Κατεβάστε σε μορφή .jpg

Τα μηχανήματα τύπου Ανοικτής Ασπίδας (OFS) χρησιμοποιούνται για τη διάνοιξη σηράγγων σε χαλαρά εδάφη. Παρέχουν αρχική υποστήριξη στη στέψη του εδάφους και του μετώπου της εκσκαφής, τα οποία υποστηρίζονται από το περίβλημα της ασπίδας και τις πλάκες προπορείας.

Το OFS του Μετρό της Αθήνας, στο οποίο είχε δοθεί αρχικά το όνομα «ΔΑΦΝΗ», σχεδιάστηκε από την εταιρεία HERRENKNECHT GmbH, για εκσκαφή σε πετρώματα με μέγιστη Αντοχή Ανεμπόδιστης Θλίψης (UCS) της τάξης των 120 Pa. Είχε συνολικό μήκος 150 μ. με τα βαγόνια υποστήριξης και λειτουργούσε υπό ατμοσφαιρική πίεση. Χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή της σήραγγας Στ. Δάφνη – Στ. Αγ. Ιωάννης του Βασικoύ Έργου, μήκους 765 μ. και για το τμήμα Στ. Ανθούπολη – Στ. Περιστέρι της επέκτασης της Γραμμής 2, μήκους 910 μ.

Ουσιαστικά πρόκειται για το ΤΒΜ2, το οποίο, μετά την διάνοιξη του τμήματος μεταξύ των Σταθμών Κατεχάκη – Σύνταγμα, μεταφέρθηκε στο σταθμό Δάφνη, όπου η Κεφαλή Κοπής κλειστού τύπου του ΤΒΜ2 απομακρύνθηκε και η εταιρεία HERRENKNECHT GmbH προχώρησε στη συναρμολόγηση της νέας Κεφαλής Ανοικτής Ασπίδας. Τα βαγόνια υποστήριξης του μηχανήματος παρέμειναν ίδια με το ΤΒΜ2, με αλλαγές / βελτιώσεις ηλεκτρομηχανολογικής φύσεως, για την υποστήριξη της νέας Κεφαλής.

Η ασπίδα αποτελείται από δύο κύρια μέρη:

	Πρόσθιο τμήμα διαμέτρου 9.495 χιλιοστά και μήκους 7.920 χιλιοστά, που περιλαμβάνει τις Πλάκες Προπορείας, τον Εκσκαφέα Σημειακής Κοπής, δύο Καδοφόρους Εκσκαφείς, δύο Τηλεσκοπικά Γεωτρύπανα, Έμβολα Υποστήριξης του μετώπου εκσκαφής, δύο Θαλάμους Ελέγχου και τον Μεταφορικό Κοχλία υλικών εκσκαφής.
	Οπίσθιο τμήμα διαμέτρου 9.460 χιλιοστά και μήκους 3.415 χιλιοστά, που περιλαμβάνει το Σύστημα Εγκατάστασης των Προκατασκευασμένων Στοιχείων δακτυλίων, τα Σημεία Έκχυσης του Πρωτογενούς Ενέματος, το Διάφραγμα Μόνωσης τύπου συρματόβουρτσας και τον Εξοπλισμό 'Aντλησης Υδάτων.

Η κινητήρια δύναμη του βασικού εξοπλισμού της OFS είναι ηλεκτροϋδραυλική και τα χαρακτηριστικά είναι τα ακόλουθα:

Ολικό μήκος	12.680 χιλιοστά
Ισχύς	4.000 kW
Παροχή Τάσεως	20 kV
Συνολικό Βάρος	840 τόνοι

Το Πρόσθιο και το Οπίσθιο τμήμα της ανοικτής ασπίδας συνδέονται μεταξύ τους με αρθρωτούς γρύλους διαμέτρου 360 χιλιοστά, με συνολική διαδρομή κυλίνδρων άρθρωσης 500 χιλιοστά (πίεση λειτουργίας 260 bar), γεγονός το οποίο επιτρέπει να προσανατολισθεί το ένα τμήμα σε σχέση με το άλλο προς κάθε κατεύθυνση του χώρου εκσκαφής της σήραγγας.

Το πρόσθιο τμήμα της ανοικτής ασπίδας είναι εξοπλισμένο με τηλεσκοπικό Βραχίονα - Εκσκαφέα Σημειακής Κοπής, ο οποίος περιλαμβάνει 83 δόντια διατεταγμένα σπειροειδώς καθώς και δύο Τηλεσκοπικούς Κάδους Εκσκαφείς. Κατά τη διάρκεια της εκσκαφής, δύο χειριστές μέσω δύο παρόμοιων θαλάμων ελέγχου έχουν από κοινού την ίδια ορατότητα του μετώπου εκσκαφής και χειρίζονται τα μηχανήματα εκσκαφής.

Ο χειριστής του Εκσκαφέα Σημειακής Κοπής μπορεί να δρα ανάλογα με τις συνθήκες εδάφους προκειμένου να εξασφαλίσει τη σταθερότητα του μετώπου και επεμβαίνει επιλεκτικά στις πλάκες προπορείας, αρχίζοντας από τη στέψη της σήραγγας.

