基于层次分析法的TBM滚刀评价方式

[目的]为了减少TBM(硬岩隧道掘进机)在高磨蚀性岩层中掘进时的换刀次数,以及选出最适用于高磨蚀性岩层的滚刀,提出一种基于层次分析法的滚刀评价方法。[方法]建立了滚刀磨损失效危害评价模型;选取7个磨损失效类型因素,基于层次分析法建立了滚刀磨损失效危害评价模型和比较判断矩阵,计算出各失效类型危害的占比;以广佛东环城际铁路大源站至太和站区间线路为例,对4个常用品牌的滚刀进行定量分析;建立风险评价分值表,分析4个品牌的滚刀在使用过程中的失效影响评价值。[结果及结论]高磨蚀岩层中的滚刀非正常磨损占比为23.29%,正常磨损占比为76.71%。c品牌和d品牌滚刀的失效影响评价值分别为7.141和4.816,远小于a品牌滚刀的失效影响评价值7.587和b品牌滚刀的失效影响评价值9.058。d品牌滚刀的相对磨损速率大于c品牌滚刀,因此c品牌滚刀最适用于高磨蚀性岩层。a品牌滚刀适用于硬度极大的岩层,b品牌滚刀不推荐使用,d品牌滚刀适用于硬度较小的岩层。

砂卵石地层盾构刀具磨损预测模型及刀具参数敏感性分析

[目的]砂卵石地层中的石英颗粒体积分数较高,会导致盾构刀具磨损严重,影响施工进度及工期。建立盾构刀具磨损预测模型来预测盾构刀具的磨损量,是确保盾构法施工高效安全进行的重要环节。因此,有必要研究刀具磨损预测模型,并进行刀具参数敏感性分析。[方法]分析了砂卵石地层对盾构刀具的研磨性;介绍了砂卵石地层盾构刀具的切削机理;建立了考虑微观磨损特征的盾构刀具磨损预测模型,并对刀具参数进行敏感性分析。[结果及结论]不均匀系数、特征粒径与材料的磨损量正相关;塑性去除磨损、脆性去除磨损和黏着磨损的体积分数分别为61.4%、30.8%、7.8%,塑性去除磨损和脆性去除磨损占比较大;磨损系数随着不均匀系数和特征粒径的增大而增大,盾构刀具的磨损量整体随着刀具刃角的减小而减小。盾构刀具的磨损主要由磨粒磨损和黏着磨损造成。

盾构机刀盘刀箱损坏原因分析及改造技术

在穿越福州滨海快线复杂地质盾构区间过程中,盾构机出现刀具固定螺栓断裂、刀具刀箱结构损坏严重等现象。通过使用盾体气压后退、常压开仓、刀箱改造等技术对刀具刀箱进行修复,并主动检修其余磨损部件,恢复盾构机正常掘进性能,保障盾构机在区间后续复杂地层中安全、顺利掘进。

盾构机管片拼装微调机构动力学分析

为了研究拼管作业时盾构机管片拼装微调机构驱动油缸的推力,分析了微调机构在偏转和俯仰运动下的动力学特性。首先,对简化的管片拼装微调机构平台角度与驱动油缸行程的关系进行研究,并利用Matlab Simscape模块对机构进行建模仿真,得到指定运动轨迹下2个驱动油缸的驱动力;接着,利用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)对机构进行动力学仿真,验证所搭建模型的正确性;最后,利用ADAMS对机构进行带载工况下的动力学仿真,得到2个油缸的最大推力。结果表明,管片拼装微调机构在以幅值为0.035 rad、角频率为1 rad·s-1的正弦函数进行俯仰和偏转运动时2个油缸的最大推力分别为8998.47 N和6390.48 N。

盾构设备故障诊断与状态监测系统设计

为了实现对盾构设备的状态故障诊断与检测,文章设计了一种盾构设备故障诊断与状态监测系统,介绍了盾构设备故障诊断与状态监测系统的设计方案、硬件和软件设计内容,并通过实验验证了该系统的有效性。

