როგორ გავიყვანოთ გვირაბი?

გვირაბგამყვანი მანქანა ურბანული განვითარების ერთ-ერთი პრინციპულად მნიშვნელოვანი ინსტრუმენტია.

შესაძლოა, ეს იმის ბრალია, რომ უზომოდ ვარ გატაცებული მიწისქვეშა ინფრასტრუქტურით, თუმცა ბოლო დროს ისეთი შეგრძნება მაქვს, რომ გვირაბები ძალზე ხშირად ფიგურირებენ ახალ ამბებში. ლონდონის „კროსრეილი“ უკვე ბოლო ტესტირების ფაზაშია, ხოლო ოკლენდის ახალი სარკინიგზო გვირაბის მშენებლობა ახლახან დაიწყო. ვაშინგტონში თითქმის დასრულდა უმსხვილესი წყალქვეშა პროექტი, ნორვეგია კი მალე მსოფლიოში პირველ გემების გვირაბს ააშენებს. აპრილში ლას-ვეგასის საკონფერენციო ცენტრის ქვემოთ 1.3 კმ სიგრძის ორი გვირაბი გაიხსნა.

აღნიშნული პროექტების დიდ ნაწილს ერთი რამ აკავშირებს: გარდა გემების გვირაბისა, რომელიც გაყვანილი იქნება რიგი პატარა, კონტროლირებადი აფეთქებების საშუალებით, ყველა პროექტი იყენებს გვირაბგამყვან მანქანებს: სპეციალურ ცილინდრულ ექსკავატორებს, რომლებიც უკვე დიდი ხანია, გვეხმარებიან მიწისქვეშა პროექტების განხორციელებაში – მცირე მილსადენებით დაწყებული, მსოფლიოს ყველაზე გრძელი სარკინიგზო გვირაბით დამთავრებული. აღნიშნული მანქანების გამოყენება გვირაბების პროექტებში ჩვეულებრივი ამბავია, განსაკუთრებით – განაშენიანებულ ადგილებში. მიუხედავად ამისა, ქალაქის მცხოვრებთა დიდ ნაწილს არასდროს ახლოდან არ უნახავს გვირაბგამყვანი მანქანები. ამიტომ გადავწყვიტე, ცოტა რამ მოგიყვეთ მათ შესახებ.

გვირაბგამყვანი მანქანის მუშაობის პრინციპი საკმაოდ მარტივია. მისი მბრუნავი საჭრელი თავი აქუცმაცებს ქვასა და ნიადაგს. თავის პელენგის უკან განთავსებულია ძრავის სისტემა (ჰიდრავლიკური ცილინდრების რგოლი), რომელიც მუდმივად წინ ამოძრავებს თავს და თხრის გვირაბს. ძრავის სისტემას სხვადასხვა დამხმარე სტრუქტურა ამყარებს. ასეთია კონვეიერული სისტემა, რომელსაც მოთხრილი მასალა საჭრელიდან გვირაბის გასასვლელში გადააქვს, სადაც ის მუშავდება და სხვა პროექტებში გამოსაყენებლად გადაიზიდება. საჭრელით გაყვანილი გვირაბის გლუვი კედლების მოპირკეთება მარტივად შესაძლებელია სხვადასხვა მასალით. დიდ გვირაბებში ხშირად გამოიყენება ურთიერთდაკავშირებული ბეტონის მონაკვეთები (რგოლები), რომლებიც მოეწყობა გვირაბგამყვან მანქანაში ჩამონტაჟებული ერექტორის მეშვეობით. მეორე ალტერნატივაა წინასწარ ჩამოსხმული ბეტონის ცილინდრების გამოყენება. რომლებიც ხახუნის საწინააღმდეგო თიხითაა მოპირკეთებული. მათი განთავსება ხდება გვირაბის შესასვლელში ჰიდრავლიკური ცილინდრების მეშვეობით.

გვირაბგამყვანი მანქანების უამრავი სახეობა არსებობს, ეს კი იმას ნიშნავს, რომ გასათვალისწინებელია ბევრი სპეციფიკური მდგენელი. პირველ რიგში ეს არის დი­ა­მეტ­რი, რომელიც გვირაბის ზომას განსაზღვრავს. მსოფლიოს ყველაზე დიდი გვირაბგამყვანი მანქანა არის „ტუენ მუნ-ჩეკ ლაპ კოკი“, რომელიც გამოყენებულ იქნა ჩინეთისა და ჰონგ-კონგის საერთაშორისო აეროპორტის დამაკავშირებელი წყალქვეშა გვირაბის გასაყვანად. მისი დიამეტრია 17.6 მეტრი. მას მხოლოდ 0.1 მეტრით ჩამორჩება „ბერტა“ – მანქანა, რომელმაც ქალაქ სიეტლის ქვეშ გაიყვანა ორსართულიანი გვირაბი. აღნიშნული მანქანების ზედაპირს ადამიანი მაშინაც კი ძლივს მისწვდება, ერთმანეთზე დაწყობილი ექვსი სატვირთო კონტეინერის თავზე რომ დადგეს. მეორე უკიდურესობას წარმოადგენენ გვირაბგამყვანი მიკრომანქანები, რომლებიც ხშირად გამოიყენება საკანალიზაციო და სადრენაჟო სისტემების მოსაწყობად. მათი დიამეტრი 0.4 მეტრიდან იწყება. ვინაიდან გვირაბის კედლებს ემატება მოსაპირკეთებელი შრე, გვირაბგამყვანი მანქანის გარშემოწერილობა ნებისმიერ შემთხვევაში აღემატება დასრულებული გვირაბის დიამეტრს.

