基于可重构数字孪生体的公路隧道运行管控仿真研究

为降低公路隧道机电系统设计、建设及运维阶段的时间和经济成本,从根本上保障机电系统的高质量、高标准运行,提出了基于可重构数字孪生体的公路隧道运行管控仿真方案:1)制定数字孪生体重构策略;2)构建数字孪生体与虚拟可编程逻辑控制器之间的I/O接口;3)在数字孪生体中对可编程逻辑控制器进行硬件在环仿真。仿真结果表明:该方案提供了更易于访问和高保真度的测试方法和场景,利用数字孪生体代替物理实体测试不同的设计和实现策略,能尽早发现并整合问题,制定更理想的解决方案。

运营公路隧道预防性养护研究初探

为满足现代运营隧道养护需求,"预防为主、防治结合"的养护思想被提出,预防性养护成为隧道养护未来发展的趋势之一,目前国内隧道预防性养护研究还处于起步阶段。文章通过将全寿命周期运营阶段相关养护思想与运营隧道的实际情况相结合,初步探索提出运营公路隧道预防性养护的理念,以及对该理念下研究的隧道性能、养护管理、养护成本三要素进行了初步分析,为运营隧道养护技术研究提供参考与借鉴。

中梁山公路隧道通风效果测试分析

中梁山隧道是在20世纪80年代中后期开始设计修建的我国第1条特长公路隧道,已开通营运15 a。研究了该隧道原有通风系统运行状况。对洞内CO浓度、烟雾能见度和风速等现场测试数据的分析表明,右线隧道现有通风模式能满足现在交通的需求;左线隧道在现有通风模式下,烟雾能见度大大超出现规范规定,营运环境极差,已不能满足现在交通的需求,需进行改造。并提出了改善营运条件的技术建议。

隧道壁清洗车在城市隧道高效清洗研究与应用

隧道壁清洗车是集合机、电、液为一体的特殊清洗设备,可以对隧道壁、检修道和其他重要部位进行有效清洗,清洗范围大,能提高隧道环境的卫生水平,保证隧道交通的顺畅和安全。通过自动避障控制系统让隧道壁清洗车的滚刷始终保持在最佳的靶距位置,提高隧道清洗车自动化程度和清洗效率;并针对隧道全方位保洁提出一套可行的高效联合保洁作业模式。

既有铁路隧道衬砌钢拱架安装槽快速开槽技术综述

采用人工手持混凝土切割机、凿毛机等通用机具进行既有铁路隧道衬砌钢拱架安装槽开槽施工,存在机械化程度低、开槽速度慢、难以满足隧道病害快速整治要求且施工安全难以保证等问题。在调研国内外隧道病害整治开槽方法和设备现状的基础上,基于金刚石锯片切削混凝土属于脆性破坏机制,提出"组合式刀具一次切削成槽"的隧道衬砌钢拱架安装槽开槽方法及施工工艺;针对水射流切割技术,提出隧道衬砌钢拱架安装槽"水射流切槽"施工工艺;针对切割轮和环形轨道开槽机,提出"多次切削成槽"方法及施工工艺。基于"组合式刀具一次切削成槽"、"水射流切槽"和"多次切削成槽"3种开槽施工技术,提出既有铁路隧道衬砌钢拱架安装槽开槽设备的研制建议。

DTJG56地铁运营隧道加固车设计

地铁隧道加固车以多功能平板车为载体,车体上布置安装机械臂、立柱旋转起重机、电缆卷盘等,主要功能为钢管片吊装、运输、安装、定位、焊接等,也可以用于物资材料搬运,是机电液一体化隧道加固专用设备。隧道结构整体变形包括:接缝张开、管片错台、管片变形等,会对盾构隧道结构的安全承载造成较大威胁。该文针对地铁隧道结构中出现的整体变形问题,结合地铁运营隧道参数和隧道修复对设备要求,在分析常见隧道破坏形式的基础上,设计一种地铁运营隧道加固车。详细介绍地铁隧道加固车的主要结构、整体布置形式、多功能平板车和钢管片安装机械臂等,说明加固车的施工流程、车辆结构计算及动力学分析。

