应特别重视TBM及盾构机监控系统的作用

1概述全断面掘进机主要包括全断面岩石掘进机—TBM（图1）和盾构机（图2）,在国内水利、铁道、交通、地铁等工程建设中已被逐步推广应用,充分体现了TBM及盾构机在施工中发挥了＂快速、优质、 经济、安全、环保”的优点。近几年又有一条条宏伟隧洞、隧道工程采用TBM或盾构机施工．现今已陆续胜利贯通．如：武汉、南京、上海长江过江交通隧道．

EPB/TBM双模盾构机转换模式技术研究

文章结合深圳地铁8号线大小梅沙区间直径6680 mm EPB/TBM双模盾构机模式转换工程,就模式转换技术问题,应用有限元模拟法及关键吊耳实时监测方法来加强模式转换过程中的过程把控,同时提供一种创新型门架在拔出螺旋输送机中的应用及整体换模施工步骤优化。通过对模式转换重难点的分析,提出提高模式转换施工安全和效率的建议。

盾构、掘进机技术在建设体制和管理方面应走专业化的道路——中国土木工程学会隧道及地下工程分会理事长郭陕云在隧道掘进机(盾构、TBM)专业委员会第六次学术与技术研讨会(暨新型无轨TBM推介会)开幕式上的发言(摘录)

我国近些年来以至今后一个相当长的历史时期，都会是国民经济发展的高速阶段。基本建设方兴未艾。隧道及地下工程作为基础设施建设必不可少，其重要性非常突出，甚至无可替代。盾构及掘进机技术在隧道及地下工程建设中发挥的作用日益强势。随着盾构及掘进机技术的不断完善和提高，盾构及掘进机的技术性能越来越好，其应用覆盖面越来越大。总的发展趋势为：原来只能用于软岩和土质的盾构有了一定的硬岩掘进能力；原来只用于硬岩掘进的TBM也具备了在软岩及断层破碎带中的适应能力。

TBM型盾构机在新景公司保安分区8^#煤回风巷的应用

为提高破岩效率,加快掘进工作面推进速度,缓解采掘接替紧张的问题,以阳煤集团新景公司保安分区8~#煤回风巷为试验对象,提出采用TBM型盾构机进行大断面岩石巷道的掘进工艺。实践表明,TBM盾构机的掘进速度提高了近4.5倍,较好地实现了岩石巷道快速掘进的目标。

隧道掘进机（盾构TBM）专业委员会

“隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会”是由中国土木工程学会隧道及地下工程分会在六届四次常务理事会会议上讨论通过成立的．挂靠单位为中国中铁隧道股份有限公司。2006年10月29日，专业委员会创立大会在河南郑州隆重召开，委员会聘请王梦恕、卢耀如、周丰峻三位工程院院士作为顾问，对委员会的工作进行指导。大会讨论通过了《隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会工作细则》。隧道及地下工程分会理事长郭陕云同志到会祝贺并做了重要指示。会议选举产生主任委员1名，副主任委员I5名，秘书长1名，委员59名，

盾构机及TBM设备监造的实践与探索

本文结合数台盾构机及TBM施工设备监造的实践与经验,阐述了盾构机及TBM监造工作的内容和模式,通过实例介绍了盾构机监造点的设置,并对影响盾构机制造进度的因素进行了分析。

浅析双模盾构机TBM模式穿越重大风险源的施工工艺

地铁隧道侧穿快速路高架桩基、地下室,下穿城楼村居民房是地铁盾构施工中的重点和难点,属于重大风险源。针对福州地铁4号线第3标段林浦站一城门站区间双模盾构机TBM模式穿越重大风险源的施工工艺进行了分析,并提出了相关保障措施,为同类地铁盾构施工提供参考。

中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路

简要分析我国盾构、掘进机隧道修建技术的现状,包括水下盾构隧道、地铁盾构、TBM隧道和山岭TBM隧道的技术现状。通过列举典型工程案例,分析总结我国盾构、掘进机隧道技术存在的问题:1)水底公路隧道盾构直径过大,2)单层管片衬砌的耐久性不足,3)护盾式TBM有很多局限性,4)土压平衡盾构不是万能的,5)隧道线路标高选择不合理,6)工程建设中存在4大不合理。针对这些问题提出解决建议:1)一般情况下,水底公路隧道盾构直径不宜超过12 m;2)增设二次模筑混凝土衬砌,形成复合衬砌结构;3)取消护盾式TBM,提倡采用开敞式TBM;4)盾构选型时,应同时考虑比选泥水盾构、土压盾构和开敞式无刀盘盾构;5)避开在岩层交界面上选线;6)工程建设一定要坚持科学发展观。为盾构、掘进机隧道的设计和施工提出新思路,包括:1)无刀盘的开敞式网格盾构,2)压缩混凝土衬砌,3)TBM导洞超前再钻爆法扩挖,4)风井始发盾构。最后,指出大直径盾构不是发展方向,长距离掘进(>2 km)时,深埋盾构施工才是发展方向;并提出琼州海峡隧道采用盾构法施工(深埋优于浅埋),渤海湾海峡海底隧道采用直径为10 m的TBM+钻爆法施工,台湾海峡隧道采用深埋方案开敞式TBM+钻爆法施工的想法。