გვირაბგამყვანი მანქანის დიამეტრი ასევე განსაზღვრავს მისი პილოტის/ოპერატორის ადგილმდებარეობას. დიდი მანქანების შემთხვევაში, რომლებიც ჩვეულებრივ გამოიყენება საავტომობილო და სარკინიგზო გვირაბების მშენებლობისას, პილოტი და ინჟინერთა გუნდი მუშაობენ თვითონ მანქანაზე მოწყობილ სამართავ კაბინასა და პლატფორმებზე. მაგალითად, ქალაქ ოკლენდის „ვოტერვიუს“ საავტომობილო გვირაბის გასაყვანად გამოყენებულ მანქანა „ალისას“ ერთდროულად 16 ადამიანი მართავდა. ბუნებრივია, მიკრომანქანები მიწის ზედაპირიდან იმართება. მათი სამართავი კაბინა ჩვეულებრივ მოწყობილია გვირაბის შესასვლელთან ახლოს. გვირაბგამყვანი მანქანის მართვას ნებისმიერ შემთხვევაში ესაჭიროება სრული პროგრამული უზრუნველყოფა, რასაც ჩვენ მოგვიანებით დავუბრუნდებით.

დიამეტრის განსაზღვრის შემდეგ გასათვალისწინებელია გეოლოგია – რისი გაჭრა მოუწევს გვირაბგამყვან მანქანას? ეს ფაქტორი განსაზღვრავს როგორც მანქანის შიდა სამუშაო სპეციფიკას, ასევე მისი საჭრელი თავის შემადგენელ მასალებს. რბილი, კომპაქტური და თიხიანი ნიადაგებისთვის სასურველია EPB-ის ტიპის (ნიადაგის წნევის დამაბალანსებელი) მანქანის გამოყენება, რომლის მუშაობის პრინციპიც ასეთია: მისი მბრუნავი საჭრელი თავი აწვება გვირაბის წინა მხარეს და წარმოქმნის მაბრუნ მომენტს – ძალას, რომელიც საჭრელის მაღალმტკიცე ფოლადის დისკებისა და კბილანების მეშვეობით აფხვიერებს ნიადაგს. იმისთვის, რომ შენარჩუნდეს ამ პროცესის სტაბილურობა, საჭრელის საექსკავაციო კამერის შიგნით წნევა უნდა შეესაბამებოდეს საჭრელის თავზე ნიადაგის წნევას. EPB-ის ტიპის გვირაბგამყვანი მანქანები ამას ახერხებენ მოთხრილი მასალების რაოდენობისა და თანამიმდევრულობის კონტროლით. მასალის დინებას ხელს უწყობს წყლის, თიხის ან ქაფის დამატება, ხოლო ქვების გადამზიდი კონვეიერის ბრუნვის სიჩქარე შეესაბამება გვირაბგამყვანი მანქანის წინსვლის სიჩქარეს. წნევისა და მაბრუნი მომენტის მონიტორინგი ხორციელდება უწყვეტ რეჟიმში, რათა საჭიროების შემთხვევაში შესაძლებელი იყოს მათი შეცვლა და სტაბილიზება.

„კროსრეილის“ გაყვანაში ჩართული რვა მანქანიდან ექვსი EPB-ის ტიპის იყო. მათი შერჩევისას გათვალისწინებულ იქნა ის გარემოება, რომ მარშრუტის ცენტრალური მონაკვეთი თიხნარ გეოლოგიურ შრეს კვეთდა. ამ მასალის სირბილე და მისი ჩაჯდომის რისკი არ იძლევა მის ზედაპირზე უამრავი ცათამბჯენის აშენების საშუალებას, თუმცა მისი სტაბილურობიდან გამომდინარე ის იდეალურია გვირაბებისა და სხვა მიწისქვეშა ნაგებობებისთვის.