常压更换刀具换刀程序和改进方案

介绍南京长江隧道项目盾构机常压更换刀具的换刀程序,该换刀方法适用于直径较大且进行了特殊设计的盾构机,详细阐述常压更换刀具的拆卸步骤、操作方法和注意事项。为了便于在常压下检查刀具固定螺栓的连接情况,对常压更换刀具设计提出了改进意见。对具备常压更换刀具功能的盾构机在常压下检查、更换刀具具有借鉴意义。

基于摄像测量原理的公路隧道快速检测系统应用与发展

为满足运营隧道高效检测需求,基于摄像测量原理的公路隧道快速检测系统应运而生。结合现场应用,将该检测系统与人工检测技术进行对比分析,发现该系统:1)检测效率高、可识别一定程度的病害;2)存在检查项目有限、桩号及病害定位误差、病害识别失真等缺陷。

地铁隧道智能巡检机器人

本项目旨在设计一种地铁隧道智能巡检机器人,实现巡检地铁隧道中的各种环境参数是否符合要求,包括隧道中的含氧量、气压、有害气体、隧道内壁是否存在缝隙漏水积水等情况,以及钢轨表面是否存在裂纹、烫伤等故障。同时该机器人具有照明功能以应对线路中较为黑暗的地段。本机器人可实现全自动化检测,主要通过图像识别技术以及传感器技术实现。如果机器人发现异常,会将异常点相对于出发点的距离和异常类型上传到隧道维修工人的接收端,以便对异常情况进行处理。

公路隧道结构预养护理念与技术研究

隧道结构预养护技术能延缓隧道损伤进入快速发展期,节约总体成本,而国内对于隧道结构预养护方面的研究刚刚起步,建立一套结合原有养护规范的预养护体系已迫在眉睫。文章结合15版隧道养护技术规范的养护分级思路,深入阐述了预养护理念,提出预养护条件下状况值标准,并对原有养护技术规范提出修改建议,给出预养护技术措施,建立了隧道结构预养护体系。对隧道长期保持良好的工作性能,节约养护成本具有重要意义。

应用移动台架进行隧道二衬混凝土养护技术

高速铁路对隧道二衬混凝土强度要求高,目前施工中存在养护工序控制不严的问题,影响了混凝土的耐久性。研发了移动台架用于隧道二次衬砌混凝土养护,介绍了移动台架结构、养护施工工艺及关键施工技术。该技术具有操作简便、操作速度快、质量效果好等特点,适合推广。

巡检机器人在公路隧道中的应用设计

近年来,随着机器人产业和人工智能技术的发展,巡检机器人在公路隧道的应用尝试也在增多,一直面临着如何解决巡检机器人集成应用、如何统一巡检机器人相关标准规范、如何降低业主方投入成本等问题。在此背景下,本文对巡检机器人在公路隧道应用的设计进行了探索,提出了模块化、标准化的设计方案,提出了机器人轨道和挂载接口的设计要求,提出了关键指标参数要求。对机电设计提供参考,对行业的发展指出优化方向,促进公路隧道巡检机器人的发展应用。

粉砂性土层中盾构施工措施的优化改进

文章以杭州地铁一号线隧道工程为依托,分析了土压平衡盾构在粉砂性土层中推进易碰到的问题,并进行了相应的改进;针对实际掘进中盾构刀盘和螺旋机叶轮的磨损规律,通过试验对比,提出了切实有效的耐磨加固措施,并取得了很好的效果;通过对原泡沫系统的不足进行优化改进,使泡沫系统简单化、成本节约化;针对不同大小的推进力进行试验,得到了该地层施工中的最优推进力。通过一系列优化改进措施,本工程得以安全、高效地完工,可为今后粉砂性土层盾构隧道施工提供借鉴。

