单护盾全断面隧道掘进机法施工对管片接头受力和变形的影响规律

管片接头的受力情况与变形量直接影响隧道的安全性与防水性。以重庆轨道交通5号线大竹林停车场—重光站区间为例,分析单护盾全断面隧道掘进机法施工时的施工荷载,建立荷载-结构模型,仿真计算管片接头的受力与变形,并用实测数据予以验证。根据计算结果,在转弯段,围岩条件越不利,埋深越深,接头处变形就越大,安全系数也就越低。

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。

全断面掘进机(TBM)在超特长隧道施工中的应用研究及发展

文章深入探讨了全断面掘进机(TBM)在超特长隧道施工中的应用,并对其未来发展趋势进行了评估。文章指出,TBM技术作为隧道施工的关键技术,以其高效、安全和环保的特点被广泛认可。文中分析了TBM在超特长隧道施工中的具体应用,特别是在面对复杂地质条件、提高施工效率和保障工程安全方面的优势。同时,预测了TBM技术未来的发展方向,包括技术创新、环境可持续性和智能化管理,为超特长隧道建设提供了参考。

煤矿井下用全断面掘进机安全技术要求研究及建议

煤矿井下用全断面掘进机是最新引入煤矿井下施工的大型巷道掘进装备,有效地改善了煤矿巷道建设过程中掘进速度慢、效率低等问题。介绍了煤矿井下用全断面掘进机结构组成、分类以及工作原理,并基于煤矿井下用全断面掘进机性能研究,结合煤矿瓦斯爆炸环境和工作特点提出了适合煤矿井下用全断面掘进机的安全技术要求和建议,为煤矿井下用全断面掘进机设计制造、安全使用提供了技术指导和参考。

小转弯曲线隧道TBM选型与掘进姿态调控方法

小转弯隧道施工时全断面隧道掘进机(full-section tunnel boring machine,TBM)的选型设计和掘进姿态控制具有特殊性,目前还缺乏通用的理论依据和指导方法。针对此问题,首先,对传统类型TBM小转弯选型进行研究,结合已有项目数据和几何模拟,确定传统类型TBM能适应的最小转弯半径。然后,对双盾敞开式TBM的推进系统和导向系统进行针对性设计,通过分析双盾敞开式TBM推进系统结构和实际施工,提出转弯时双盾敞开式TBM推进油缸内外侧行程差值的理论计算方法和施工过程中的姿态调控方法。最后,得出如下结论:1)当隧道转弯半径小于200 m时,敞开式TBM适应难度较大,需要采用双盾敞开式TBM;2)结合抚宁抽水蓄能电站项目实际施工情况,提出的双盾敞开式TBM的理论计算方法和姿态调控方法确保了转弯段隧道的轴线偏差在要求范围内。

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。

基于实例推理的全断面岩石隧道掘进机刀盘主参数设计方法

刀盘主参数设计是全断面岩石隧道掘进机的关键问题,是影响其掘进性能的决定性因素。刀盘破岩机理复杂,刀盘须针对围岩属性进行适应性设计,充分利用先前刀盘设计实例中积累的成功经验和数据至关重要。提出基于实例推理的刀盘主参数设计方法。给出刀盘设计实例的表示方法;根据实例属性特点,给出各种属性的局部相似度计算方法;针对取值为区间数的实例属性,提出一种基于属性值概率分布的区间相似度计算方法;运用组合修改实例的方法获得新刀盘的主参数设计方案。经工程应用实例设计表明,该方法设计结果较好。

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。

敞开式全断面隧道掘进机通过不良地质地段的措施和施工方法

研究目的:铁道部1997年引进的两台TB880E型TBM由德国Wirth公司生产,该机型的结构及技术性能参数以西安安康铁路秦岭特长隧道为设计对象,主要适用于硬岩隧道的掘进施工,属敞开式硬岩TBM。TBM如何通过软弱围岩是一个世界性的难题。研究方法:结合西安南京铁路桃花铺1号隧道的工程实践,研究预防TBM施工事故的措施和施工方法。研究结论:提出了“超前探测,支护紧跟,调整参数,适速推进,减少扰动”20字方针。对于施工过程中出现的各种坍方如何处理进行了说明,总的处理措施是“及时喷锚,加密钢架,搭焊钢管,网板结合,封闭坍腔,回填密实”。TBM顺利、安全通过不良地质地段的措施和方法在桃花铺1号隧道的掘进后期得到很好的验证。