„კროსრეილის“ ორი დარჩენილი მანქანა, სახელად „მერი“ და „სოფია“, სხვა სახის გამოწვევებს უმკლავდებოდა. მათი მარშრუტი კვეთდა მდინარე ტემზას, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათ დატბორილ ხრეშსა და ქვიშიან ნიადაგში მოუწიათ გვირაბის გაყვანა. ასეთ პირობებში უპირატესობა მიენიჭა შერეული ტიპის გვირაბგამყვან მანქანებს, რომლებსაც გვირაბის გაყვანის პროცესში მიწისქვეშა წყლების შეკავება შეუძლიათ. ამისთვის საჭიროა საჭრელი თავის უკან განთავსებული საექსკავაციო კაბინის ჰერმეტიზაცია. წინა ნაწილი მთლიანად იტბორება ბენტონიტის თიხისა და წყლის ნარევით. მიერთებული უკანა ნაწილი ნაწილობრივ ივსება იმავე მასალით, ხოლო დარჩენილ სივრცეს იკავებს ჰაერის ჯიბე. გვირაბის გაყვანის პროცესში ნებისმიერ დროს შესაძლებელია ჰაერის ჯიბის შეკუმშვა ან გაფართოება საჭირო წნევის მიხედვით. საჭრელის ძირში განთავსებულ ცალმხრივ საქშენს მოთხრილი ნიადაგი გადააქვს ჰიდრონარევ ხაზში, საიდანაც ის ზედაპირზე იტუმბება.

ყველა გვირაბში, განსაკუთრებით კი იმ პროექტებში, რომლებიც გრანიტის მსგავს მყარ ქვას კვეთენ, ხა­ხუ­ნი და ძაბ­ვა მნიშვნელოვან პრობლემას ქმნიან. გვირაბგამყვანი მანქანის საჭრელის შემადგენელი ნაწილები (კბილანები, ბორბლები და დისკოები) მუშაობის პროცესში ზოგჯერ 180 გრადუსამდეც კი ხურდება. ამასთანავე, ამ ნაწილებმა მუდმივად უნდა გაუძლონ ქვაზე ხეხვისა და შეჯახების ეფექტებს. გვირაბგამყვანი მანქანების მწარმოებელი კომპანია „ჰერენკნეხტის“ განცხადებით, შვეიცარიულ ალპებში გოტჰარდის ღრმა მიწისქვეშა გვირაბის გაყვანისას „საჭრელის 60-ივე დისკო 27 ტონამდე სიმძლავრის ბიძგებით ეჯახებოდა მთას“. ამ პროცესის გაკონტროლების გარეშე შესაძლებელია, კბილანების, ბორბლებისა და დისკოების დეფორმაცია მოხდეს და მანქანა მწყობრიდან გამოვიდეს. სწორედ ამიტომ ენიჭება ასეთ პროექტებში უპირატესობა ულტრამყარი ფოლადისა და ვოლფრამის შენადნობებს. აგრეთვე სასურველია წყლის გამაგრილებელი ინტეგრირებული სისტემების გამოყენება და გვირაბის გაყვანის პროცესში ხშირი შესვენებების გაკეთება. ამის მიუხედავად, საჭრელის ნაწილები, ჩვეულებრივ, პროექტის დასრულებამდე გამოსაცვლელი ხდება. ზოგიერთ მანქანაში ნაწილების გამოცვლა შიგნიდან შეიძლება, ხოლო სხვა შემთხვევაში საჭიროა მუშაობის პროცესში შესვენების დროს საჭრელის თავის მოხსნა, რათა მუშებს მიეცეთ საჭრელში შეძრომის საშუალება.

თუმცა შესაბამისი მანქანის გამოყენების შემთხვევაშიც კი იშვიათია შემთხვევა, როდესაც ქალაქი იდეალურ ნიადაგზეა აგებული. უმსხვილესი ურბანული ცენტრების დიდი ნაწილი აშენებულია ბევრად ძველი დასახლებების თავზე, რის შედეგადაც გვირაბების გაყვანისას ხშირად მნიშვნელოვანი არქეოლოგიური არტეფაქტები აღმოუჩენიათ. კიდევ ერთ პოტენციურ პრობლემას წარმოადგენს უფრო თანამედროვე მიწისქვეშა ინფრასტრუქტურა. თქვენს ქალაქს შეიძლება არ გააჩნდეს მიწისქვეშა გვირაბი, მაგრამ მისი ქუჩების ქვემოთ დიდი ალბათობით გაივლის ბევრი საკანალიზაციო და წყლის მილი, ელექტროგადამცემი ხაზი და ინტერნეტის კაბელი. ნებისმიერი ახალი გვირაბის გაყვანისას გათვალისწინებული უნდა იყოს ყოველივე ის, რაც ადგილზე უკვე არსებობს. ასეთ გარემოში მუშაობისას სიზუსტე და კონტროლია საჭირო.

