全断面隧道掘进机主轴承受力分析及不拆解状况下的检测方法

文章主要分析了全断面隧道掘进机主轴承三列滚子的结构形式及不同工况下受力状况。并通过计算分析,阐明了全断面TBM主轴承三列滚子的磨损情况与主轴承寿命的相互关系。为隧道工程项目提出了一套具有参考价值的主轴承定期磨损检测方案。

全断面隧道掘进机在城轨项目中适用性及施工进度影响因素探讨

为了研究全断面隧道掘进机在城轨项目的适用性,通过查阅相关资料、调研相关案例,分析了全断面隧道掘进机应用于城市轨道交通中的优势和劣势,并分析始发、掘进、过站3方面因素对施工进度的影响。

全断面隧道掘进机智能制造与运维发展现状及趋势

分析全断面隧道掘进机行业存在的难题、挑战与智能化发展的意义,重点论述全断面隧道掘进机行业智能制造、智能运行、智能维护、智能安装与机器人应用等技术的研究与发展现状。提出全断面隧道掘进机智能化制造和智能化运行维护技术的发展方向:1)亟待建立装备制造与运维数据共享机制;2)亟待突破多源异构数据采集智能终端开发与多层制造生产协同等关键技术;3)研发机制-数据混合驱动的云边端分布式智能运维系统,推动隧道工程智能建造的进程;4)逐步跨域构建“以用户为中心”的制造/运维价值网服务平台,实现全断面隧道掘进机制造/运维产业转型升级。

中国全断面隧道掘进机制造行业2022年度数据统计

据中国工程机械工业协会掘进机械分会统计,2022年,中国共生产全断面隧道掘进机700台,销售额共计约243亿元。其中:生产全断面隧道掘进机数量最多的3家企业分别为中铁工程装备集团有限公司(248台)、中国铁建重工集团股份有限公司(232台)、中交天和机械设备制造有限公司(110台);销售额最多的2家企业分别为中国铁建重工集团股份有限公司(约94亿元)和中铁工程装备集团有限公司(约88.73亿元)。2022年中国全断面隧道掘进机生产企业生产数量和销售额统计见图1和图2。

全断面隧道掘进机再制造设备监理管理

全断面隧道掘进机(以下简称掘进机)设备监理有利于保证掘进机再制造质量、促进该行业持续良性发展,也有利于在非标设备再制造行业树立设备监理应用的典范。本文详细阐述了掘进机再制造设备监理项目重难点、监理要点,分析了掘进机再制造监理实施的可行性及产生的良好的效果,通过掘进机再制造监理的成功案例证明设备监理在大型非标设备再制造行业的应用是必须的且经济成果斐然。

全断面隧道掘进机刀具异常磨损的识别分析

针对全断面隧道掘进机(TBM)施工过程中刀具过度磨损或异常磨损的识别问题,在分析TBM掘进效率影响因素和进行掘进状况无监督模式识别的基础上,利用现场掘进数据,得到场切深指数fFPI和切割系数C在不同掘进状况下的相互影响规律,据此提出以两者作为TBM刀具异常磨损的二维特征识别参量,确定了此空间中的刀具异常磨损决策阈值。TBM刀具磨损的预测和异常磨损识别方法的确定,对于保障TBM的安全掘进以及提高其利用率和经济性具有重要意义。

全断面隧道掘进机破岩机理离散元分析

将基于微观胶结试验得到的岩石微观力学模型植入离散元软件,模拟滚刀破岩过程并重点分析滚刀破岩各阶段的宏微观机理.结果表明:滚刀破岩过程按破岩阻力和侵入深度的关系可以分为3个阶段,即加载阶段、卸载阶段和残余跃进阶段;破岩过程中的胶结破坏主要分为拉破坏和剪扭破坏2种类型,其中,中裂纹主要由拉剪扭复合破坏引起,斜裂纹主要由拉破坏引起,证实了张拉破坏理论.加载阶段是滚刀破岩的必经阶段,卸载阶段是滚刀破岩的关键阶段,有效利用卸载阶段破碎特性可以提高破岩效率.

对全断面隧道掘进装备智能化的一些思考

简要介绍人工智能技术的发展现状、智能工程装备的发展趋势以及全断面隧道掘进装备智能化的国家需求,指出掘进装备智能化将成为隧道工程领域的重大技术挑战和未来行业竞争热点;提出复杂环境下全断面隧道掘进装备智能化面临的科学挑战:1)复杂工况下掘进状态识别与地质环境感知,2)地质环境与装备掘进运行参数映射规律与匹配,3)多子系统掘进作业的智能规划与协同控制;分析掘进装备智能化的现有研究基础,指出环境与状态感知、施工参数自适应动态调控、多系统协调控制与多目标优化等理论与应用存在的不足;提出掘进状态感知、掘进参数工况自适应动态调控、掘进参数数据挖掘计算、掘进参数的智能优化和决策以及多系统协调智能化控制等包含全断面隧道掘进机设计、制造及运行等各个环节的智能化设想。

