EPB盾构螺旋输送机的参数多目标优化

为了提高EPB盾构螺旋输送机的输送效率,减小输送机螺旋体的磨损并降低运输过程中的功率损耗,结合离散元软件EDEM、NSGA-Ⅱ优化算法和熵权TOPSIS法,提出一种盾构用螺旋输送机结构参数优化方法。通过离散元软件EDEM按照设计好的正交试验进行仿真,得到输送机的质量流率、螺旋体平均磨损量和运行功率性能指标,并对仿真的可靠性进行验证。利用Matlab软件将仿真得出数据进行拟合,建立多个结构参数间的性能指标函数。采用NSGA-Ⅱ算法对螺旋输送机参数进行优化,得到Pareto前沿解集,并由熵权TOPSIS法确定最优解。结果表明:当螺旋输送机安装倾角为24.69°,螺距为613.25 mm,螺旋内径为696.34 mm,螺旋轴径为211.88 mm时,输送机整体性能最好,其他条件相同的情况下,质量流率提高了10.56%,螺旋轴磨损量减小了8.64%,功率损耗降低了6.41%。研究结果对EPB螺旋输送机的设计改进有一定的参考价值。

EPB盾构机推进系统振动响应分析

盾构机推进系统可以看作一个振动系统,为了研究土压平衡式(earth pressure balance,EPB)盾构机推进系统对初始条件的振动响应,用模态迭加法推导了无阻尼系统对初始条件的振动响应计算公式,在此基础上考虑地基弹簧的影响建立了五自由度无阻尼EPB推进系统振动模型,并推导了该振动模型对初始条件的振动响应.分析算例振动响应得出了绕X轴和Y轴的初始角度对推进系统的姿态影响很大.当初始角度为1°时,盾构机推进系统就会发生高达27.53°的偏转,这样对盾构机姿态角的调整会产生很大的挑战,甚至会使盾构机偏离计划路线太多无法完成掘进工作.研究结果对工程上EPB盾构机掘进过程中姿态角调整具有一定理论指导意义.

EPB盾构机刀盘开口模式与刀盘盘体结构耦合设计

以某地铁标段施工盾构为研究对象,针对EPB盾构机的刀盘的开口模式与盘体结构设计之间相互影响、耦合的特点,首先建立根据边界条件与三轴实验获得的岩土颗粒微观参数构建盾构刀盘与岩土相互作用的刀盘系统离散元数值模型,研究盾构刀盘开口率对刀盘挖掘过程的影响规律。在此基础上,建立基于渣土流动性的刀盘结构参数优化设计模型,在AWE下对刀盘的整体结构进行优化设计。研究结果表明:在某地质条件下,开口率为35%,中心开口占45%的刀盘挖掘效率较高且满足螺旋输送系统工作条件。

广州地铁二号线EPB盾构隧道研究综述

本文在分析、总结国内外相关文献和材料的基础上 ,结合广州地铁二号线首期工程 ,着重分析了盾构隧道掘进机的选型 ;盾构隧道衬砌接头刚度的确定和优化设计 ;盾构隧道衬砌结构的抗震设计分析 ;土压平衡 (EPB)盾构隧道工程信息化施工现场监测技术 ;EPB盾构隧道动态施工全过程三维有限元模拟等急需解决的问题 。

EPB盾构信息化管理系统在广州地铁的应用

针对广州地铁二号线赤岗-鹭江区间盾构隧道工程,在分析盾构法隧道施工过程以及工程特点、施工扰动引起周围土体变形的规律、土压平衡盾构各种施工参数对施工变形的影响程度、盾构隧道土体及相关构筑物的沉降监测方法的基础上,对盾构隧道工程数据进行合理的分类,开发了“盾构隧道施工多媒体监控与仿真系统”软件。建立了工程信息数据库、施工监控与施工参数自动采集、地面沉降预测、盾构施工参数控制和地表沉降三维可视化显示等功能,通过多种数据查询器对工程信息实行集中维护和查询,进行地层及相关构筑物和管线沉降的预测、报警,并根据监测数据对盾构施工参数进行控制。

EPB盾构机土仓压力分布有限元数值模拟

结合某地铁施工实例,采用有限元方法数值模拟了土压平衡盾构机的土仓压力。通过计算刀盘开口率不同的土仓压力分布,建立了盾构机土仓的承压隔板压力与开挖面压力的关系,研究了刀盘开口率对盾构机土仓压力分布的影响。通过回归分析,得到刀盘开口率与压力传递系数之间的映射关系。数值模拟结果表明,有限元模拟结果与现场观测值基本一致。

