O Earth Pressure Balance, ou EPB, é um método mecanizado de escavação de túneis em que o material escavado é usado para sustentar a frente do túnel, enquanto é plasticizado usando espuma/lama e outros aditivos para torná-lo transportável e impermeável. O material escavado é transportado para a máquina de escavação de túneis (TBM) através de um arranjo de transportadoras de rosca, que permite manter a pressão na frente da TBM equilibrada sem a necessidade de lama.

As Máquinas de Escavação de Túneis EPB são principalmente projetadas para solos macios contendo água sob pressão. A TBM EPB pode lidar com depósitos sedimentares soltos, com grandes blocos e alto lençol freático.

O material escavado é transportado por um transportadora de rosca da câmara de escavação para a correia transportadora. A combinação da transportadora de rosca e o avanço da TBM assegura o controlo exato da pressão de suporte na câmara de escavação. O monitoração contínuao do estado de equilíbrio na câmara de escavação através de sensores de pressão permite ao operador controlar e sincronizar todos os parâmetros de escavação. Isso permite taxas de avanço elevadas e reduz o risco de alterações na superfície.

Para melhorar as condições do terreno para a escavação EPB, vários materiais de condicionamento podem ser injetados através da cabeça de corte e do bulkhead. Ao alterar as condições do solo, a escavação em solos contendo cascalho, areia, água ou em geologia instável também é possível.

A cabeça de corte da máquina será projetada especificamente para as condições do projeto. Dependendo dos requisitos, a cabeça será equipada com cortadores de disco ou ripers, ou uma combinação de ambos. Todas as cabeças de corte terão uma taxa de abertura otimizada.

As TBM de lama (slurry) fornecem suporte à frente de escavação pressurizando a lama na câmara de escavação para equilibrar a pressão do solo e da água na face de trabalho. O material escavado é transportado por um sistema de circulação de lamas. Estas máquinas são caracterizadas por estabilizar a face de trabalho em terrenos arenosos a cascalhentos, com controlo preciso do assentamento.

Controlo preciso da pressão:

Existem dois métodos para garantir que a pressão na face seja mantida com um sistema de lamas. O primeiro é o uso de bombagem diferencial, ou seja, as bombas utilizadas para fornecer e descarregar a lama da máquina são cuidadosamente controladas de modo a manter a pressão entre elas à pressão da face. Nestes sistemas, é normal utilizar a velocidade variável da bomba de descarga para controlar o caudal desejado e a velocidade variável da bomba de alimentação para determinar a pressão na face da máquina. O método alternativo utiliza um buffer de ar numa câmara atrás do bulkhead para aplicar pressão à lama na câmara de escavação. Este é o método padrão usado pela CREG no design das suas máquinas de escavação de túneis de lama. O controlo de pressão na face pode ser mantido com tolerâncias mais apertadas - normalmente ±0.1bar. A regulação da pressão dos gases é mais fácil e precisa do que a regulação da pressão dos fluidos, porque os gases podem ser comprimidos, enquanto um fluido é incompressível. O sistema é independente do fluxo de lama e permite um maior caudal em torno do circuito sem afetar a precisão do controlo da pressão na face. A pressão ativa na face pode ser mantida, controlada e ajustada mesmo quando o sistema de bombagem está desligado.

Tipo um: TBM EPB de Face Aberta.
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Para além de ser capaz de manter o equilíbrio de pressão da terra na face de trabalho, um TBM EPB de Face Aberta também está equipado com uma cabeça de corte para rocha dura e um transportador de correia. Este TBM adapta-se a terrenos de rocha macia, rocha dura e mistos. Os modos de escavação/limpeza podem ser alterados de acordo com as necessidades geológicas para minimizar interferências e riscos.

Tipo dois: TBM EPB de Lamas.
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O modo EPB será usado quando se deparar com uma face de túnel com pouca estabilidade ou solo macio rico em humidade, rocha macia, cascalho arenoso e terrenos mistos, de modo a que os materiais escavados possam adquirir fluidez e impermeabilidade. O modo de lama pode ser ativado quando a face de corte está rica em água ou contém cascalho arenoso.

