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。

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。

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。

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。

煤矿深部大断面岩巷TBM掘进围岩支护研究

新巨龙能源有限责任公司二水平北区回风大巷采用TBM盾构机施工过程中,掘进工作面巷道围岩松软易破碎,围岩变形严重,同时还受到煤层顶板含水层的影响,给掘进工作面掘进效率与安全生产造成了较大影响。笔者以深部岩巷围岩破碎严重条件下二水平北区回风大巷的支护作为研究对象,通过在盾构机顶护盾及左上与右上护盾的下方增加钢筋排仓存放钢筋排,并对巷道现有支护方式进行改良,确定了钢筋排+锚网索喷的支护方式。对比分析了支护方式改造前后围岩变形量,支护方式优化后巷道围岩变形量显著降低,取得了良好的工程应用效果。

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。

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。

关于复合平衡盾构设想

文章提出一种土压与泥水压力同时作用于掌子面,而有效平衡并控制掌子面压力,进而有效控制地层沉隆,保证盾构施工过更加安全有效的盾构概念;该种盾构主要以土压平衡模式盾构掘进,同时,可根据地层需要等进行纯土压或复合压力平衡掘进模式,使得该机型可有效应对于富水砂卵石地层、松散地层及上软下硬地层,该机型兼顾泥水盾构的低沉隆,且具有土压平衡盾构操作便捷、携渣能力强、工程成本低、污染小、场地占用小的优势。

地铁工程建设施工危险辨识与施工坍塌事故应急预案的探讨

地铁工程建设施工一旦发生突发性事故,不仅损失巨大,而且受害面广。而目前,我国对于地铁施工突发性事故的应急救援制度和救援预案并未引起人们足够的重视。针对该现状,笔者论述地铁施工建立应急救援的必要性;通过对地铁工程建设施工的固有危险性以及以往事故的统计分析,确立坍塌是地铁工程施工中的重大突发事故;运用实效模式与影响方法,研讨TBM盾构机施工过程中的各种可能危险及后果;在上述研究的基础上,制定了坍塌事故应急预案;强调注水、堵漏、注浆是防止事故扩大的关键,事故后迅速恢复被破坏的市政设施的正常运行是预案实施的有力保障。坍塌事故应急预案对解决地铁工程施工中出现的重大突发坍塌问题具有一定的指导意义。

浅谈对PPS导向系统的改进

简单介绍了德国PPS导向系统的组成,原理以及在TBM掘进中的功能,根据PPS运行中的一些问题,介绍了对PPS系统的几个改进点,通过改进措施,提高了系统的抗干扰能力和系统的灵敏度。保证盾构机掘进方向的准确性。