八盘岭隧道机械化施工中柴油机废气的综合治理

本文针对新线铁路隧道机械化施工中柴油机废气对作业人员身体健康的危害,提出了净化,助燃、通风、保养和个人防护5项综合治理防护措施,为解决废气污染问题,确保施工生产的正常进行,保证广大职工身体健康,提供了一个有效途径。

复杂施工环境下地铁隧道机械法施工的工筹技术方案

地铁隧道施工环境复杂,工程制约因素多,采用机械法施工时,经常面临机械掘进连续性差、矿山法车站与机械法区间施工相互干涉,以及机械始发、过站、接收、平移、吊出等技术难题。以青岛地铁6号线土建03标工程为依托,综合考虑沿线地表环境及地质条件,结合各站施工工法、工序组织及线路整体工筹,通过对初拟工筹技术方案细化、比选、优化、调整,形成适用于复杂施工环境的成套机械法施工地铁工程筹划技术方案。

隧道掘进机清渣机械臂运动控制

清渣机械臂采用阀控液压缸系统,具有建模不确定性与强非线性特征。为提高清渣机械臂运动的准确性,提出一种轨迹追踪运动控制方法。基于清渣机械臂缩尺试验台模型,根据改进D-H法建立清渣机械臂运动学模型,基于拉格朗日法建立清渣机械臂非线性耦合动力学模型。针对动力学模型的建模不确定性,使用径向基函数神经网络逼近模型中的未知项,神经网络中的权值使用自适应方法进行在线调节。建立清渣机械臂仿真模型进行验证,结果表明,该方法可以确保清渣机械臂轨迹追踪过程具有较小的误差。

岩石隧道掘进机不良地质施工处置技术

岩石隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)凭借其高效优质、作业安全等特点在铁路、公路、地铁、水利水电等领域广泛应用,在普通地质环境下推广顺利。复杂地质环境下致灾源多,如硬岩岩爆、软岩大变形、断层破碎带、涌水突泥等不良地质使TBM施工频繁出现围岩坍塌、支护失效、卡机淹井、设备损伤等问题。本文结合工程案例,从超前主动加固、注浆及锚固、管片支护、撑靴加固4个方面总结现有施工技术,以应对TBM穿越不良地质导致的刀盘卡机、护盾抱死、初期支护变形过大、撑靴打滑等问题,提升TBM在不良地质环境下的适应能力,为类似工程提供参考。

隧道掘进机快速拆装举撑液压系统仿真

针对隧道掘进机(TBM)在施工现场因空间限制无法满足调试所需较大空地的问题,设计一种用于TBM洞内快速拆装变位的举撑液压系统。该液压系统由4组顶升单元构成,通过4组顶升单元同步运动实现TBM的起吊和举撑;液压顶升单元由4根四级液压缸、液压控制系统、激光位移传感器和机架构成。基于AMESim建立四级液压缸、变量泵和比例节流阀以及整个顶升单元的液压仿真模型,通过仿真分析负载下液压缸运动的速度、位移和压力曲线。结果表明:改变比例节流阀的输入信号可以实现四级液压缸速度的变化;泵出口压力可由比例溢流阀调整;在2.5×105 N的额定负载下,四级缸的换级工作腔压力逐级上升;随着换级,活塞杆伸出速度逐渐上升。与理论计算对比显示,建立的TBM洞内快速拆装液压系统顶升单元的AMESim仿真结果和理论值基本吻合。

敞开式TBM隧道穿越断层破碎带防卡机技术研究

隧道TBM穿越断层破碎带等不良地质易发生卡机风险,严重影响施工进度和安全。在大凉山1号隧道工程中,针对TBM穿越断层破碎带不良地质条件,分别总结刀盘卡机、盾体卡机及刀盘盾体卡机机理。基于现场勘察和实测数据,分析刀盘卡机现场概况及掘进参数变化情况,提出有效的预防卡机预处理技术。基于有限元分析确定最佳注浆加固范围,进一步提出TBM卡机脱困措施。研究表明,TBM掘进至断层区域后,刀盘扭矩提升、推力减小,掘进参数变化加剧。因超前地质预报可有效探测不良地层信息,故应预先采取注浆加固、适应性改造TBM、增强设备配置等有效措施。