Κάθε προωθητική εκσκαφή 1,50 μ. μήκους της σήραγγας για την τοποθέτηση του προκατασκευασμένου δακτυλίου σήραγγας, πραγματοποιείται σε δύο στάδια της τάξης των 750 χιλιοστών. Ο τηλεσκοπικός βραχίονας του Εκσκαφέα Σημειακής Κοπής έχει ικανότητα αξονικής επιμήκυνσης μέχρι 1.700 χιλιοστά.

Οι Πλάκες Προπορείας αποτελούνται από επτά κυρίως πλάκες αξονικής προπορείας και επτά αναπτυσσόμενες πλάκες θωράκισης του εδάφους μετώπου εκσκαφής. Είναι διατεταγμένες στο επάνω τμήμα του πρόσθιου τμήματος της ασπίδας, παρέχοντας σταθερότητα στη στέψη της εκσκαφής. Κάθε Πλάκα Προπορείας φέρει μία πλάκα θωράκισης με τέσσερις (4) οπές, διαμέτρου 120 χιλιοστών, που επιτρέπουν την ενίσχυση (αγκύρωση) του εδάφους στη στέψη και στο μέτωπο της σήραγγας.

Η μέγιστη διάμετρος εκσκαφής από τον Εκσκαφέα Σημειακής Κοπής είναι 9.895 χιλιοστά και επιτυγχάνεται μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή. Τα προϊόντα εκσκαφής οδηγούνται στον κύλινδρο τροφοδοσίας του μεταφορικού κοχλία, μέσω των τηλεσκοπικών κάδων του εκσκαφέα, που επιμηκύνονται έως 2.000 χιλιοστά, και οι οποίοι είναι τοποθετημένοι στις δύο πλευρές του Εκσκαφέα Σημειακής Κοπής.

Ο μεταφορικός κοχλίας, ο οποίος είναι στερεωμένος στο πρόσθιο και το οπίσθιο τμήμα της ασπίδας, εναποθέτει τα προϊόντα εκσκαφής στην πρώτη μεταφορική ταινία, η οποία βρίσκεται στο επίπεδο του άξονα της σήραγγας.

Τα 28 υδραυλικά Έμβολα Ώθησης της ασπίδας είναι τοποθετημένα κατά τέτοιο τρόπο (διατεταγμένα σε 14 x 2 τεμάχια) ώστε να υποστηρίζονται τα προκατασκευασμένα στοιχεία σκυροδέματος κατά την εγκατάστασή τους. Συνολική ώθηση 5.600 τόνοι ασκείται από τα 28 Έμβολα Ώθησης στα προκατασκευασμένα στοιχεία της σήραγγας, προκειμένου να προωθηθεί το μηχάνημα.

Δύο σειρές Διαφραγμάτων Μόνωσης τύπου συρματόβουρτσας είναι εφαρμοσμένες στο οπίσθιο τμήμα της ασπίδας. Αυτά τα Διαφράγματα Μόνωσης εμποδίζουν το νερό του εδάφους και το πρωτογενές ένεμα να εισέλθουν στο Οπίσθιο τμήμα της ασπίδας.

Κατεβάστε σε μορφή .jpg

Στην υποστήριξη της ανοικτής ασπίδας, υπάρχει ο θραυστήρας που είναι τοποθετημένος μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης μεταφορικής ταινίας υλικών εκσκαφής. Το μέγιστο μέγεθος μετά τη θραύση των υλικών εκσκαφής δεν υπερβαίνει τα 200 χιλιοστά. Από την πρώτη μεταφορική ταινία, τα προϊόντα εκσκαφής ρίπτονται στον θραυστήρα, κατόπιν στη δεύτερη μεταφορική ταινία και στη συνέχεια στην τρίτη μεταφορική ταινία, που βρίσκονται στον συρμό υποστήριξης στο πίσω μέρος της ανοικτής ασπίδας. Στη συνέχεια, η τρίτη μεταφορική ταινία αδειάζει τα προϊόντα εκσκαφής σε παλινδρομική μεταφορική ταινία, μήκους 30 μ., που κινείται παράλληλα προς τον άξονα της σήραγγας και γεμίζει τους άδειους κάδους των βαγονιών του συρμού χωρίς να τα κινεί. Οι μεταφορικές ταινίες έχουν μελετηθεί για μεταφορική απόδοση προϊόντων εκσκαφής 950 τόνοι/ώρα ή 750 κυβ. μέτρα/ ώρα.

Ο συρμός με τους κάδους μεταφέρει τα προϊόντα εκσκαφής μέσω της σήραγγας και τα αδειάζει στο χώρο αποθήκευσης του εργοταξίου.

