Taisei Corporation phát triển công nghệ giảm rung khi thi công hầm bằng máy khiên đào

Taisei Corporation phát triển công nghệ giảm rung khi thi công hầm bằng máy khiên đào

    Taisei Corporation phát triển công nghệ giảm rung khi thi công hầm bằng máy khiên đào

    Ngày 04/03/2026

    Tác giả: Ban Biên tập

     

    大成建設 (Taisei Corporation) đã phát triển công nghệ mới nhằm giảm rung động phát sinh trong quá trình đào hầm bằng máy khiên (shield machine). Giải pháp kết hợp hệ thống đo rung liên tục với vật liệu bôi trơn hiệu suất cao ma sát thấp do hãng phát triển, hướng tới áp dụng như một công nghệ tiêu chuẩn tại các công trường đô thị gần khu dân cư và hạ tầng quan trọng.

    Công nghệ này được tích hợp dưới tên gọi “Silent Shield” (Khiên đào yên tĩnh). Hiệu quả đã được xác nhận tại công trường dự án xây dựng mới hầm khiên tuyến xuống của tuyến đường Đông–Tây số 3 Kagoshima, do Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông vận tải và Du lịch, Cục Phát triển Khu vực Kyushu làm chủ đầu tư.

    Hệ thống bao gồm nền tảng giám sát rung “Silent Navi” và vật liệu bôi trơn ma sát thấp “Silent Gel”. Các cảm biến như gia tốc kế, thiết bị đo chuyển vị và cảm biến áp suất được lắp đặt trên máy khiên để thu thập và phân tích dữ liệu rung theo thời gian thực. Rung động tại nhiều vị trí như khu vực đầu cắt và thân sau được hiển thị đồng thời dưới dạng biểu đồ xu hướng, cho phép trực quan hóa các rung động kích hoạt.

    Nhờ đó, có thể xác định ngay rung động phát sinh do đào đất hay do ma sát giữa vỏ máy và nền đất xung quanh. Tùy nguyên nhân, kỹ sư có thể điều chỉnh tốc độ quay của đầu cắt hoặc bơm Silent Gel vào vị trí cần thiết để xử lý kịp thời.

    Silent Gel được pha chế theo công thức riêng, đáp ứng đồng thời độ bôi trơn cao, độ nhớt thấp giúp dễ bơm lấp và khả năng thấm thấp. Vật liệu này giúp hạn chế hiện tượng “dính – trượt” (stick-slip) do ma sát giữa vỏ máy và địa tầng. Thử nghiệm mô phỏng trong phòng cho thấy gia tốc rung giảm khoảng 50% so với vật liệu truyền thống; tại hiện trường, mức gia tốc rung giảm được 7 decibel.

    Trong thời gian tới, Taisei sẽ tiếp tục phát triển các giải pháp mới như điều khiển tự động tư thế máy khiên trong quá trình đào, nhằm hoàn thiện và chuẩn hóa công nghệ giảm rung cho thi công hầm trong khu vực đô thị.

    Chú thích hình:

    1. サイレントゲル (Silent Gel)
    → Vật liệu gel giảm ma sát
    Chú thích:
    マシン外殻と地山との摩擦を低減し、振動を抑制
    → Giảm ma sát giữa vỏ máy và địa tầng, từ đó hạn chế rung động.

    Gel được bơm vào khoảng trống giữa vỏ máy khiên và đất xung quanh để giảm hiện tượng “dính – trượt” (stick-slip), nguyên nhân chính gây rung.


    2. サイレントナビ (Silent Navi)
    → Hệ thống giám sát rung

    Chú thích:
    複数のセンサを用いた振動モニタリングシステムで振動原因を特定
    → Hệ thống giám sát rung sử dụng nhiều cảm biến để xác định nguyên nhân gây rung.

    Các cảm biến được lắp tại nhiều vị trí trên máy (đầu cắt, thân sau…). Dữ liệu được hiển thị dạng biểu đồ xu hướng để theo dõi theo thời gian thực.


    3. サイレントナビのセンサ
    → Cảm biến của hệ thống Silent Navi
    (Mũi tên chỉ vào các vị trí đặt cảm biến trong thân máy)


    4. カッタ回転数や速度等を変更し、地山掘削振動を低減
    → Điều chỉnh tốc độ quay đầu cắt và tốc độ đào để giảm rung do quá trình đào đất.


    Tóm tắt cơ chế hoạt động

    Hệ thống hoạt động theo hai hướng song song:

    • Giảm rung cơ học thụ động: dùng Silent Gel để giảm ma sát giữa vỏ máy và đất.

    • Giảm rung chủ động: dùng cảm biến để phát hiện nguyên nhân rung, sau đó điều chỉnh tốc độ quay, tốc độ tiến hoặc bơm gel vào vị trí cần thiết.

    Đây là mô hình kết hợp giữa giải pháp vật liệu + giám sát số hóa + điều chỉnh vận hành, đặc biệt phù hợp cho thi công hầm trong khu vực đô thị gần nhà dân và công trình hạ tầng.

    Zalo
    Hotline