超长距离地铁隧道施工关键技术研究

文章以上海轨道交通崇明线108标超长地铁隧道项目为背景,从盾构机针对性配置、长距离施工开挖面稳定、刀具检查更换、盾尾密封控制、长距离隧道测量误差控制、长距离通风、长距离运输等方面入手,总结分析了长距离盾构施工过程控制要点及应对措施,极大程度保证了长距离盾构掘进施工中工程质量安全及人员安全,为以后的同类项目建设提供参考和借鉴。

长距离输水泵站中空气罐参数敏感度分析及正交优化设计

为了探讨长距离输水泵站中空气罐的优化设计方法,以西北某长距离输水工程为例,以泵站水击最大正压水头和最小负压水头作为优化目标,以初始气体压力、高度直径比、连接管直径、进口阻力系数和出口阻力系数为优化变量,基于正交优化设计方法和KYPipe软件,采用极差分析法获得空气罐各参数对于水击最大正压水头和最小负压水头的影响,同时对得到的结果进行排序,比较并找到最优参数组合.结果表明:初始气体压力、连接管直径和出口阻力系数等因素对于水击最大正压水头和最小负压水头的影响程度较大,其中初始气体压力是最敏感的参数,对于最大正压水头和最小负压水头的影响程度最大;经过比较发现最优方案的参数组合为初始气体压力水头50 m、高度直径比4、连接管直径250 mm、进口阻力系数10、出口阻力系数5;相比原始方案,优化方案使泵站的水击最大正压水头降低4.98%、最小负压水头升高64.00%.

“深海一号”半潜式生产储油平台长距离湿拖方案论证

针对“深海一号”半潜式生产储油平台拖航方案设计及工程实施面临拖航距离远、拖航路径环境恶劣、拖船资源选择少,以及作业风险高等众多技术难题,通过对比分析平台干拖和湿拖方案,重点分析湿拖过程中的拖航路线、平台吃水、湿拖阻力、拖船配置等关键技术问题,通过水池模型试验验证该方案的可行性,顺利实施了“深海一号”平台的长距离湿拖工作。

基于元胞自动机的城市快速路长距离交织区运行仿真

为了研究城市快速路长距离交织区对交通流运行特性的影响,建立多车道元胞自动机模型.根据长距离交织区内不同位置的换道车辆,考虑其各自换道行为和换道需求强度,引入3种不同换道规则,并对长距离交织区进行分段设定.基于动态安全间距、车流管理策略双重要素,构建不同管理策略下的多车道元胞模型.仿真结果表明,长距离交织区内的强制性驶出换道行为容易引发局部拥堵,形成出入口瓶颈.虽然双虚线型策略能够提供更多驶出车辆换道机会,但随着占有率的增加,这种优势逐渐减弱,相比之下,虚实线型策略更加合理.虚实线型策略-主路优先机制保证主路驶出车辆换道路权,不可避免会牺牲部分辅路通行效率.考虑到辅路的间断交通流特性,虚实线型策略1(先出后入)仍具备一定的实施价值.

长距离地下通道的无人装备定位方法

无人装备在地铁隧道、煤矿坑道等地下长距离通道工作时,处于无卫星定位信号、弱光照的环境中,依靠常规方法获取定位坐标存在难度大、误差大、成本高等问题。基于由若干个UWB定位基站构成的定位单元,提出了一种适用于长距离地下通道而且高性价比的定位方法。首先,提出了一种具有高性价比的定位拓扑构型;其次,针对无人装备可能在地下通道中任意位置,研究了初始定位的方法;然后,针对无人装备经过定位单元信号辖区交汇区域时存在的定位单元切换问题,提出了一种动态切换系数方法。测试实验表明:标准矩形的定位单元拓扑比直角三角形、偏π形的拓扑具有更高的定位精度;沿着长距离地下通道采用间断方式布局定位单元的构型比连续布局定位基站的构型具有更高的性价比,且在通道任意位置均达到定位误差δ≤±25 cm的设计要求,定位单元间距小于60 m;在长度为5 km的地下通道中,采用二叉树遍历查找法获取初始定位的用时平均为16 s左右;在信号辖区交汇区域,采用提出的方法切换定位单元,无人装备获取的定位数据无突变,显著减少了定位数据突变对无人装备的冲击。所提出的定位方法可应用于无人装备在长距离地下通道中全自主执行任务。