მაგალითისთვის ავიღოთ ლონდონის მეტროს სადგური „ტოტენჰემ კორტ როუდი“, სადაც „კროსრეილის“ ინჟინრებმა 2014 წელს 7.1 მ დიამეტრისა და 1000 ტონა სიმძიმის გვირაბგამყვანი მანქანა ესკალატორებსა და პლატფორმის გვირაბებს შორის სივრცეში გააძვრინეს. ზღვარი შეცდომასა და სწორ ქმედებას შორის ძალზე მცირე იყო: არსებული გვირაბებიდან დაშორება 60 სანტიმეტრს შეადგენდა, ხოლო ესკალატორების ძირიდან – 40 სანტიმეტრს. აღნიშნული პროცესი ერთ-ერთ სტატიაში „ნემსის ყუნწში გაძრომად“ იქნა მოხსენიებული. ყველაზე შთამბეჭდავი კი ის არის, რომ ეს ყველაფერი მეტროს მუშაობის შეფერხების გარეშე განხორციელდა: სანამ გვირაბგამყვანი მანქანა „ადა“ თავის მარშრუტს გაივლიდა, ასიათასობით მგზავრი ჩვეულებრივ იყენებდა ესკალატორებს და ჯდებოდა მატარებელში.

ეს ყველაფერი მოხერხდა მანქანების მართვისა და მეთვალყურეობის დახვეწილი სისტემების, ისევე როგორც გვირაბში სამუშაოების დაწყებამდე დიდი ხნით ადრე დეტალური გეოტექნიკური კვლევების ჩატარების და 3D-მოდელირების მეშვეობით. მანქანის სწორ ხაზზე ტარება ერთია, გვირაბის მიმართულების შესაცვლელად კი საჭიროა ძრავის სისტემის (მანქანის ირგვლივ განთავსებული ჰიდრავლიკური ცილინდრების რგოლის) ზუსტი რეგულირება. როგორც ნებისმიერი ნივთის მარცხენა მხარეზე მიწოლისას ის მარჯვნივ გადაინაცვლებს, ისე ცილინდრებზე არათანაბარი ზეწოლით შესაძლებელია გვირაბგამყვანი მანქანის ადგილმდებარეობის კონტროლირება 5 სანტიმეტრის ფარგლებში.

გვირაბგამყვანი მანქანის ცვალებადი ადგილმდებარეობის გასაზომად ასევე გამოიყენება ლაზერული მეთვალყურეობის სისტემა, რომელიც შედგება შემდეგი ძირითადი კომპონენტებისგან: (1) თეოდოლიტი – ლაზერით აღჭურვილი მოძრავი ტელესკოპი, რომელიც მაგრდება წინ მოძრავი გვირაბგამყვანი მანქანის უკან გვირაბის კედელზე; (2) დეტექტორი, რომელიც მონტაჟდება გვირაბგამყვანი მანქანის უკანა ნაწილზე და წარმოადგენს ლაზერის მიზანს, და (3) მართვის მოწყობილობა, რომლის მეშვეობითაც ხდება მონაცემთა შეგროვება, გაანალიზება და მართვის კაბინაში გადაგზავნა. ამ სისტემის მეშვეობით ხდება მანქანის პილოტისთვის რეალურ დროში მნიშვნელოვანი ინფორმაციის (მაგ. გავლილი მანძილისა და საჭრელის თავის ორიენტაციის) მიწოდება და დაგეგმილ მარშრუტთან შედარება. როდესაც გვირაბი ხვეულ მარშრუტს მიჰყვება, კედლებზე დამატებით მონტაჟდება პრიზმები, რომლებიც ლაზერის სხივს მოსახვევის გარშემო ხრიან და დეტექტორზე მიზანს ინარჩუნებენ. უფრო დიდ მანძილებზე შესაძლებელია დამატებითი თეოდოლიტების დამონტაჟება და მანქანის პილოტისთვის ამგვარად სანდო მანიშნებელთა ჯაჭვის შექმნა.

აღნიშნულმა ტექნოლოგიებმა შესაძლებელი გახადა ქალაქების მიწისქვეშ გაფართოება. კრიტიკული ინფრასტრუქტურა, რომელიც ადრე ლანდშაფტის ნაწილს ქმნიდა, ახლა შეიძლება ღრმად იქნას ჩაფლული მიწისქვეშ. გვირაბების იგნორირება ადვილი ხდება – როგორც ამბობენ, თვალი თვალს რომ მოშორდება, გულიც გადასხვაფერდებაო. სინამდვილეში კი გვირაბები, ისევე როგორც მათი გამყვანი მანქანები, ინჟინერიის საოცრებას წარმოადგენენ და ჩვენი ურბანული ლანდშაფტის შექმნისას უმნიშვნელოვანეს როლს ასრულებენ. ახლა თქვენ მათ უკეთესად იცნობთ, და იმედია, მომავალში სათანადოდ დააფასებთ!