全断面隧道掘进机施工方法探讨

隧道的全断面施工方法主要有钻爆法、全断面隧道掘进机施工法和混合法施工等三种。一般情况下,隧道所处环境及所穿过的地质条件都很复杂,因此就其施工方法的选用而言,目前尚没有统一的标准。通过对国内外隧道(洞)工程施工实例的总结,全面分析了影响隧道施工方法选择的因素及应采取的相应措施。结合隧道用途及所需隧道的几何形状和尺寸,建立了隧道施工断面和所需隧道断面的数学模型,通过对此数学模型的求解,比较了全断面隧道掘进机施工和钻爆法施工的各自特点,在此基础上给出了根据所需隧道几何形状及尺寸应考虑的施工方法。文中还对这些施工方法的特点、应用范围、影响因素等内容进行了初步探讨,以期有助于我国隧道施工技术水平的提高。

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。

隧道全断面掘进机在超长隧道施工中的应用研究

对于隧道全断面掘进机的使用,通常需要在机械压力的作用下,完成对岩石的切割和破碎。在开展大型地下隧道开挖施工作业时,该类设备的运用具有高度机械化、自动化的特性,虽然技术操作比较复杂,但具有优质、安全、快速、高效等多重优势。作为新型隧道施工技术中的一种,在使用隧道全断面掘进机这一核心设备的时候,利用全断面掘进机法进行施工操作,将掘进、出渣、衬砌、灌浆等工序一气呵成,保证全断面一次成型,整体施工进度比较快,具有良好的安全性,一般对通风的要求比较低,可以有效减少衬砌支护工程。本文也超长隧道施工为背景,分析对隧道全断面掘进机的相关应用,以期为相关人员提供参考和借鉴。

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。

“铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南”将推动铁路隧道掘进机施工技术的发展

研究目的:随着我国铁路运输及城市地铁交通的快速发展,隧道施工机械亦不断改进和完善,铁路隧道掘进机施工技术需进一步规范,总结过去隧道经验,积极推行铁建设[2007]106号文件精神,保证隧道施工的进度、质量及安全迫在眉睫。研究结论:通过国内外典型施工案例说明,当符合相应施工地质条件时,掘进机发挥出快速、安全的优势;若不掌握可靠的地质条件、或地质条件不满足掘进机施工的要求时,掘进机不仅不能表现出来优势,反而会造成工期和经济上的损失,这是技术指南最基本的准则。

全断面隧道掘进机护盾受力监测及卡机预警

全断面隧道掘进机(简称TBM)在穿越深部软弱地层时围岩收敛变形较大,围岩容易挤压护盾,导致TBM卡机,影响TBM正常掘进。通过分析TBM卡机灾害孕育过程,得到了预测TBM卡机的重要条件:一是围岩变形量大于预留的空间,二是额定推力不能克服摩擦阻力。为了监测实际工程TBM卡机状态,提出了一种监测护盾变形的方案以及护盾受力的计算方法,可通过监测得到的变形估算护盾的受力,进而计算出护盾受到的摩擦阻力,得到TBM卡机的状态。根据TBM受到的摩擦阻力、TBM正常掘进时所需推力和TBM额定推力之间的关系,将TBM卡机状态分为4个等级,即无卡机、轻微卡机、卡机和严重卡机,并提出了对应的处理措施。结合TBM卡机条件以及护盾受力监测方案,提出了TBM卡机灾害预警流程。在兰州水源地输水隧洞工程中应用了该监测方案和卡机灾害预警流程,应用结果表明,预测的卡机状态与TBM实际状态基本一致,说明该方法具有一定的可靠性,对指导TBM隧道施工具有重要意义。

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。

全断面岩石隧道掘进机(TBM)施工超前处置技术综述与思考

TBM施工过程中遭遇的复杂地质条件越来越多,超前处置是减少和避免复杂地质条件下TBM施工过程中频繁卡机最可靠的途径。为此,结合TBM施工实践,从3个方面总结10项现有处置技术,用来应对破碎、软弱、富水、完整硬岩、岩爆等地质问题,分别为:1)在掌子面或掌子面前方施作的掌子面超前处置技术,包含刀盘清理脱困、掌子面超前注浆、地表注浆和人造节理4项措施;2)在护盾尾部或护盾后方施作的后置式超前处置技术,包含超前注浆、超前小导管加固和超前管棚加固3项措施;3)从适当位置施作的导洞法超前处置技术,包含小导洞法、迂回导洞法和超前导洞应力释放法3项措施。针对TBM施工超前处置,提出5个方面的思考和建议:1)减少TBM在不适宜地质洞段的施工占比;2)提高TBM工法的地质适应性;3)提高超前地质预报的准确性和及时性;4)动态设计,合理决策;5)健全规范、标准、定额等管理体系,促进TBM科学应用与推广。

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.

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。