恒压供水在井群长距离输水工程中应用与研究

北京市未来科技城供水工程是保证供水安全,支撑未来科技城发展的需要。本文结合未来科技城供水工程设计实例,就恒压供水方式对整个供水系统的影响等关键问题进行了系统研究,分析供水系统中各个参数对系统的影响,研究类似工程中的水泵、变频与调流阀的联合控制等问题。对水泵进行调速性能曲线拟定,通过对各水泵并联曲线拟合,通过作图法求出调速比,对整个输水系统建立模型,进行输水系统过度过程计算及分析;对低流量工况下,工频与变频对系统的影响进行了对比。简要阐述了输水系统中封闭管道流体数学模型的原理及分析过程。通过理论分析、数值计算等,提出了未来科技城供水工程过渡过程计算的分析结果,为井群离输水工程设计及运行管理提供了科学依据及技术支撑。

基于QC方法减少长距离高起伏输水管线设计工日

针对近年来长距离、高起伏复杂输水管线出现频率日益增多的情况,为有效减少设计工日,QC小组通过现状调查分析确定了“输水管道布置设计耗时多”为主要症结。根据主要症结并兼顾其他因素,设定了活动目标,通过因果分析找出了6项末端因素。运用调查分析法确认了“水锤模拟分析过程复杂”和“管线路径决策流程不完善”2项要因。针对这2项要因,小组成员按照“5W1H”的方法进行了分析讨论,并制定了相应的对策。这些对策得到了有效落实,实现并超越了目标值,设计工日稳中有降,经济效益显著,具有一定的推广应用价值。

离心泵变频调速在长距离输水工程中的应用与研究

介绍了南水北调大兴支线工程输水管道系统,特别是在处理水锤现象和保证安全输水方面的应对措施。对整个输水系统建立数学模型,阐述数学模型在供水系统瞬变流数值计算中的应用,对比离心泵启动及停止瞬态过程中工频与变频的变化对整个系统安全运行的影响,并提出了大兴支线输水工程过渡过程计算分析结果。通过建立合理的数学模型和设置边界条件,可有效解决供水系统瞬变流产生的问题,保证输水管道系统的安全稳定运行,为长距离输水工程设计及运行管理提供参考依据。

长距离输水管道工程超大跨径托管桥方案比选研究

输水管道跨越沟渠、河道、山谷常采用桁架跨越、拱桥跨越、悬索跨越、斜拉索跨越等形式,但各种跨越形式均存在一定的问题。文章介绍准东供水工程长距离输水管道跨越渠道采用变截面连续钢箱梁桥,最大单跨跨径150m,为国内规模最大的同类型托管结构,其设计荷载为1.8m直径有压输水管,每延米水管及满管水重与3车道汽车满载相近。通过对悬索桥、拱桥、混凝土连续梁桥及变截面连续钢箱梁桥四种桥型从施工工期、经济性、抗震性能及抗风性能等多方面进行综合分析,最终选择了受冬期影响最小(施工期最短)且造价最低的80m+150m+80m变截面连续钢箱梁桥方案。输水管桥具有大跨径、窄桥面、风荷载大等特点,文中介绍的设计理念、计算方法、施工方案,可为类似工程提供借鉴。

长距离输水管道沿线穿洪沟防护设计研究

以新疆某长距离输水工程为例,针对管道沿线穿越不同的地质条件、不同宽度洪沟,在工程管线设计洪水重现期内洪水的防护进行分析。通过分析交通、明渠、埋地管道等常见的线性工程防护型式,确定工程建筑物布设型式;再根据穿越的山前倾斜砾质平原区、低山丘陵区、山前剥蚀准平原区三个地貌单元,对防护关键参数进行定量化分析;最后结合洪沟洪痕确定防护范围,为长距离输水管道沿线洪沟处防护设计提供参考。