Το κέντρο ελέγχου βρίσκεται στο πρώτο βαγόνι υποστήριξης, σε απόσταση 27 μ. από το μέτωπο εκσκαφής. Ο χειριστής του OFS ελέγχει το Πρόσθιο και το Οπίσθιο τμήμα της Ασπίδας, προκειμένου να παραμένει ο άξονας εκσκαφής παράλληλος με τον άξονα της σήραγγας μελέτης. Η αποδεκτή ανοχή μεταξύ του άξονα της ολοκληρωμένης σήραγγας των προκατασκευασμένων στοιχείων και του άξονα της σήραγγας μελέτης είναι 80 χιλιοστά.

Το OFS είναι εξοπλισμένο με σύστημα προσανατολισμού ZED 260 και σύστημα CAP αυτόματης επιλογής τύπου δακτυλίου προκατασκευασμένων στοιχείων, για τη σήραγγα Στ. Δάφνη – Στ. Αγ. Ιωάννης, και σύστημα VΜT αυτόματης επιλογής τύπου δακτυλίου προκατασκευασμένων στοιχείων, για το τμήμα Ανθούπολη – Ι.Μ. Ευαγγελίστριας. Η ελάχιστη ακτίνα καμπυλότητας είναι 300 μ. και η οριακή ακτίνα αντιστάθμισης καμπύλης είναι 250 μ..

Η τοποθέτηση των προκατασκευασμένων στοιχείων δακτυλίου γίνεται στην Οπίσθια ασπίδα, μετά από εκσκαφή 1,50 μ.. Η εξωτερική διάμετρος των δακτυλίων είναι 9.180 χιλιοστά, με μήκος 1.500 χιλιοστά και η διάμετρος της σήραγγας είναι 8.480 χιλιοστά. Υπάρχουν δύο τύποι κωνικού δακτυλίου, ο αριστερός και δεξιός τύπος. Η κωνικότητα των δύο διαφορετικών τύπων δακτυλίου επιτρέπει τη στροφής της σήραγγας προς αριστερά, δεξιά, επάνω και κάτω. Κάθε τύπος δακτυλίου (βάρους 40,60 τόνοι) αποτελείται από 8 τεμάχια προκατασκευασμένων στοιχείων, δηλαδή 6 κανονικά στοιχεία, 2 στοιχεία με υποδοχή για την κλείδα και μία κλείδα.

Η τοποθέτηση των προκατασκευασμένων στοιχείων ξεκινά από τον πυθμένα της Οπίσθιας ασπίδας του OFS και συνεχίζεται εναλλάξ, αριστερά / δεξιά προς τα επάνω, έως την τοποθέτηση της κλείδας. Η τοποθέτηση των στοιχείων γίνεται με τη χρήση ειδικού βραχίονα ανέγερσης (erector) και με τη βοήθεια του κενού αέρος. Το ελαστικό παρέμβυσμα, που συγκολλάται θερμικά στην αντίστοιχη υποδοχή των όψεων του κάθε προκατασκευασμένου στοιχείου, συμπιέζεται μεταξύ των στοιχείων και των δακτυλίων της σήραγγας, εξασφαλίζοντας την υδατοστεγανότητα της μόνιμης σήραγγας. Τα προκατασκευασμένα στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους με χαλύβδινους κοχλίες υψηλής αντοχής, διαμέτρου 25 χιλιοστά και μήκους 500 χιλιοστά και με πλαστικές υποδοχές που είναι ενσωματωμένες στα προκατασκευασμένα στοιχεία. Το προκατασκευασμένο στοιχείο για τον πυθμένα της σήραγγας τοποθετείται μετά από την ολοκλήρωση της εγκατάστασης του δακτυλίου. Στην επίπεδη επιφάνειά του τοποθετούνται οι σιδηροτροχιές, τύπου 38 κιλά/μέτρο, για την ολίσθηση των βαγονιών υποστήριξης του OFS και του τροχαίου υλικού.

Σε συνθήκες χαλαρού εδάφους, η υποστήριξη της στέψης και του μετώπου εκσκαφής του εδάφους επιτυγχάνεται ενδεικτικά με:

	Ενεμάτωση του εδάφους μέσω βαλβιδωτών σωλήνων (Διάμετρος = 38 χιλιοστά, Μήκος = 12 μέτρα)
	Υαλόκαρφα μήκους έως 6 μέτρα
	Δοκούς προπορείας (Διάμετρος = 22 χιλιοστά, Μήκος = 12 μέτρα)

Σε υγρό έδαφος εκτελούνται οριζόντιες γεωτρήσεις (Διάμετρος = 60 χιλιοστά, Μήκος = 20 μέτρα) στο μέτωπο, μειώνοντας την ποσότητα και την πίεση του υπάρχοντος ύδατος στις ρωγμές του εδάφους. Δύο γεωτρητικά μηχανήματα για αγκύρωση του μετώπου εκσκαφής (Μήκος καρφιών = 20 μέτρα) είναι εγκατεστημένα στην Πρόσθια ασπίδα και έχουν τη δυνατότητα γεώτρησης παράλληλης και κάθετης προς τον οριζόντιο άξονα της ασπίδας.

Επιστροφή στην κορυφή