隧道式叶丝回潮机槽体内粘附问题的研究改进

在隧道式叶丝回潮机槽体内高温、高湿的工作环境下,大量烟草物料会粘附在槽体内壁,在机械振动和饱和蒸汽喷射作用下,湿团烟丝掉落后混入物料是造成黄斑烟支产生的重要原因,同时会使物料消耗急剧增加。对槽体门盖进行改进,通过在门盖内加热装置、提高门盖内表面平整度等措施,提高其保温性能。经实践检验,叶丝回潮机槽体粘附量平均值由改进前的每批次4.52 kg降低至0.62 kg,有效降低黄斑烟支产生隐患及物料消耗。

隧道掘进机泡沫添加剂发泡效果的试验研究

泡沫添加剂作为隧道掘进机施工中重要的土体改良剂,其系统组成、发泡效果在很大程度上影响着实际施工,尤其是在较为复杂的地层中。针对隧道掘进机泡沫添加剂系统中出现的发泡效果不佳等问题,研制并搭建试验平台,通过模拟设置掘进机实际施工参数,探索对比测试影响泡沫发泡喷射效果的诸如不同发泡倍率等6种因素,为泡沫系统的设计开发提供试验数据。

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。

基于多源异构数据下的地铁隧道掘进机预测模型研究

文章以某地铁区间现场数据为依托,建立隧道掘进机掘进速度LSTM预测模型,在此基础上,对比分析地质参数对该预测模型的精确度影响,为挖掘出更有效的信息,将各影响指标先进行动态因子模型降维后,再进行数据训练。结论如下:①LSTM时间序列模型可以很好的预测隧道掘进机掘进速度,预测精确率高达99.02%,且F1值均在95%以上;②考虑地质参数对隧道掘进机掘进速度的影响后,模型预测精确率由96.91%提高至99.02%;③通过动态因子模型数据降维后再进行数据训练,模型预测精确率从98.96%提高至99.02%。相关研究可为隧道掘进机重大掘进装备的多源异构混合数据建模提供参考和借鉴。

隧道掘进机在抽水蓄能电站的应用分析

隧道掘进机(TBM)在我国铁路、水利等项目中被广泛应用,在抽水蓄能电站建设中也逐渐开展。目前,小断面TBM在排水廊道等施工中得到成功应用,大断面平洞TBM施工在河北抚宁项目中得到初步验证,大断面斜井TBM应用仍处于示范初期。影响TBM施工经济性的因素包括工程量、施工综合成本和TBM设备价格等。本文分析了TBM在抽水蓄能电站中的应用现状、经济性以及未来发展建议,为抽水蓄能电站建设提供参考。

隧道掘进机刀具配套轴承材料及性能研究

鉴于隧道掘进机在复杂地下环境中的关键作用,刀具配套轴承的材料选择至关重要。研究不同材料轴承的特点,并对轴承材料性能进行全面对比,旨在为隧道掘进机刀具配套轴承的材料选择提供科学、准确的参考依据。

岩石隧道掘进机刀盘驱动制动器的创新设计与应用

在岩石隧道掘进机施工过程中,维保人员需要经常进仓检查或更换滚刀。为了防止作业时刀盘转动,保证工作人员的安全,需要对刀盘制动驻车。现有的制动方式主要为湿式多摩擦片液压制动器,在实际使用过程中存在维修不便、使用寿命较短、价格昂贵等缺点。为解决上述问题,文章发明了1种结构简单、制动可靠、维护方便和使用寿命长的新型结构,在实际应用中取得了良好的效果。

隧道掘进机滚刀对岩石破碎的影响研究

随着隧道掘进技术的逐步发展,盾构法已经逐步取代爆破法成为隧道掘进作业的主流技术。首先分析了岩石表面破碎的4个过程。然后,通过多功能振动接触试验机建立滚刀破岩石的试验环境,研究了滚刀刃角、刃宽和刃形的变化对破岩效果方面的影响。综合不同滚刀在粗糙度指数和比能耗方面的试验结果认为:在刃角方面,0°刃角的滚刀更适合于硬岩掘进;在刃宽方面,刃宽越大,破岩效果相对越好;在刃形方面,平头刀有着较好的破岩效果,但弧形刀的能耗更低。