DDA模拟TBM破岩机理

TBM是现代隧道开挖的主要工具,掘进开挖在许多隧道中己得到了成功应用,目前,在国内许多施工过程中,由于地质条件极其复杂,岩体坚硬并且岩性变化大,导致TBM刀圈出现卷刀、崩口、断裂、刀圈移位磨蚀度偏大及空磨刀等现象,严重影响了挖掘进度和挖掘效益,针对这些问题,本文阐述TBM破岩的一般机理,在此基础上用DDA简单模拟岩体在各种结构面组合下有荷载作用的破坏,更直观反映破岩过程。

盾构机推进液压系统设计

盾构掘进机是一种集机械、电气、液压、测量导向、控制、材料等多学科技术于一体、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备。盾构法施工以自动化程度高、施工速度快、安全可靠、对周边环境影响小等优点,已广泛用于地铁、地下隧道、饮水工程等项目。推进系统是盾构机的关键系统,它主要承担着推进任务,同时能够实现姿态控制。文章简要介绍6.28m土压平衡盾构机的推力计算、推进油缸的规格参数和数量的确定、推进液压系统设计;推进油缸的控制等。

TMB隧道掘进机盾构刀圈改进性研究

随着轨道交通的发展,隧道施工的效率日益重要。TBM隧道掘进机作为山体岩石隧道施工的重要工具,其所用刀具的好坏直接影响工程进度。国内TBM隧道掘进机所用盾构刀圈在进行硬岩、次硬岩隧道施工时易失效、破损,作业效果略显不佳。针对此种情况,主要对盾构刀圈的使用环境、刀体材料、硬质合金、耐磨层材料进行全面分析研究,以提高TBM盾构刀圈在硬岩、次硬岩隧道施工中的使用效果。

复合地层EPB/TBM双模盾构风险分析及针对性设计

文章依托深圳地铁8号线二期工程大梅沙站—小梅沙站区间盾构隧道工程,针对区间穿越盐梅路桥桩、穿越建筑物、砂质黏性土-花岗岩复合地层中刀具磨损问题和施工控制等施工风险,通过地质情况剖析、施工风险及应对措施分析,引出传统盾构机的设计缺陷及不足并加以比对,最后通过对刀盘、螺旋机、驱动部位、填充方式、防沉降措施等方面进行设计,系统地提出EPB/TBM双模盾构的针对性设计,为后续类似地层及风险条件下EPB/TBM双模盾构机选型提供参考。

挪威首个隧道工程采用TBM盾构施工

挪威首个隧道工程按计划在1月采用TBM盾构机进行施工，该项工程将历时22年。直径7．2米的罗宾斯盾构机刀盘转动仪式在2013年11月底举行，该盾构机将用于Rossaga水力发电工程隧道段的施工。

城际铁路盾构选型研究

针对深惠城际铁路大鹏支线龙坪3号工作井至坪山站区间盾构施工存在穿越中、微风化花岗岩、岩溶和断裂带等不利地质条件以及周边环境复杂等特点和难点,介绍盾构机选型的原则和适用条件,着重从盾构掘进模式、掘进速度、单循环时间、每天进度指标和每月进度指标等方面进行掘进工效测算分析,从人工费、刀具、电力消耗、设备及周转材料摊销等方面进行掘进成本测算分析,结果表明,采用土压/TBM双模盾构代替土压平衡盾构不仅可兼顾复合地层和长距离微风化硬岩地层的掘进需求,在费用及工期方面也更具优势。研究成果可为类似工程提供参考。

