全断面掘进机(TBM)刀盘总推进力的分析计算

探讨了在不同的地质条件下TBM刀盘总推进力的设计计算方法,有利于优化TBM的结构参数和总装机功率,提高TBM适应不同地质条件的能力,并以ROBBINS(美)公司MB264-311型TBM为例进行了模拟计算,证明该计算方法正确有效。     

在特殊地质条件下的TBM施工

根据在实际工程中的TBM施工方法,总结了TBM在特殊地质条件下的施工方法.对TBM在特殊地质条件下施工具有一定的指导作用.     

基于人工智能的TBM选型适应性评价决策支持系统

随着我国西部的大开发和"一带一路"的建设,迫切需要大力发展交通、矿山、水利等重大"生命线"工程,而深埋长大隧道往往是这些生命线工程的关键控制性工程。限于地质、地形和自然环境条件,从施工工期、造价和技术进步3个方面考虑,TBM(Tunnel Boring Machine)工法是深长隧道开挖的优先选择。深长隧道TBM的适应性受到众多因素的影响,难以进行有效和定量的评价。主要影响因素为不良地质,如突涌水、软岩大变形、断层破碎带、岩爆等;此外,隧道的设计、隧址地质条件等对TBM的选型也有重要影响。人工智能方法具有能够分析复杂因素影响和处理复杂问题的突出特点,可用于TBM选型适应性的有效评价。首先,基于层次分析法和模糊综合评判方法,通过TBM选型评价知识的获取,选取能够充分反映不同机型地质适应性差异、具有代表性和区分度高的7个评价指标,构建了TBM选型适应性评价指标体系及模糊综合评价模型,确定了各个评价指标的模糊隶属函数。其次,通过编写权重辅助计算程序,确定了3种TBM机型选型适应性评价指标的权重;其中,为了避免单指标决策的局限性和主观臆断的缺陷,采用智能设计理论和决策理论相结合的方法,完成了多指标智能决策的定量化选型。将评价模型与知识获取相结合,以规则的形式表示知识,构建了TBM选型适应性评价知识库。最后,基于智能评价决策支持系统平台IDSDP,开发了TBM选型适应性智能评价决策支持系统,为深长隧道TBM选型提供了一种新的量化评价方法。利用该系统对高黎贡山铁路隧道TBM的选型进行了适应性评价,评价结果与实际情况相吻合。     

围岩破碎带条件下提高TBM掘进速度措施

从地质条件、设备状态、现场施工管理和工序优化等方面提出了在围岩破碎条件下使TBM掘进速度达到尽可能高的措施和方法。     

深部矿井岩巷TBM掘进设备选型及适应性设计

为了推进深部复杂条件巷道安全高效智能掘进,总结分析了TBM装备煤矿应用情况,结合陕西高家堡煤矿西区辅运大巷工程地质特征,从TBM掘进机型、掘进性能参数、地质条件适应性等三个方面,提出煤矿TBM掘进适应性条件,明确采用敞开式TBM的科学原理,并基于应用实践提出了掘进系统主参数适应性设计和工程运输系统适应性技术.研究表明:...     

隧道掘进超前地质预报技术的比较与选择

隧道掘进机作为一种高效、安全的隧道施工没备,近年来在隧道工程中得到愈来愈多的应用,已成为一种发展方向。然而,TBM对不良地质条件的适应性较差,这些不良地质不仅会对TBM的掘进产生较大影响,导致TBM掘进作业时间利用率降低,甚至还可能出现TBM损坏和难以顺利通过的情况。如云南天生桥水电站引水隧洞、意大利戈森萨铁路隧道以及奥地利坎波岁索铁路隧道,在TBM通过断层带时都遇到过TBM刀盘被卡、坍塌、涌水等事故,     

TBM施工隧洞常见地质灾害及其预测与防治措施

分析研究TBM施工隧洞常见的地质灾害类型、中超前地质预报方法及其不同超前地质预报方法的原理、适用范围、优点及不足不处,针对不同类型的地质灾害提出了防治措施。     

宝林隧洞TBM施工适宜性评价方法探讨

宝林隧洞全长13.84 km,是鄂北水资源配置工程下段的控制性工程。由于隧洞穿越中华山森林保护区,其山体雄厚,没有地形条件布置施工支洞,且隧洞直径相对较小,因此无法全线采用钻爆法,所以本隧洞只能在进出口段类别为V类的围岩中采用常规钻爆法,其余段采用TBM方式施工。主要通过对宝林隧洞的地质条件分析,介绍隧洞采用TBM施工的适宜性评价一般方法,同时分析了TBM可能遭遇地质问题,并根据工程设计提出相关措施建议,该评价方法科学合理,也通过近期施工的验证。     

CCS水电站输水隧洞双护盾TBM穿越不良地质段的处理技术

CCS水电站输水隧洞在TBM施工过程中,遇到了砂岩崩解砂化、断层破碎带塌方、突涌水、围岩失稳等不良地质条件,导致了掘进速度缓慢、卡机等不良后果。经过采取有效的处理措施,TBM通过了不良地质段,为输水隧洞的如期完成提供了保障。     