浅淡市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用探究

市政给排水工程是城市基础建设的核心环节,而长距离顶管施工技术对于解决该领域中的难题具有重要意义。本文通过深入研究长距离顶管技术在市政给排水建设中的应用,旨在为相关工程提供技术支持。文章首先概述了长距离顶管技术的研究背景,并指出其在市政给排水工程中的重要性。进而详细描述了该技术的基本原理、具体施工方法及所需设备,特别关注导向系统、推力和拖力系统等关键技术组成。其中,重点分析了积水管网和(pipeline-jacking)长距离管道顶进施工方法,讨论了其优缺点及适用性。然后,通过实际案例分析,验证了长距离顶管施工技术在市政给排水工程中的有效性,并指出长距离顶管施工技术的优势包括减少对公共交通和城市生活的影响、降低工程成本和时间等。最后,对长距离顶管施工技术在市政给排水施工中可能遇到的问题进行探讨,并针对这些问题提出相应的解决方案和建议。本研究为实现市政给排水工程高效、安全与环保的目标提供了理论依据与技术支持。

超长距离顶推施工导梁屈曲分析研究

以某UHPC钢混组合梁全断面超长距顶推施工项目为背景,针对前置导梁容易产生加劲隔板焊缝失效缺陷等问题,采用SOLIDWORKS并结合ABAQUS有限元软件,选取实际导梁前三节段建立局部导梁分析简化模型,基于可能出现的隔板失效模式,进行含缺陷导梁的屈曲响应分析.结果表明:局部模型第三根纵隔板失效对导梁稳定性影响最大,该缺陷导梁一阶屈曲特征值由3.36下降至2.31.顶推施工中应频繁对第三纵隔板,以及处于三、四纵隔板之间的上下横隔板进行焊缝质量与局部变形检验,确保超长距离顶推施工中导梁截面的稳定性.

含粗骨料尾砂膏体长距离管输流变特性及阻力预测

为探明质量浓度、粗骨料含量、灰砂质量比和水化时间对膏体长距离管输流变特性的影响,本文基于正交设计开展流变实验,采用回归分析建立流变参数预测模型,在此基础上通过理论推导建立管道阻力预测模型,采用现场实测数据验证阻力预测结果的可靠性。结果表明:含粗骨料尾砂膏体属于宾汉流体,质量浓度和粗骨料含量对膏体流变参数的影响最显著;屈服应力随质量浓度的增大呈指数增长,随粗骨料含量的增加呈指数减小,随水化时间的增加呈线性增长,与灰砂质量比的关系不大;塑性粘度随质量浓度的增大呈指数增长,随粗骨料含量的增加呈线性减小,随灰砂质量比和水化时间的增加呈线性增长;建立的流变参数预测模型平均误差小于4.3%,基于宾汉流变模型建立的管道阻力模型预测值比现场实测值偏大12.5%,满足工程应用的精度要求。

基于调频连续波的长距离电缆高阻故障定位精度提升研究

传统频域反射法对于长距离电缆高阻故障检测而言,存在检测效率低、遮蔽区域大、抗干扰能力弱等问题。基于此,提出一种基于调频连续波的定位方法以提升高阻故障定位精度。首先,建立了故障电缆分布参数等效模型,阐述了基于调频连续波积分的故障定位方法。通过向电缆首端注入调频连续波,得到携带高阻故障位置和特征信息的差拍信号,利用广义正交积分算法构建故障诊断函数,进而实现高阻故障定位。其次,仿真分析了长距离电缆在不同位置发生不同严重程度的单点及多点高阻故障的定位结果。最后,在实验室同轴电缆和现场330 kV电缆上进行定位测试,验证了所提方法的有效性。仿真和试验结果表明:基于调频连续波积分的定位方法能够有效定位长距离电缆高阻故障,最大可识别过渡电阻为3 kΩ,定位相对误差<1%;相比于反射系数谱法,该文所提方法具有更高的定位精度、更强的抗噪性能和更长的检测距离。

多水源地长距离供水工程恒定流水力仿真研究

本文基于压力管道水力学基本理论,针对长距离多泵站、多水源地供水联合运行问题,建立供水工程管网系统恒定流水力仿真模型,分别求解日常运行、常规检修与应急抢险等不同工况下管网系统中各点的压力与流量变化情况,从而检验系统的运行情况。结果表明,各工况下该供水系统压力极值都符合管道的承压标准,具备安全过流条件,可为类似供水工程的运行提供一定的参考作用。

