铁路长大隧道TBM施工关键要素

TBM是集机械、电气、液压、自动控制等技术于一体的大型隧道施工机械。与其他的隧道施工方法相比,TBM施工法具有施工速度快、质量安全可靠,施工过程工厂化、机械化、自动化程度高等特点,极大地改善了隧道施工条件和作业环境。目前TBM主要分为敞开式TBM、双护盾TBM和单护盾TBM,分别适用于不同的地层。本文以中天山项目为例,探讨铁路长大隧道TBM施工关键要素。     

硬岩TBM刀盘载荷谱编制方法研究

TBM刀盘载荷谱研究是其疲劳寿命分析的基础,可为TBM刀盘及各部件寿命预估、实验室模拟实验、强度分析与计算和可靠性设计提供依据。对TBM刀盘工况进行了分析,阐述了TBM刀盘载荷谱研究的基本过程,介绍了TBM刀盘载荷谱的编制方法,并对其发展趋向作了展望。     

浅谈煤矿斜井单护盾TBM设计

结合我国铁路、公路交通、水利水电行业中TBM施工法的成功案例,将TBM运用在煤矿斜井巷道中施工。论述单护盾TBM的技术特点和地质适应性范围,分析煤矿斜井中采用单护盾TBM的设计特点。     

基于裂纹失效区域划分的TBM刀盘裂纹位置预估及分析

裂纹是造成TBM刀盘失效的主要原因,由于TBM刀盘本身体积庞大,受力情况复杂等原因,导致TBM刀盘不同部位的裂纹扩展情况不同,加上无法准确预估裂纹的位置,进而无法准确地计算TBM刀盘疲劳寿命。针对这种情况本文提出一套基于TBM刀盘裂纹失效区域划分的TBM刀盘裂纹位置预估与分析方法。结合受力及结构形式的不同划分刀盘易发生裂纹的危险区域,根据实际掘进情况,将TBM刀盘掘进过程分为四种工况,分析总结各个工况下TBM刀盘的应力分布,结合裂纹失效统计结果,预估TBM刀盘裂纹位置,根据裂纹失效区域划分的结果统计预估裂纹位置所在区域,以此作为依据分析计算TBM刀盘疲劳寿命裂纹所需参数,以吉林引淞TBM刀盘为例,刀盘易发生裂纹的部位可划分为10个区域,根据计算显示中心块面板,支撑筋与面板连接处、中心刀、边滚刀刀座焊接处、出渣槽等位置为裂纹易出现的位置,结合分区结果计算各区域应力幅值,为后期计算TBM刀盘疲劳寿命奠定基础。     

基于现场测试的硬岩掘进机振动特性

硬岩掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)在滚刀破岩力的强冲击激励下振动剧烈。从激励、结构和边界条件等方面分析TBM的振动机理,指出TBM动力学理论建模的难点,提出基于现场振动测试研究TBM振动特性和指导理论建模。根据施工环境,确定TBM现场振动测试方案,包括测试系统组成、测点布置和数据采集,应用于实际工程中TBM掘进振动加速度测试,基于现场测试数据分析TBM的振动特性。结果表明,主轴承附近电机测点的振动加速度有效值达20~30m/s~2,主梁、撑靴测点的振动加速度达到3~6m/s~2,刀盘驱动系统的振动频率较高,支撑-推进系统的振动频率较低,TBM子结构表现为多模态耦合振动。现场测试揭示了振动机理,为TBM动力学建模分析和减振设计提供了技术依据。     

TBM液压推进系统设计及同步控制特性研究

以深圳轨道交通8号线梧桐山隧道双护盾TBM为研究对象,对双护盾TBM的主推进液压系统进行系统设计,并分析了双护盾TBM的液压推进系统的工作原理,依托双护盾TBM同步控制试验平台对双护盾TBM推进油缸的同步控制特性进行研究,研究表明该文设计的这种双护盾TBM推进系统抗干扰能力强,响应迅速,稳态性能好,该文的研究可以为深圳地铁类似工程双护盾TBM设计提供有益的参考。     

中铁装备岩石隧道掘进机在郑州下线

<正>1月26日,中国中铁装备集团的"直径8.03m全断面岩石隧道掘进机"在郑州下线。硬岩掘进机(TBM)广泛用于山体隧道掘进,每台造价2~3亿元人民币。过去,中国TBM大量依靠进口整机或技术。此前,除德国维尔特公司外,德国海瑞克和美国罗宾斯公司是世界掌握TBM技术和生产能力的三大企业。国内TBM专家茅承觉说:"TBM是集机、电、液及自控于一机的先进大型设备,自行研制的TBM虽能实用,但实际掘进进尺效率很低,对中硬岩月进尺只有80~200 m,而国外先进TBM对     

TBM盾构机在隧道施工中的出洞步进技术研究

TBM盾构机在空推段步进时,通过油缸克服TBM盾构机与步进架、步进架与地面之间的不同摩擦力,进行转换来完成TBM盾构机前进。打破常规TBM盾构空推前进,需要先施工砼导台方式,本文探索出采用导台上滑行的移动方式,使得更加节约成本、缩短工期。     

TBM刀盘设计综述

刀盘是TBM的关键部件,是影响TBM掘进效率的决定性因素。分析TBM刀盘的结构形式,根据盘形滚刀的破岩机理和大直径滚刀在现代工程实际中的良好业绩,说明大直径滚刀是TBM发展方向;根据平均刀间距的计算公式,确定滚刀数量及布置方式;根据安装滚刀的线速度计算刀盘最大转速,为TBM刀盘的选型、刀具布置及动力配备提供重要依据。     