考虑偏载工况的大型盾构机主驱动齿轮传动系统动力学特性分析

为探明偏载工况下大型盾构机主驱动多源并行齿轮传动系统(含16组传动链)的动力学特性,建立了大型盾构机主驱动传动齿轮系统含230个自由度的弯扭耦合等效动力学模型。该模型考虑了轮齿时变啮合刚度、双列调心滚子轴承接触刚度、齿轮传动误差以及齿侧间隙等非线性因素影响,分析了刀盘转矩以及偏载倾覆力矩作用下的传动系统时频动态响应特性。研究结果表明,齿轮和两侧调心轴承的振动频率成分主要为齿轮啮合频率以及轴承外圈通过特征频率;齿轮动态啮合力与轴承滚道接触力的最大幅值均发生在相应啮合频率及其倍频处,呈现明显的低频振动特性;在偏载工况下,主驱动各组小齿轮与内齿圈之间的啮合力存在明显的不均载现象。

基于有限元法泥水盾构机刀盘的设计与优化

针对地层中复杂多变的软土环境,通过设计原理与仿真试验,提高了大泥水盾构机刀盘的强度与刚度。以盾构机刀盘为研究对象,建立辐条、辐板个数等因素为变量的刀盘三维结构模型,通过二次正交旋转试验确定辐条个数与辐板个数最优配比的刀盘。结果证明:当辐条个数为8个、辐板个数为8个时,质量指数为267250 kg,总变形指数为22.1 mm,应力指数为736.4 MPa,与优化结果基本一致,得到性能最优的刀盘。

隧道衬砌台车制作工艺研究

隧道衬砌台车作为隧道建设中的重要工程装备,其制作工艺对于隧道工程的质量和进度具有重要影响。本研究旨在深入探讨隧道衬砌台车的制作工艺,通过系统分析和实践验证,总结出一套高效、稳定的制作流程。本文首先介绍了隧道衬砌台车在隧道工程中的作用,其次,对隧道衬砌台车结构与功能进行了分析,最后,通过对各种材料的选择和加工工艺的优化,提高了隧道衬砌台车的整体性能和使用寿命。通过一系列的探究,明确了隧道衬砌台车的制作方式,以此来提高隧道工程的施工效能。

世界高铁最大直径泥水平衡盾构机成功下线

日前,由中铁隧道局、中铁工程装备集团联合研制的世界高铁最大直径泥水平衡盾构机——崇太长江隧道“领航号”在浙江杭州成功下线。

泥水盾构穿越闽江砂层江面冒浆处置及刀盘脱困技术

以某城际铁路江面冒浆事件为例,分析江面冒浆及刀盘抱死原因并研究相关处置技术措施。通过现场实践可知,采取的相关技术措施可靠有效,且周边建筑物安全稳定,并可快速完成处置恢复掘进,可为类似盾构穿越江河施工提供借鉴。

砂卵石地层盾构施工参数对邻近建筑变形的影响研究

为了降低砂卵石地层盾构施工对邻近建筑物的影响程度,文章基于Midas GTS NX有限元软件构建模型,对不同顶推力、注浆压力和浆液强度下盾构邻近建筑物变形规律进行分析。结果表明:建筑物的沉降变形和水平位移随着顶推力增大而逐渐增大,随着注浆压力和浆液强度增大而逐渐减小;顶推力越小,注浆压力和浆液强度越大,建筑倾斜率越小;当盾构千斤顶推力为110 kPa、注浆压力为190 kPa时,建筑的沉降变形相对较小,并宜选择强度高的注浆材料。

基于自主纠偏算法的隧洞盾构机施工掘进姿态控制方法

隧洞盾构机掘进施工过程中,单一的姿态调节参数保持固定不变,使得构机施工轴线偏差较大。因此,提出基于自主纠偏算法的隧洞盾构机施工掘进姿态控制方法。运用三角网格算法,对隧洞施工空间环境地图进行剖分处理,建立掘进空间栅格地图;在栅格地图中分析每个盾构单环掘进的线性位移过程,获取盾构机施工掘进具体姿态。与期望施工掘进姿态进行对比,计算出当前盾构机施工位姿偏差,结合PID控制算法和BP神经网络,设计新型自主纠偏算法,根据实时位姿偏差,自适应调整姿态调节参数,实现盾构机施工姿态纠偏控制。算例测试结果表明:新研究控制方法应用后,盾构机施工的轴线偏差不超过10mm,满足了掘进姿态控制标准要求。

