 동작(그림 3)

그림 3: 유압 조인트를 사용한 응력 분포 및 편심 하중.

관절형 조인트를 통해 하중을 전달하면 항상 파이프에 편심 하중이 발생합니다. 엔지니어링된 압력 전달 링은 치수에 따라 편심률을 줄이지만 개별 파이프에 대한 전반적인 영향은 여전히 ​​관찰할 수 있으며 고려해야 합니다. 편심 축 하중은 재킹 파이프에 작용하는 측면 힘과 균형을 이루므로 손상 위험이 크게 증가합니다.

관련 편심은 단일 조인트의 관절에서 비롯될 뿐만 아니라 파이프 전면과 후면 끝의 조인트 관절 각도가 다르기 때문에 발생합니다(그림 2 및 그림 3). 편심을 최소화하려면 적절한 압력 전달 링과 기계의 부드러운 조향이 중요합니다.

재킹 파이프의 견고한 구조 설계 외에도 관절이 파이프 조인트에 집중되어 있으므로 파이프 조인트의 설계가 중요합니다. 조인트는 파이프 내부와 외부에서 수평을 이루고 연결 상태에서도 파이프를 지하수와 토양으로부터 밀봉해야 합니다. 압력 전달 링의 예측 가능한 동작 요구 사항을 염두에 두고 조인트 설계가 압력 전달 영역을 밀봉하여 토양이나 물이 압력 전달 링의 동작에 예측할 수 없는 영향을 미치는 것을 방지하는 것이 중요합니다. 적합한 조인트 설계는 콘크리트에 주조된 외부 강철 밴드 또는 강철 칼라와 파이프 외부의 홈에 개스킷이 있는 마개 끝으로 구성됩니다. 조향 수정으로 인해 항상 파이프 조인트에 편향이 가해지기 때문에 이러한 고려 사항은 설계된 직선 드라이브에도 유효합니다.