تحسين توازن ضغط واجهة الحفر ومعالجة التربة بالرغوة والبوليمرات للحد من هبوط السطح في مشاريع المترو الحضرية.
عند حفر أنفاق المترو والبنية التحتية في المناطق الحضرية المكتظة، يتمثل التحدي الأهم في إبقاء هبوط السطح قريبًا من الصفر أثناء المرور أسفل المباني والمنشآت التاريخية. وتُعد آلات حفر الأنفاق ذات توازن ضغط التربة (EPB) أكثر التقنيات موثوقية لمواجهة هذا التحدي.
وفق مبدأ EPB، تنتقل التربة التي يحفرها رأس القطع من الواجهة مباشرة إلى حجرة الضغط. ويُضغط معجون التربة داخل الحجرة ليعادل الضغط الهيدروستاتيكي والليثوستاتيكي عند واجهة النفق.
\sigma_{face} = \gamma \cdot H + uحيث \gamma الوزن النوعي للتربة، وH سماكة الغطاء الترابي، وu ضغط المياه الجوفية.
حقن الرغوة: تحوّل الرغوات الخاصة الخافضة للتوتر السطحي، المرشوشة من فوهات رأس القطع، الرمال والحصى غير المتماسكة إلى عجينة لدنة قابلة للتدفق.
إضافات البوليمر: تحتفظ بالماء في التربة عالية المحتوى المائي وتتيح تفريغًا منضبطًا عبر الناقل اللولبي.
تقليل التآكل: تخفض معدل تآكل الأقراص القاطعة وتدريع الواجهة بنسبة تصل إلى 40%.
في آلات EPB التي تصممها ARM، يرتبط عزم الناقل اللولبي وأسطوانات الدفع الهيدروليكية عبر قياس لحظي من وحدة PLC. وتنظّم ثمانية حساسات ضغط غشائية في حجرة الحفر سرعة التقدم بتغذية راجعة خلال أجزاء من الثانية، فتزيل خطر انهيار التربة.