地下空间长距离送风中转站通风设计

针对送风系统存在众多分支导致的阻力不均、风量减小等问题,提出了设置中转站的送风方式。本文以长方体送风中转站为例,采用模拟和实验相结合的方法,研究了送风中转站的空气分布特性与设计参数。结果表明:送风中转站可以将系统最不利出口的流量偏差由124.01%降低至33.14%;送风中转站的出口数量对其阻力与流量均匀性的影响较大。在此基础上,给出了送风中转站的设计方法。

深地空间长距离空气输送系统方案比较及优化研究

以某深地空间长距离送风系统为例,采用Ventsim软件计算了4种风量调节方案的系统风机风压与管道阻力的变化,提出了增加干管风机数量和改变进风竖井位置2种优化方法,分析了送风系统管网阻抗与等积孔面积的变化。结果表明,优化后送风系统的管网阻抗和等积孔面积分别最大降低0.102 kg/m^(7)和0.030 m^(2),科学的送风方案既能满足风量需求,又能降低长距离送风系统的阻力,具有较好的节能与经济效益。

考虑续航里程的长距离隧道电动出渣车配置模型

为研究长距离隧道施工中,电动出渣车续航里程对工效和成本的影响,通过分析电动出渣车的续航里程、装载容量、施工需求等多个因素,构建长距离隧道电动出渣车配置模型,以指导实际工程中的车辆配置和调度。提出固定装渣时间、连续工作、固定续航里程、返回出发点等基本假设,构建出渣量约束、车次数约束、连贯性约束和续航里程约束等约束条件,并通过实际案例分析,计算正洞和平行导洞在不同掘进里程下的电动出渣车配置需求,分析在不同季节条件下,续航里程变化导致的配置差异。研究结果表明:电动出渣车的续航里程对车辆配置和运行效率有显著影响,增加单车装载量并非是减少车辆需求的最优解,要综合考虑掘进距离和续航里程等多种因素。

基于北斗导航系统的三频载波相位高精度时间长距离传递方法研究

全球导航卫星系统(GNSS)是高精度时间长距离传递技术重要应用手段。针对高精度时间长距离传递受限于全球定位系统(GPS)载波信号组合的问题,该文提出一种基于北斗导航系统(BDS)的三频载波相位高精度时间长距离传递方法。分别对BDS不同载波信号B1、B2、B3进行两两组合,通过二次叠加无电离层,消弱各种全链路误差影响,验证了B12和B13组合时间传递精度最低,B13和B23组合时间传递精度最高,3种组合的时间传递均方根(RMS)误差差异不超过0.03 ns。与国际精密钟差产品比较,结果表明在2600 km的时间链上,基于BDS的三频载波相位的时间传递均方根误差小于0.244 ns,基于BDS的三频载波相位长距离时间传递可以实现亚纳秒级,可为全球导航卫星系统应用提供技术支撑。

考虑长距离输电缆特性的逆变器并网系统谐波不稳定分析及抑制

长距离输电缆(LTC)与并网逆变器交互作用易引发系统谐波不稳定的风险,且忽略线路频变特性可能会导致稳定性误判。文中计及输电线路的分布参数特性和频变特性,研究如何评估这类逆变器并网系统的稳定性。首先,基于矢量匹配法对含LTC的交流系统进行等值,同时考虑逆变器的内外环控制、锁相环、控制延时等环节,建立dq旋转坐标系下逆变器并网系统高频状态空间模型;其次,采用参与因子分析方法辨识出导致谐波不稳定的关键影响环节,并基于根轨迹方法分析了LTC频变特性、延迟时间、控制器参数、电缆长度和电网阻抗对系统稳定性的影响;再次,提出了基于参数灵敏度分析和矩阵相似变换的系统稳定性改善方法,并对改进后系统的谐波稳定性进行分析;最后,基于RT-LAB构建硬件在环实验平台进行了验证,实验结果验证了理论分析的正确性。