花岗岩地层双护盾TBM卡机原因分析及处理措施

兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM在花岗岩地层中掘进时,由于软弱破碎围岩的挤压变形作用,造成了TBM前盾被卡的卡机事件。在工程地质条件分析的基础上,结合开挖洞径、管片衬砌、围岩变形及TBM设备特征,采用了在前盾上方开挖导洞,解除围岩对护盾上的压力,使TBM脱困的处理方法,该方法可为类似工程的卡机脱困提供参考。     

深部复合地层围岩与TBM的相互作用及安全控制

TBM工法因其安全、高效、优质、环保和有利于围岩稳定等优点，将是交通、水利和矿山等重大生命线工程建设的首选工法，而深部复合地层围岩与TBM的相互作用及安全控制是TBM掘进过程中面临的重大基础问题。在回顾研究现状及存在问题的基础上，紧扣围岩与TBM的相互作用及安全控制这一主题，阐明深部复合地层地质条件与力学行为特征、TBM-深部复合地层相互作用与致灾机理、深部复合地层TBM施工安全控制与系统适应性评价决策等关键科学问题。论述围岩与TBM的相互作用机理及安全控制研究思路，并介绍了部分研究进展。最后简述了TBM在煤矿中的应用与发展趋势，可以预见TBM工法将是未来煤矿超千米深部主要巷道建设的必然发展趋势。     

TBM通过断层破碎带的技术

主要论述了TBM（隧道掘进机）快速通过断层破碎带的方法和步骤。介绍了断层破碎带通常存在的坍塌、涌水、软弱地层等不良地质情况可能对TBM施工造成的不利影响，并提出了相应的处理措施，以供工程技术人员参考。     

超千米深部全断面岩石掘进机卡机机理

为了解决超千米深井巷道建设面临的严峻挑战,拟将全断面岩石隧道掘进机（TBM）在解决关键岩石力学问题和机械制造问题的基础上加以改进引入到超千米深井巷道建设。然而深部高应力挤压变形将导致TBM的护盾极易被卡塞。揭示了TBM的卡机机理：当护盾周围围岩变形量超过开挖预留的变形量,围岩开始与护盾接触并挤压护盾,进而在TBM推进时围岩对护盾产生摩擦阻力,当TBM推力无法克服围岩对护盾产生的摩擦阻力时,便导致TBM护盾被卡。提出了相应的卡机状态判据。提出了判断护盾被卡状态的理论计算方法及过程：考虑工作面空间效应,基于Hoek-Brown准则研究了护盾周围围岩收敛变形沿巷道轴向的变化规律,计算出作用在护盾上的围岩压力,进而计算围岩对护盾的摩擦阻力,最后根据卡机状态判据判断护盾是否被卡。     

盾构刀盘虚拟样机优化设计与研究

以Pro/E软件为图形平台,对不同地质条件下的盾构刀盘、刀具进行三维实体建模,并将三维模型导入ANSYS软件进行有限元受力分析及应力、应变的数值计算,及时修改结构设计,并进行刀盘整机的虚拟装配及干涉检查,成功实现了盾构刀盘虚拟样机的优化设计。     

基于模型试验与FEM的TBM圆形隧道压力拱成拱规律

不同于软土盾构隧道,TBM隧道多用于岩体条件下隧道的挖掘,传统土力学方法不适用于TBM隧道的荷载计算。在岩石隧道中,荷载的产生与压力拱的形成息息相关,通过对TBM圆形岩石隧道的压力拱分析来确定荷载大小及围岩开挖影响区。通过对围岩开挖后应力变化的理论分析与简化,得到便于使用、结果直观的岩石隧道压力拱范围的判别方法。随后采用大型模型试验,对隧道开挖的塌方情况以及洞周应力变化情况分析,以验证该方法的合理性。最后,将该方法用于TBM圆形岩石隧道中,与各规范计算结果进行对比分析,并对不同埋深下TBM圆形隧道的压力拱区域进行分析,得到盾构隧道压力拱成拱情况以及其对衬砌受力情况的分析结果,以指导工程。     

TBM在地下金属矿山应用中的发展现状与趋势

全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)技术较传统钻爆法具有机械破岩、安全高效的优势,其在金属矿山的发展与应用将深度影响或变革矿山的设计理念、生产建设和采矿技术,是大型金属矿山建设及深部资源开采向绿色集约及现代化发展的关键技术和重要手段。通过归纳TBM在国内外金属矿山的应用情况,分析了TBM矿山工程的特点和TBM技术装备的快速发展,表明TBM技术能够应用于大型金属矿山的井巷开拓,但同时也面临着岩爆、卡机、涌水、围岩大变形等挑战。对TBM技术研究现状和金属矿山TBM工程发展趋势进行了介绍与分析,探讨了金属矿TBM应用面临的科学问题,为TBM技术在金属矿采掘工程领域的进一步研究与发展提供参考。     

深井煤矿TBM组装硐室变形破坏机理及控制对策北大核心

为研究深井煤矿TBM组装硐室围岩破坏机理和优化其支护方案,以张集煤矿TBM组装硐室施工为工程背景,建立块体离散单元法数值模型,开展数值模拟,分析TBM组装硐室围岩变形破坏机理;基于现场监测数据与数值模拟结果,揭示TBM组装硐室变形破坏机理,采用了以全锚索支护和硬化底板为主的组装硐室修护与支护优化方案。结果表明:选用的组装硐室支护优化方案有效控制了围岩破坏和变形,且施工工艺简单,对TBM组装、始发工作影响较小。