基于遗传算法的清洗车机架机构铰点位置优化

鉴于清洗车工作装置机架连杆机构的铰点位置直接影响油缸的最大工作压力,文章在分析清洗车工作装置运动的基础上,以液压缸的最大作用力最小为目标函数,建立针对铰点位置的优化模型;采用遗传算法,利用Matlab优化工具箱,对铰点位置进行优化;根据优化结果,建立隧道壁面与声屏障清洗车工作装置的动力学模型,比较优化前、后液压缸的受力情况。优化结果表明,优化后的铰点位置大大降低了液压缸的工作压力。

大直径泥水盾构针对长距离施工的优化

大直径泥水盾构在复杂砂卵石地层中长距离掘进施工,盾构经常会受到刀盘刀具磨损严重、进排浆管及阀磨损严重、破碎机及泥舱门故障和突发事件等因素影响而导致停机,从而降低了盾构设备的性能,严重时将直接威胁施工安全。为了优化盾构设计、方便检修及降低施工风险,对北京某项目12 m级泥水盾构在施工过程中出现的问题,通过对刀盘刀具、泥水循环系统、破碎机和泥浆门、电气系统、监控检测系统等的优化,提高了设备的利用率和施工效率,降低了施工风险和施工成本,确保了人员和设备的安全。

公路隧道预防性养护探究

文章结合国内外有关公路隧道养护和预防性养护的研究和我国公路隧道病害调查分析研究,从四川省的公路隧道现状出发,对四川省公路隧道预防性养护内容进行了研究。根据公路隧道的具体建设状况,提出已建公路隧道将预防性养护的重点在于衬砌裂缝和渗漏水的处置;在建隧道则应在隧道交付使用前由运营养护单位对隧道建立完整的信息库;而正在设计的隧道则应考虑地震对隧道的影响。

浅议土压平衡盾构机刀具的配置、维修和管理

盾构机刀具配置、维修和管理是盾构施工设备管理的重要内容。文章着重介绍了盾构机刀盘的特点和刀具布局,以及分类、维修和盾构施工掘进中刀具的管理;针对不同地层情况,提出了刀盘选型和刀具配备方式;结合深圳地铁2号线东延线2222标段盾构施工实例,对刀具的配置情况、维修和失效形式等作了进一步阐述。

铁路隧道衬砌状态检查车研制及运用

通过对国内外隧道衬砌、隧底检测技术和装备进行对比分析,结合我国铁路隧道衬砌状态检测需求,对车载地质雷达系统的主要技术指标和关键技术问题进行了探讨,提出了隧道状态快速检测车的技术方案,研制了铁路隧道衬砌状态检查车。该车可同时对衬砌5条测线、隧底3条测线进行检测,实现了全隧道的无损检测,最高检测速度可达10 km/h,并在新建和既有铁路上得到成功运用,显著提高了铁路隧道无损检测的效率,减轻了劳动强度。

地铁盾构管片预埋槽道质量及性能研究

地铁盾构管片预埋槽道因应用环境与施工技术不同,有别于其他项目对预埋槽道的相关要求。以兰州地铁盾构管片预制工程为例,从预埋槽道的疲劳、抗拔、抗剪方面进行力学性能研究;从耐火、绝缘、防腐、抗碱方面进行物理性能研究;从槽道的固定、槽口保护进行施工固定技术研究。结果表明:在地铁盾构隧道中采用预埋槽道替代传统化学锚栓与金属支架配合的方式切实可行,并具有:(1)改善安装环境;(2)延长隧道使用寿命;(3)节省维护成本等优点。为其应用提供技术依据,为建立国家质量验收标准提供理论依据。

港珠澳大桥东人工岛隧道现浇暗埋段结构防裂技术

港珠澳大桥东人工岛现浇暗埋段为大体积混凝土结构,设计使用年限120 a。介绍了施工过程中采取的合理设置施工缝、缩短两次浇筑时间间隔、根据实时温控数据合理安排冷却循环水时间以缩小混凝土内外温差,以及合理养护等一系列防裂措施,使大体积混凝土结构从浇筑开始至养护结束处于全程监控且可控状态,从而有效避免了有害裂缝的发生。