全断面隧道掘进机刀盘裂纹尖端应力强度因子收敛性分析

针对全断面隧道掘进机刀盘裂纹损伤及寿命预测等工程问题,提出了基于子模型技术的应力强度因子求解方法,并用含裂纹的矩形钢板对该方法进行了验证,分析了裂纹网格参数对刀盘裂纹尖端应力强度因子的收敛性影响。结果表明,钢板的应力强度因子数值和理论计算结果最大相对误差为3.6%。同时得到了保证刀盘应力强度因子求解精度和效率的裂纹单元网格参数,为结构的裂纹扩展寿命预测提供了参考。

全断面隧道掘进机滚刀破岩尺寸效应离散元分析

为了给室内模型试验或数值模拟试验提供直接的指导及实际工程间接的参考,将基于微观胶结试验得到的合理的岩石微观力学模型植入离散元软件,模拟了不同试样尺寸滚刀破岩过程并分析了各因素对滚刀破岩过程的影响.结果表明,不同试样尺寸滚刀破岩过程按破岩阻力和侵入深度的关系均可以分为3个阶段,即加载阶段、卸载阶段和残余跃进阶段;室内模型试验中,滚刀刃宽与岩石试样宽度的比值(相对比值)存在一个临界值,当试验中选取的相对比值小于该临界值时,可以减小试验过程中的边界效应.

全断面隧道掘进机简述

0引言 全断面隧道掘进机（Full—face Tunnel Boring Machine）简称TBM。1851年，美国工程师Charles Wilson设计了世界上第一台可连续掘进的隧道掘进机，但由于设计上存在难以克服的滚刀问题，无法与当时刚诞生的钻爆法相媲美，致使其无用武之地。

敞开式全断面隧道掘进机开挖软弱破碎围岩隧道的施工方法

西安-南京铁路桃花铺1号隧道是继西康铁路秦岭特长隧道之后采用敞开式掘进机施工的又一座长大铁路隧道。结合工程实践,总结了TBM进入软弱破碎围岩的判别方法、遇到的主要问题,提出了"超前探测,管棚注浆,调整参数,适速推进,减少扰动,防止坍塌"的施工原则,和"密排拱架,搭焊钢管,网板结合,及时喷锚,封闭塌腔,回填密实"的处理措施。

全断面隧道掘进机工作参数匹配规律的挖掘与利用

为提高隧道掘进机工作效能和利用率,以采集的秦岭隧道工作数据为对象,分析研究了不同掘进状况下工作参数间的匹配规律,对比分析了各类掘进状况下的切削比能,获得了掘进机正常掘进状况下的FPI与切割系数C的制约方程,得到了软、硬岩条件下的推进力、扭矩需求方程,并且从统计角度获得了切割系数的概率密度分布函数。所获得的相关规律以及处理方法,为掘进状况的预测和掘进参数的优化提供了一定的知识和技术支持,对于掘进机的性能评价和掘进机设计都具有重要的参考价值。

中国全断面隧道掘进机标准的现状和发展方向

针对全断面隧道掘进机研发工作对设计验收标准的需要,介绍了国内和国外同类标准的发展现状,并给出了国内标准制定的未来发展方向。

中华巨龙待崛起——高端装备制造业之全断面隧道掘进机

2010年10月18日,国务院正式颁布了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,其中对于高端装备制造的范畴做出了明确的界定：以干支线飞机和通用飞机为主的航空装备、卫星及其应用产业、高铁及城市轨道交通装备、海洋工程装备、智能制造装备。

全断面隧道掘进机施工产生的缺陷对水工隧道的危害

本文着重讨论使用TBM施工产生的缺陷对水工隧道的危害。

全断面隧道掘进机(TBM)在设备选型及隧洞选线设计中应注意的问题

全断面隧道掘进机(TBM)因其独特优越的技术性能,广泛应用于长隧道掘进中,为克服其自身的不足,避免产生施工缺陷,本文就TBM设备选型、隧洞设计规划方面需要注意解决的相关问题,进行了研究探讨。

全断面隧道掘进机同步清理台车研究

通过全断面隧道掘进机(TBM)同步清理台车的研究,减少同步衬砌与TBM掘进施工之间的相互干扰,减少资源占用,加快TBM同步衬砌的施工速度,保证TBM持续稳定快速掘进,节约大量施工成本,创造更大的效益。

全断面隧道掘进机滚刀预切槽破岩数值模拟

针对现有全断面隧道掘进机(TBM)滚刀破岩研究对预切槽破岩的破坏原理阐释不深、切槽影响规律揭示不明的问题,构建了基于泰森多边形算法的等效晶质岩石材料的颗粒簇离散元模型,分析了不同预切槽辅助下滚刀贯入岩石的密实核演化、裂纹扩展和成碴破坏等过程,并进行小型刀具静压破岩试验验证了数值模型的可靠性。进行数值模拟,研究了切槽角度、位置、间距等结构参数对裂纹分布、破岩载荷和贯入比能的影响规律。仿真结果表明:基于预切槽弱化围岩和密实核传力双重机制的错缝预切槽破岩方法可极大提高硬岩破碎效率,“窄直切槽、错缝切削、滚刀中置”是最优的切槽结构及排布模式,建议预切槽开口角度为0°、滚刀贯入点和预切槽交错布置且滚刀位于相邻预切槽正中、预切槽最优间距为80 mm。该研究为TBM滚刀破岩机理研究提供了有效手段,为探究辅助滚刀破岩的预切槽合理结构提供了理论依据。