Incorporando tecnologias mecânicas, elétricas e hidráulicas avançadas, uma TBM de rocha dura é um conjunto completo de equipamentos integrados para escavação de túneis, suporte de rocha, descarga de detritos e transporte. A TBM de rocha dura opera de forma rápida, eficaz em termos de custos, segura, amiga do ambiente e altamente informatizada.

A Gripper TBM (de Garra) é geralmente utilizada para perfurar rocha dura. Uma vez que está equipada com um eretor de costelas de aço, ancoragem por projetagem e suportes eficazes, a TBM de Garra também pode ser usada em túneis de rocha macia. A Gripper TBM é adequada para rochas com UCS (Índice de Resistência Não Confinada) de 50-300MPa, RQD (Índice de Qualidade de Descontinuidade de Rocha) de 10%-100% e juntas com mais de 0.6.

Projeto de Abastecimento de Água de Lanzhou, ChinaEste projeto tem como objetivo fornecer água à cidade de Lanzhou a partir da Barragem de Liujiaxia. O túnel da TBM tem cerca de 24,4 km de comprimento, com uma sobreposição máxima de 918m e rochas de elevada resistência. A CREG forneceu uma TBM de dupla blindagem com um diâmetro de perfuração de 5,48m, que possui uma capacidade eficaz de corte em rocha dura e capacidade de manuseio em situações de emergência. A TBM foi lançada em 4 de fevereiro de 2016.

Uma TBM especial utilizada para perfurar passagens transversais (PT). O lançamento, a escavação e a receção da TBM podem ser realizados no túnel.Foi adotado um design modular para trabalhar nos modos de TBM e cravação de tubos, combinando diferentes módulos de acordo com o comprimento e a alinhamento das PT.

O método de construção com uma TBM em forma de ferradura está a ser utilizado pela primeira vez para perfurar túneis de estradas e caminhos de ferro em áreas montanhosas. A cabeça de corte tem 10,95 metros de altura e 11,90 metros de largura. A TBM em forma de ferradura difere das máquinas circulares tradicionais não apenas na secção, mas também no método de construção. Quando a máquina é aplicada à escavação em solos macios através de montanhas, a utilização do espaço do túnel aumentará entre 20% a 30% em comparação com o corte circular. A máquina em forma de ferradura perfurou um túnel de 3.345 metros com uma sobreposição máxima de 81,05 metros. A máquina iniciou a escavação em 29 de dezembro de 2016. Em 7 de novembro de 2018, o Projeto do Túnel Baicheng da Ferrovia Menghua recebeu o prémio "ITA Projeto Técnico Inovador do Ano de 2018.

A face cortada por uma TBM retangular tem forma retangular, o que permite o melhor uso da face. Requerendo uma sobreposição superficial e custos de construção reduzidos, uma TBM retangular é principalmente usada para passagens de peões, túneis de tráfego, utilidades subterrâneas, estacionamentos subterrâneos e reservatórios subterrâneos. A TBM retangular é uma solução eficiente e conveniente para o congestionamento de tráfego urbano.

A TBM retangular já foi utilizada com sucesso na China. Em 25 de dezembro de 2015, a maior TBM retangular de face do mundo, fabricada pela CREG (altura 10,42m x largura 7,55m), saiu da linha de montagem em Dalian, na China, e foi usada para perfurar o túnel sob a estrada Heiniucheng no projeto da Linha 11 do Metro de Tianjin. O seu tamanho quebrou o recorde estabelecido por uma TBM retangular anterior da CREG, com dimensões de 10,12m x 7,27m, que perfurou o túnel sob a Avenida Zhengzhou Zhongzhou, na China.

A face de uma TBM em forma de U, ao contrário de uma TBM circular, é projetada em forma de ferradura. É principalmente aplicada para perfurar túneis em terrenos moles em grandes projetos rodoviários e ferroviários em áreas montanhosas.

Túnel de Utilidade de Haikou, Hainan, ChinaFunção:

Método TBM + Método de Corte a Céu Aberto para túnel de utilidade comum subterrâneo. A própria TBM funciona como suporte após a escavação. A estrutura principal a ser instalada na TBM para formar um suporte móvel.

Tamanho dos Tubos Pré-fabricados: 8300mm x 3100mm.

Aplicação: Amplamente utilizado na colocação de tubos pré-fabricados, utilidades comuns subterrâneas e redes integradas sob uma sobreposição superficial rasa