EPB盾构泡沫系统设计缺陷与改进

通过对现有EPB盾构在掘进过程中泡沫系统存在的缺陷进行分析与研究,提出了详细的改进设计思路与措施,从而极大地降低了土压平衡盾构在掘进过程中发生堵塞的概率,提高了盾构的掘进速度,具有一定的实用和推广价值。

EPB盾构机工作面土压力和油缸推力合理优化

基于Rankine的主动和被动土压力理论,采用解析方法建立了合理确定EPB盾构机工作面压力方法,给出了EPB(Earth Pressure Blance)盾构机随埋深和土体力学参数的变化关系。根据力的平衡原理,推导了EPB盾构机推力与盾构机埋深、土体力学参数和盾构机几何尺寸的解析表达式。数值计算结果表明,所提出的推力计算方法与现场实际采用的数值基本一致。

西雅图项目隧道超大型EPB盾构发现缺陷

本刊今年第一期报道了日立造船制造的世界第一大直径盾构Bertha（直径17．52m，质量6700t）将被运至西雅图。 工人在日本拼装工厂发现刀盘驱动受损，该超大型EPB盾构将用于西雅图Alaskan Way隧道开挖项目。按照计划，该盾构将在几周后运往西雅图，并在6月3日始发。

富水砂层EPB盾构气压作业安全风险评估与控制措施研究——以佛山地铁为例

为综合评价富水砂层EPB盾构气压作业安全风险,文章基于文献研究法、专家调查法、RBS、模糊层次分析等理论方法对佛山地铁湾登区间EPB盾构气压作业施工风险进行识别、分析、评价。研究得出,EPB盾构带压作业风险等级为中度,盾构机保压设备故障、地层稳定性差、不良气体逸散等因素产生的风险较大。依据评估结果,综合研究了带压作业难点及控制措施,有效降低气压作业过程中的风险。

复杂工况富水地层EPB盾构气压开仓技术研究

结合具体工程实例,阐述了在高水位、复杂地质和复杂环境条件下,通过对地层合理加固、掌子面建立泥膜和气压等辅助措施,保证了掌子面的稳定和进仓作业人员的安全,并指出此次开仓是对以往气压开仓法的完善,对今后类似条件下盾构开仓作业积累了宝贵的经验。

基于欧洲规范体系下的EPB盾构隧道掌子面稳定性分析与研究

立足于以色列"Red Line Project"工程实际,以常年驻海外岩土-结构设计的工作经验为支撑,分析总结了暗挖盾构隧道掘进过程中,欧洲规范体系下掌子面稳定性分析的设计理念与设计流程;采用国际普遍认可的分析理论,对EPB盾构隧道推进过程中,所需的各项工程参数(包括掌子面支承压强、注浆压强、压缩空气压强等)进行了适宜的分析与计算,为盾构掘进过程中的稳定性评定提供了强有力的依据,实现了盾构隧道掘进的全信息化监控,而不再局限于盾构操纵人员的个人经验;针对多层地质以及混合掌子面条件下的稳定性分析,给出了适宜的解决方案,以满足实际工程复杂地质的要求;采用Plaxis 3D岩土有限元分析软件,对不同的掌子面支承压界限值下所引起的地面沉降/隆起进行了数值分析,结果显示:各项界限压力值下所引起的地面沉降/隆起以及地层体积损失率均符合欧洲规范要求,所采用的分析理论与计算方法正确适用,对海外设计工作者具有一定的指导意义。

EPB盾构主要部件维护措施

EPB盾构广泛应用于我国铁路建设、公路交通、水利水电、城市轨道交通、矿井建设、大规模的输气、输电、输水工程等基础设施建设。随着城市化进程的加快,EPB盾构在未来的城市共同管廊(自来水管道、排污管道、煤气管道、热力管道、动力管道、通信电缆等综合管道小直径隧道)建设开发中将发挥重要作用。本文主要从EPB盾构主要部件维护角度,细化EPB盾构的操作方法与控制手段能够有效提高液压设备的工作性能,进而提高电气系统中的中心性能。通过重点分析EPB盾构主要部位维护措施,为其他工程应用提供借鉴。

浅谈EPB盾构掘进方向修正

1前言 为了控制盾构的方向，测量盾构的位置，求得盾构与设计线的相对位置和盾构的姿态，然后分析沿隧道设计线掘进所需的方向修正量。通过分析可知，为使盾构向目标方向前进需要选择推进千斤顶，以控制盾构方向。一般的盾构机方向控制遵循以下顺序：