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。

超微型隧道掘进机在C40混凝土中的掘进试验

TBM在硬岩掘进中尺寸越小,功能越受限,由于刀具尺寸,材料,驱动动力等多方面因素制约。本文将国内首次尝试直径283mmTBM在C40混凝土工况下的掘进试验过程做介绍,并通过该项目总结经验,解决长距离微小尺寸掘进的工程难题,起到一定的借鉴意义。

基于UDEC的隧道掘进机滚刀破岩数值模拟研究

现今全断面隧道掘进机(TBM)施工方法在长大深埋隧道工程中已被广泛采用,对滚刀破岩关键技术的进一步认识具有重要的工程价值。为了研究滚刀破岩机制,分析刀圈断面形态、岩石强度和节理角度对其的影响,运用UDEC方法建立了滚刀贯切岩石的二维数值系列模型,对TBM滚刀破岩过程进行了仿真。分析表明:滚刀破岩是滚刀下岩石拉破坏和剪破坏的综合反映,拉破坏是裂纹萌生与扩展的主要驱动机制;刃宽较大的平刀与刃角较大的楔刀破岩效果较好;平刀与楔刀在软岩中破岩效果相近,平刀在硬岩施工中比楔刀的破岩效果好;滚刀对节理角度为30°～60°的岩石破坏效果较好,由于楔刀的"劈裂"作用,楔刀比平刀更适合用于贯切含有节理的岩石。

岩石节理倾角和间距对隧道掘进机破岩特性影响的试验研究

为了研究岩体节理参数(节理间距和节理倾角)对全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀破岩效果的影响,对实际条件进行简化,在改进的试验装置上进行压头作用下相似材料的变形、破坏试验。采集整个加载过程中压头的侵入深度和荷载数据,并采用相机实时拍摄,获得试件表面破坏的发展过程以及最终破坏形态。试验结果表明,当节理倾角一定时,随着节理间距增大,达到跃进点的贯入荷载值增加,侵入功以及主裂纹扩展能量也都呈增大趋势,当α=0°、90°时,抗侵入系数基本一致,当α=30°、60°时,抗侵入系数逐渐增大。当节理间距一定时,随着角度的增加,跃进点荷载、抗侵入系数、侵入功以及主裂纹扩展能量都呈现先减小后增大趋势,在α=30°时,各值都为最小值。根据试件破坏后形态分析发现,节理的空间特征对裂纹扩展模式有明显的控制作用,对破坏区域的形成也有明显的限制。

隧道掘进机刀群与盘体支撑筋耦合布置设计

刀盘是全断面隧道掘进机(Tunnel boring machine,TBM)的关键部件,TBM刀盘系统设计直接关系掘进效率和可靠性。刀盘系统设计的关键是复杂岩石边界下刀群布置设计与刀盘盘体结构设计,二者相互耦合,相互影响。分析刀群与盘体支撑结构之间空间位置耦合以及支撑结构与刀盘强度刚度之间的非线性耦合关系,建立刀群与盘体支撑结构耦合布置优化模型,提出多子系统协同进化的刀具适应性布置与盘体结构耦合设计方法。以引洮工程为例进行验证,结果表明:支撑筋初始安装角与刀盘强度、刚度之间存在非线性函数关系,多子系统协同进化方法求解出的刀群与支撑筋耦合布置方案的最大等效应力、最大变形量、不平衡力矩、不平衡力、顺次角度等指标相比原方案降低了30%以上,以此证明提出的耦合优化模型及其求解方法的可行性和有效性,可为TBM刀盘系统设计提供一定的借鉴与方法支撑。

隧道掘进机在我国应用的进展

我国应用隧道掘进机近半个世纪,特别是实行改革开放以来,掘进机得到广泛应用,并且取得许多经验和教训。大中型水利水电工程、铁道、高速公路工程显示了开敞型TBM适合于良好的地质环境,而双护盾TBM适合中等地质条件。在石灰岩地区,用传统的钻煤法比较合适。盾构机在中国也得到广泛应用。在今后10～30 a中,南水北调整西线工程、海底隧道将要建设,市政工程、铁路和高速公路将提高建设速度,可以预期,TBM在中国将得到越来越多应用。