基于自适应PID控制的双护盾TBM液压同步控制系统研究

以深圳地铁10号线孖雅区间双护盾TBM为研究对象,针对现场双护盾TBM油缸不同步等工程问题进行研究。探索将TBM的开环控制变成闭环控制,通过对TBM传统控制方式的改进,首次将闭环自适应PID控制算法应用于双护盾TBM控制,在AMESim中建立推进系统模型,对模型算法进行仿真分析,并通过TBM油缸控制试验平台进行实际工程验证。基于PID控制的双护盾TBM液压同步控制策略能够有效控制外界荷载变化情况导致的油缸不同步问题,降低不同步动作响应时间,该控制算法稳定性好,适应能力强,可为双护盾TBM控制系统改进提供有效指导。     

基于CATIA的TBM主机结构有限元分析

TBM主机是隧道掘进机最重要的组成部分,它的设计水平直接关系到整个TBM工作性能.以大型CAD/CAE/CAM软件CATIA为平台对TBM主机进行有限元计算分析.在研究复杂机械结构有限元分析方法的同时,尝试通过对TBM主机的有限元分析,挖掘TBM主机设计的一些重要信息,通过对这些信息分析获得结构和设计参数对TBM主机性能的影响.     

关于青岛地铁掘进机应用选型的探讨

介绍了掘进机的类型和特点,选取了青岛地铁1号线海小区间和汽流区间,结合该区间的工况,对单护盾TBM和双护盾TBM比选方案、双模式TBM及复合式EPB的比选方案进行了分析。最终确定选择双护盾TBM机型应用于海小区间,复合式EPB机型应用于汽流区间,基本满足施工要求。     

天业通联φ8130mm 全断面岩石掘进机(TBM)

我国首台新型全断面岩石掘进机φ8130mm TBM亮相bauma China 2012,标志着我国在全断面岩石掘进机领域已经完全打破国外垄断的格局。由秦皇岛天业通联重工股份有限公司与意大利SELI公司联合设计、生产的φ8130mm TBM是对敞开式TBM和护盾式TBM的一种升级换代,是集机、电、液、信息于一体的新型掘进机。该设备具有如下特点:地质适应性     

敞开式TBM主机关键参数设计理论分析

敞开式TBM主机关键参数的设计是设备设计制造的核心参数。结合生产实践,详细阐述敞开式TBM主机关键参数的计算模型。根据吉林引松TBM现场采集数据,对其进行分析验证。指明理论计算模型修正的方向,为下一步新TBM设计提供参考。     

小断面TBM施工中的刀具损耗分析

在TBM施工过程中,刀具是岩石隧道掘进机施工的主要消耗件,对隧道施工的顺利进行和施工成本有很大影响。如能对刀具的消耗进行有效控制,将会很大程度上提高TBM施工效率和降低工程成本。以越南某水电项目TBM施工为背景,通过对刀具失效形式进行研究,并对刀具非正常损坏形式及损坏原因进行了分析。由此可知,刀具损耗受刀具质量、围岩条件、设备运行状况、施工环境等因素影响较大。结合TBM施工过程中所采取的相应措施,为今后TBM施工中降低刀具消耗率提供参考。     

基于AMESim的TBM撑靴系统仿真研究

撑靴系统是TBM液压系统的关键组成部分,阐述了TBM撑靴液压系统的原理,并利用AMESim软件对TBM撑靴系统进行建模仿真,分析了其液压系统的工作特点与动态特性,为TBM液压系统的设计与优化提供一定的参考。     

TBM盘形滚刀布置方式探讨

滚刀在TBM刀盘上的布置是刀盘设计的关键环节.通过对TBM盘形滚刀破岩机理的分析,得出盘形滚刀的受力计算式;根据TBM刀盘上滚刀布置的基本原则,提出用TBM破岩时刀盘的受力平衡公式;根据国外成熟厂商刀盘图纸,得到刀具布置规律,并用理论计算进行验证,为TBM刀盘上滚刀的布置提供参考.     

TBM的刀具改性与辅助破岩技术研究现状

硬岩掘进机(TBM)主要依赖滚刀-岩石界面的滚压作用进行隧道掘进作业,滚刀刀圈磨损严重、更换频繁,严重影响TBM掘进效率.本文介绍了TBM滚刀破岩原理与典型失效形式;从滚刀材料改性和结构优化角度归纳总结了TBM刀具改性的研究现状,指出单纯的滚刀改性优化对TBM掘进效率的提升作用有限;进而介绍了水射流、超声、激光和微波等外加物理场辅助破岩技术的研究进展;最后,从岩石力学性能化学弱化角度探讨了辅助破岩技术的新思路.     

敞开式TBM掘进途中主轴承更换方案研究

TBM在我国隧道施工中应用已有二十几年,其中出现过TBM主轴承故障导致工程工期延误的案例。文章从TBM掘进施工途中主轴承损坏被迫更换的实际出发,系统阐述了主轴承更换的总体土建方案及换装作业顺序,着重介绍了刀盘固定、主轴承运输、换装作业等,对今后TBM施工途中主轴承发生故障时更换与处理节省时间具有一定的指导意义。     

硬岩掘进机可掘进性分级性能预测模型的建立及实施

硬岩掘进机(TBM)性能预测是关于掘进机选型、设计和施工的核心问题。文中基于复杂地质条件下TBM掘进性能分级预测的前期研究工作,提出依托样本数据,建立在不同岩体可掘进性等级条件下,以特定岩体掘进指数(SRMPI)为性能预测指标,融合地质、施工等领域参数的TBM性能预测模型。在此基础上,通过模型细化和科学推导得到TBM其他系统级性能指标,从而建立完备的TBM性能预测体系。将所建模型应用于兰渝铁路西秦岭隧道工程的某一施工标段,预测结果验证了该模型的科学性、有效性和指导施工的可操作性。