EPB盾构机盾体装配工艺技术探究

EPB盾构机又称土压平衡盾构机,是一种集机、电、液压、控制、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备。目前,应用广泛,结构复杂,掘进效率高。盾体是盾构机的核心部件,是一个钢结构圆柱体组件,该组件的壳体即护盾,对挖掘出的尚未衬砌的隧洞段起着临时支撑作用,承受周围土层的压力,有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。盾构机沿着隧道轴线切割土壤并向前推进,在盾构外壳的保护下完成隧道掘进、出渣和衬砌工作,最终穿透隧道。

EPB/TBM双模盾构复合地层掘进参数及适应性研究

研究目的:为探究EPB/TBM双模盾构在复合地层中的掘进适应性,本文基于深圳地铁12号线怀德站—福永站及13号线留仙洞站—中间风井区间的EPB/TBM双模盾构施工案例,对比分析不同掘进模式下的掘进参数和能源消耗情况的变化规律,以期为类似工程提供参考。研究结论:(1)双模盾构在软土地层采用EPB模式保证掌子面稳定,硬岩地层采用TBM模式规避掘进速度低及刀具磨损等风险;(2)掘进参数变化规律在软土段EPB模式下表现为“低转速、高扭矩、高推力”,硬岩段TBM模式表现为“高转速、低扭矩、低推力”;(3)微风化岩层TBM模式的推进速度较EPB模式在中风化岩层提升了38%,有效掘进时长占比提升约106.7%;(4)双模盾构能源消耗较软土地层EPB模式并未明显增加;(5)本文研究可为双模盾构在复合地层中的掘进适应性提供参考。

水泥稳定盾构渣土的收缩性能研究

针对土压平衡(earth pressure balance,EPB)盾构渣土的资源化再利用问题,开展水泥稳定EPB盾构渣土作为路用材料的收缩性能研究,主要通过干缩试验及温缩试验进行评价。结果表明,EPB盾构渣土的干缩系数在前31天变化明显,温缩系数则随着温度的升高呈现波动性上升趋势;水泥掺量的增加不仅会影响EPB盾构渣土体积对温度、水分变化的敏感程度,还会进一步增强温度对体积的影响;与常用的水泥稳定碎石相比,EPB盾构渣土受掘进工艺影响缺少大粒径骨料的嵌挤作用,因而收缩性能较差。因此,在EPB盾构渣土施工过程中不仅需要严格控制水泥用量,还应掺入些许骨料调整其级配。

全断面硬岩地层EPB/TBM双模盾构不同掘进模式应用情况对比分析

EPB/TBM双模盾构针对不同的地层选择不同的掘进模式,在全断面硬岩地层采用TBM掘进模式来提高掘进效率,由于缺少数据分析和案例支撑,项目为减少模式切换风险,在全断面硬岩地层采用土压模式掘进。文章依据深圳EPB/TBM双模盾构施工项目,通过分析在全断面硬岩地层EPB模式和TBM模式的掘进参数,得出在全断面硬岩地层TBM模式较土压模式的掘进优势。在全断面硬岩地层掘进时,TBM模式的掘进进尺高于EPB模式,TBM模式刀具消耗低于EPB模式,且TBM模式的振动可以通过稳定器得到缓解,说明了硬岩地层切换为TBM模式的必要性,为EPB/TBM双模盾构类似工程是否模式切换提供参考依据。

浅埋EPB盾构盾尾同步注浆压力分析及在隧道工程中的应用

基于Terzaghi松散体土压力理论,分析浅埋EPB盾构因同步注浆引起其上覆土体的沉陷和隆起两种破坏模式,建立盾尾同步注浆压力的计算模型,推导地表处于沉陷破坏和隆起破坏两种极限状态时对应的注浆压力值,得出了注浆压力值取值区间的理论解,为实际盾构施工注浆压力值的设定提供理论依据。将该理论公式应用于某实际工程,证明了该注浆压力合理取值区间可作为施工的参考。

浅埋EPB盾构土舱压力研究

基于Rankin土压力理论,分析浅埋EPB盾构土舱内土体与掘进面上土体之间的相对位移关系,建立盾构前方及其上覆土体处于弹性平衡、主动极限平衡和被动极限平衡三种状态下的土舱压力计算模型,推导得出了地表处于无变化、沉陷和隆起所对应的土舱压力界限值,得出了盾构施工土舱压力取值区间的理论解。结合某盾构施工实例,验证了该理论解的有效性,为盾构施工时土舱压力这一施工参数的选取提供了理论依据。