TBM推进系统动力学特性分析

为了研究硬岩掘进机推进系统对初始条件的响应,建立了多自由度TBM动力学模型。应用分形理论,考虑了撑靴与岩壁的变刚度,通过对系统的数值计算,得到了系统在各个方向的响应,并分析了在不同初始条件下系统的动态响应。结果表明:主机X方向的初始位移和绕Y方向的初始角度对推进系统的姿态影响很大;当初始偏移0.01 m时,系统会发生0.18 m的偏移;当初始偏移1°时,系统会发生1.4°的偏移。这样对盾构机的姿态调整会产生很大挑战,甚至会使盾构机偏离计划路线无法完成掘进工作。研究结果对TBM掘进过程中的姿态控制有一定的指导意义。

中砂岩地层TBM掘进三维离散元研究

以补连塔斜井施工为依托工程,采用离散元方法对TBM掘进过程进行三维数值模拟以研究TBM掘进参数和围岩变形规律。研究表明,一定范围内,中砂岩地层中刀盘扭矩与正面阻力随掘进速度基本呈线性增长,初始掘进阶段若顶进速度过快施工参数会出现较大峰值,可能超过机器额定值影响其工作效率。地层受扰动程度则随着开挖速度加快而不断减小。

全断面隧道掘进机在矿井工程施工中的应用

简要介绍了TBM工法在煤矿矿山建设领域的优势及传统施工方法的缺点;分别以煤矿平硐和斜井工程为例,详细介绍并分析了盾构机和TBM两类产品的设计参数、应用难点及施工效果,并对其在矿井开拓工程领域的发展趋势进行了展望。

隧道掘进机技术及其在我国的发展和应用

掘进机在隧道工程中得到了越来越广泛的应用。该文主要介绍了隧道掘进机的分类、发展简史以及近半个世纪以来在我国的应用情况,同时,简要分析了隧道掘进机的未来发展趋势,以及在我国发展中存在的问题、有利条件以及应用前景。最后,针对隧道掘进机在我国的应用情况提出了几个值得思考的问题。

基于小波时频分析和Inception-BiGRU模型的盾构滚刀偏磨故障诊断

盾构机(tunnel boring machine, TBM)滚刀在重载、冲击和地质复杂的环境中服役,极易发生偏磨等失效故障,因此,掌握滚刀的磨损状态、实现基于数据驱动的滚刀偏磨故障诊断并指导滚刀的运维尤为重要。提出了一种基于小波时频分析和Inception-BiGRU模型的诊断模型以提高滚刀偏磨故障诊断效率。以滚刀为研究对象,在多功能缩比滚刀试验台上进行直线破岩试验,采集滚刀破岩时产生的振动加速度信号。采用连续小波变换获取反映振动信号时频域特征的小波时频图,进而以Inception模块的不同大小卷积核自适应地提取时频图中的多尺度空间信息,并通过添加双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent units, BiGRU)使模型可更为准确地学习到时频图中丰富的时序依赖性关系,模型的超参数由贝叶斯优化算法确定。4种不同偏磨程度滚刀的诊断试验表明所提模型能够有效提取时频图中滚刀的偏磨特征并完成滚刀偏磨状态识别,实现端到端的盾构滚刀偏磨故障诊断。模型平均诊断准确率可达到98.5%,其诊断准确度和稳定性均优于其他常用算法,证明了所提方法的可行性。

中国全断面隧道掘进机发展历程、成就及展望

系统分析全断面隧道掘进机(特指盾构和TBM)装备技术在中国不同发展阶段的特征,并将其在中国的发展历程划分为艰辛探索自主研发、国外制造国外施工、国外制造自主施工、联合制造自主施工、自主制造自主施工、中国技术走出国门6个阶段。从重大工程建设、重大装备技术、技术发展特点3方面对中国盾构/TBM技术的发展成就进行系统性总结,并提出:1)以大瑞铁路高黎贡山隧道为代表的超长山岭隧道、深圳春风隧道为代表的城市地下隧道、汕头海湾隧道为代表的穿江越海隧道等重大工程的修建,促进了盾构/TBM装备技术取得前所未有的进步;2)以大直径泥水盾构、异形掘进机及复杂环境下TBM装备等为典型代表的重大装备技术,在自主设计制造能力方面取得较大突破;3)盾构/TBM技术呈现出由常规断面向超大/微小断面、单一模式向多模式、圆形断面向异形断面、传统水平方向向多维度发展的特点。从多元化、智能化的角度,展望了未来全断面隧道掘进机的发展趋势,并从“地质可感”“装备可掘”“施工可控”3个方面,对隧道智能化装备与施工技术体系进行了论述,为工程勘察设计、装备选型设计及施工技术发展提出了新的研究方向。