盾构机设备安全增项改造浅析

针对盾构设备施工过程中存在的安全隐患进行深入研究,分析盾构设备增项改造并从实践中总结经验,提出相应的解决方案。改造和优化盾构设备,不仅可以提高施工效率,还可以有效降低事故风险。结合广州地铁10号线、合肥地铁6号线等项目,阐述盾构机施工设备增项改造的必要性和可行性,并分析盾构机施工安全隐患。实践表明,增项改造可以更加直接有效地了解施工情况,为施工过程中的安全隐患提供可行的解决方案,以期为盾构设备的施工安全提供一定参考。

基于NSGA-Ⅱ的盾构机土压力自动控制技术研究

针对传统盾构机土压力控制方法存在的不足,提出一种基于非支配排序遗传算法Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmsⅡ,NSGA-Ⅱ)的多目标优化控制策略。该策略综合考虑了土压力跟踪性能、刀盘扭矩波动等多个目标,通过自适应遗传算法实现了参数的在线优化,同时集成了智能感知、实时调控等功能模块,构建了一个高度智能化的自动控制系统。仿真实验结果表明,所提出的控制策略能够有效提高土压力控制精度、抑制扭矩波动等,为实现盾构施工智能化提供了新的解决方案。

马来西亚云顶隧道TBM整体组装与分体组装的差异化分析

马来西亚云顶隧道长16.4km,开挖洞径8.98m,采用2台敞开式TBM施工。受组装场地所限,云顶1号TBM采用整体组装、整体步进方案,云顶2号隧道TBM采用分体组装、边组装边步进的方案。文章以2种方案的大件布置、组装工艺、组装工效进行对比分析,说明2种TBM组装方式的优缺点,为后续项目提供借鉴。

大直径泥水盾构常压刀盘设计使用浅谈

随着大直径泥水盾构的需求越来越广泛,在复合地层施工,常压刀盘是大直径泥水盾构的首要选择,合适的常压刀盘设计将极大的促进施工效率。本文以汕头苏埃通道所使用的中铁装备大直径泥水盾构机常压刀盘为例,以施工实际浅谈大直径泥水盾构机常压刀盘相关针对设计,以供参考。

数字化转型背景下的盾构产业发展思考

通过分析盾构产业竞争发展现状,梳理传统盾构技术、盾构产业品牌发展存在的问题,提出在数字中国发展战略下,盾构产业要抓住建筑业向数字化、智慧化方向发展的契机,实现数字化转型。通过数字盾构研发及应用、组织设计、管理改革以及数字盾构的品牌宣传,聚焦科技创新,盾构产业可以走出一条新的高质量发展之路。

渣土改良对刀盘结泥饼的影响分析

隧道盾构施工穿越不良地质易发生结泥饼现象,进而引起刀盘磨损、施工进度延缓等问题。基于此,以长沙地铁1号线南湖路-铁道学院区间隧道为研究对象,通过现场监测分析盾构掘进参数异常现象。结合塌落度试验、渗透试验、直剪试验,分析不同泡沫掺入比对改良渣土的塌落度、渗透性以及抗剪强度的影响。研究结果表明:当隧道掘进至不良地质后,盾构掘进参数发生异常,在合理的范围内添加泡沫改良剂,有利于盾构机掘进施工。

盾构设备及其应用概述

盾构机是盾构施工重要的机械设备,在城市地下轨道交通建设中发挥重要作用,文章主要概述了盾构机及其重要组成部件,其中包含不同盾构机的类型和其适用的地层条件以及不同盾构刀盘的结构形式、适用地层、优缺点,不同盾构刀具的类型、适用地层、优缺点等。

大型隧道管片拼装机的设计研究

为了满足盾构机大直径化对管片拼装机的设计要求,对拼装机受力工况进行了分析计算,给出了真空吸盘的面腔要求及加工要点,为真空吸盘的设计加工提供了参考。