双支撑工作模式下TBM撑靴与围岩接触仿真

撑靴为TBM的前进及稳定性提供保障,与围岩的接触是否均匀直接影响工作的稳定性,针对撑靴与围岩接触会因为应力分布不均匀而导致支撑不稳或围岩坍塌等问题,以新型TBM的撑靴为研究对象,根据试验台的三维模型创建撑靴和其他机构之间的力传递特性,建立双支撑工作模式下撑靴与围岩的接触模型,采用有限元方法研究撑靴与围岩接触面应力、位移分布。结果表明:撑靴与围岩的综合应力分布较为均匀,在周向尺寸上分布在-18°~18°范围内,撑靴接触表面最大应力为13.3 MPa,围岩接触表面最大应力为4.03 MPa。撑靴接触表面综合位移中间小、两端大,而在围岩接触表面综合位移中间大,向四周位移逐渐减小。并且运用赫兹公式对有限元分析的结果进行验证,误差为0.5 MPa,表明分析结果可靠,为提高整机稳定性提供了参考。

基于掘进参数的煤矿巷道围岩特征识别方法研究

在煤矿巷道TBM掘进中,为及时识别出掘进过程中的破碎围岩状态,提出了1种基于掘进参数的煤矿巷道围岩特征识别方法。首先根据掘进中撑靴油缸行程参数的异常变化,判断TBM掘进由稳定围岩段进入破碎围岩段,由此得到围岩稳定段和转变段数据集,然后基于数据集分析掘进参数的相关性和识别能力,选取识别围岩破碎特征的掘进参数,最后使用长短期记忆(LSTM)模型进行预测,根据掘进参数预测结果分析得到识别指标,完成后续区段围岩破碎状态的识别。将该方法应用在某煤矿瓦斯治理巷道上,LSTM模型对掘进参数预测的精确度高于98%,根据预测结果计算掘进参数的相对误差百分比作为识别指标,以5%的相对误差百分比为阈值识别围岩的破碎状态,识别出在3个数据段存在破碎围岩状态,与撑靴油缸行程的判断一致,表明该方法能够有效识别围岩的破碎特征,具有智能化程度高、对施工干扰少的优点。

DSUC型双护盾TBM小净距段掘进技术研究

西镇站~青岛站区间TBM掘进隧道开挖线净距逐渐变小,左右线隧道开挖线净距由6 m逐渐减小,左右线出洞处隧道开挖线净距最小为0.56 m。右线TBM隧道先行掘进施工,待左线TBM掘进时,左线TBM撑靴需要的顶推力会对右线隧道洞壁产生较大反力,将会对小净距隧道先行掘进隧道管片及周边围岩产生较大影响。通过合理控制掘进技术参数,采取对先行洞安装可移动式台车支撑体系和管片背后注浆等措施,对先行隧道管片及周边围岩进行加固,同时加强对先行隧道管片及可移动式台车支撑体系监控量测,确保左线TBM掘进顺利通过了小净距段。