新型盾构姿态测量系统的设计

针对当前盾构姿态测量方法存在的不足,提出以盾构中心和管片中心的连线来定义盾构姿态的新方法.利用全站仪来测量盾构中心,具有操作简单、精度高等优点.为了实现管片中心的测量,设计了由激光测距仪、旋转控制台、倾角传感器、控制系统、通讯系统组成的管片中心测量装置,采用周向扫描的方式,实现了管片中心的测量.新型盾构姿态测量系统考虑盾构、隧道和管片三者之间的联系,比传统方法更加合理,具有一定的应用价值.     

盾构法隧道衬砌管片模具技术研究

为加快我国的城市化进程,越来越多的城市开始兴建地铁,盾构钢筋混凝土管片是盾构式隧道的重要组成部分,是地铁建设中不可缺少的部分,盾构法隧道衬砌管片模具就是为生产盾构管片而设计的.为满足地铁建设中对盾构管片模具的需求,实现盾构管片模具的国产化,首先介绍了盾构法隧道衬砌管片模具的工作原理及组成部分,然后分析了管片模具的技术要...     

超大直径盾构管片拼装机液压和电控系统设计

依托国内超大直径隧道工程盾构需求的背景,对超大直径盾构管片拼装机的运动姿态和原理进行分析,设计了一种超大直径盾构管片拼装机液压系统和电控系统,对今后超大直径盾构管片拼装机的设计制造具有一定的指导意义。     

地铁盾构隧道掘进过程注浆技术研究

探究地铁盾构隧道掘进过程注浆技术对提高隧道工程的质量,减少地下水渗透和土壤变形,降低工程事故风险至关重要。以长春市城市轨道交通7号线会展大街站-自由大路站区间为研究对象,介绍注浆系统和注浆材料分类,探究双液型浆液注浆技术应用在地铁盾构隧道掘进过程中,各环管片的实际注浆量及注浆压力变化规律。研究结果表明,在地铁盾构隧道掘进过程中,各环管片的实际注浆量和注浆压力均呈现出上下波动的趋势,总体上注浆量在5～6m³,注浆压力在0.3～0.35MPa。     

盾构隧道管片拼装技术的应用与发展

简要介绍了盾构隧道技术;重点分析了盾构隧道用管片及其施工工艺和拼装设备在工程中的应用;结合隧道施工技术及工程机械各领域的发展状况,对管片拼装技术今后的发展趋势进行了探讨。     

盾构管片中心检测装置的设计

研究了盾构机管片中心检测装置的设计。为了能够实现根据盾构形成的隧道质量来确定盾构机姿态，需要以盾构机盾首中心和刚砌好的最后一段管片的中心来进行盾构机姿态的测量。     

盾构管片拼装机结构及功能简介

管片拼装机是在开挖的隧道上安装混凝土管片的专用装置,管片拼装的质量直接影响盾构施工进程及工程质量。简要介绍了开发的盾构管片拼装机的设备组成、工作原理、主要性能参数及管片拼装的质量要求。     

硬岩隧道土压平衡盾构机管片错台问题分析及对策

盾构机掘进硬岩隧道过程中,管片错台是常见质量问题,且这种质量问题很难补救。本文结合实际工况,从静态上浮力分析、动态上浮力分析、盾构机掘进姿态分析、人为因素分析这4个角度分析了管片错台的原因,并提出了4种解决措施,为盾构机掘进硬质围岩过程中防止管片错台提供了一定的理论依据,为盾构机围岩掘进治理错台提供了工程经验。     

盾构机浅覆土小半径掘进技术

以深圳地铁14号线为例,针对盾构机掘进施工过程中,可能出现的隧道向外侧偏移、对土体扰动大、管片易损坏等问题,提出了一些改进措施,减少了由于小半径对工程造成的问题,为以后隧道盾构工程提供了一个比较科学、合理的方案。     

浅析盾构机液压系统

盾构机全名盾构隧道掘进机,是一种隧道掘进的专用工程机械,目前已经广泛应用在各大城市的地铁施工中。现代盾构机集光、机、电、液、伺服控制及信息传输等技术于一体,具有切屑岩土、自动换刀、渣土改良输送、管片吊装拼接、隧道衬砌、激光导向和姿态调整等功能,涉及地质、土木、测量、力学、化学、机械、液压流体、电气、控制以及气体检测等学科领域,在众多学科中液压传动与控制在盾构施工中发挥着极其重要的作用,所以有必要对液压系统进行分析,减少故障发生,确保盾构机可以高效地完成施工任务。     

盾构模拟试验台液压监控系统的实现

介绍盾构模拟试验台中盾构机的结构及组成。利用基于CC-Link现场总线的PIE控制实现了盾构液压系统的控制功能，同时对盾构液压系统PIE控制策略进行了分析。采用组态王软件对盾构液压监控系统进行了组态开发，详细介绍了人机界面的开发以及监控系统的数据存储与显示。     

基于注意力分配的盾构显示界面优化研究

为保证盾构机的有效掘进和安全运行,让司机第一时间识别盾构机显示界面中掘进状态和地质变化等相关信息是关键。因此,提出一种基于注意力分配的盾构机主控室显示界面布局优化方法,综合考虑参数信息重要程度与视觉特性,利用Jack软件生成最佳可视区域。在此基础上,结合参数信息模块的注意力等级,构建基于注意力分配的盾构机主控室显示界面优化模型。针对基于注意力分配原则构建的界面布局模型求解问题,提出一种基于人工鱼群与粒子群混合智能算法的模型求解算法,解决优化模型求解过程中因权重系数设置不合理而使节点信息的重要性量化不够准确,并难以获得最优方案的问题。最后,针对优化后的盾构机主控室显示界面进行眼动试验,试验结果表明,优化后的盾构机主控室显示界面能够更好地使驾驶员的注视点集中在相应的认知加工区域,能够快速获取掘进参数。     

基于PFC3D的北京砂卵石地层盾构刀盘选型及刀具布置数值模拟研究

砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层及强磨蚀性地层,盾构在该类地层中掘进通常会面临刀盘、刀具磨损严重,盾构推力与刀盘扭矩偏高且波动幅度大、地层变形不易控制等问题。砂卵石地层盾构掘进效率的高低及地层控制的好坏,刀盘选型及刀具配置是关键。以北京地铁新机场线“磁各庄站～1#风井”盾构区间为工程依托,利用PFC3D数值模拟及现场测试相结合的手段,研究刀盘开口率、刀具组合高差、先行刀刀间距等参数对盾构掘进效率及地层变形的影响。研究结果表明：相同掘进参数下大开口率辐条式刀盘比小开口率辐板式刀盘具有更好的掘进速度,小开口率辐板式刀盘掘进时引起的地表变形更小,对周围地层的扰动范围也更小;先行刀与切削刀的组合高差为70 mm时盾构掘进效率较高且扭矩较低;先行刀刀间距设定为300 mm时,盾构有较好的掘进效率和较低的刀盘扭矩。工程实践表明;要实现砂卵石地层盾构长距离高效掘进,大开口率辐条式刀盘设计及大高差梯次化刀具布置是基础,高贯入度、低转速的掘进控制是关键。研究结果可为类似工程的盾构刀盘选型与刀具布设提供借鉴。     

Deviation correction strategy for the earth pressure balance shield based on shield–soil interactions

The control system presently used in shield posture rectification is based on driver experience, which is marginally reliable. The study of the related theory is flawed. Therefore, a decision-making approach for the deviation correction trajectory and posture rectification load for an earth pressure balance (EPB) shield is proposed. A calculation model of posture rectification load of an EPB shield is developed by considering the interactions among the cutter head, shield shell, and ground. The additional position change during the shield attitude correction is highlighted. The posture rectification loads and shield behaviors results can be solved by the proposed method. The influences of the stratum distribution (i.e., bedrock height in the upper-soft and lower-hard strata) on shield behaviors and posture rectification loads are analyzed. Results indicated that the increase of pitch angle in the upper-soft and lower-hard strata causes a sharp rise in vertical displacement. The bedrock height increases the magnitudes of the required posture rectification moments when h_r/D > 0.5. For a tunnel with h_r/D ≤ 0.5, the variation of h_r/D has little effect on the posture rectification moments. Finally, the posture rectifying curves based on the theoretical model are compared with the target ones based on the double circular arc interpolation method. The required results can be obtained regardless of the soil–rock compound stratum distribution. The maximum rectification moment in the rock layer is almost 12.6 times that in the soil layer. Overall, this study provides a valuable reference for moment determination and the trajectory prediction of posture rectification in compound strata.     

我国全断面隧道掘进机的发展现状及发展趋势

我国盾构技术的愿景是实现数字化设计,模块化制造、智能化掘进、远程化管理;盾构的施工则实现无人化智能掘进,实现在办公室远程控制盾构操作。本文简述了我国全断面隧道掘进机的发展历程和发展现状,并阐述了未来的发展趋势。     

土压平衡盾构机刀盘刀具布置方法研究

研究土压平衡(Earth pressure balanced,EPB)盾构机刀盘刀具的布置方法,目的是为了确保刀具结构布置的合理性和实用性。依据刀具磨损的等寿命原则,提出确定刀具数量的磨损系数法和掘进系数法;针对具体施工问题,可预测盾构在开挖区间,刀具的磨损量以及许用磨损情况下刀具的掘进距离,为保障工程的安全顺利进行提供参考。基于阿基米德螺旋线布置方法,计算以刀具磨损的等寿命原则下,主切削刀的布置曲线;提出刀具平面对称布局原则,分析刀具的切削过程,得到单把刀具的实际切深;建立EPB盾构刀盘上先行刀的立体布局方法,计算得到先行刀的超前量;结合南京地铁二号线TA07标段,验证了刀具布置方法的正确性。研究内容和研究方法可为EPB盾构机刀盘的选型和设计奠定理论基础。     

盾构机液压系统研究进展综述

针对大直径泥水盾构机液压系统,结合中铁十四局集团大盾构工程有限公司开展的芜湖长江隧道项目进程中使用的大直径泥水盾构机,围绕盾构机的工作原理及主体结构、盾构机液压系统的工作原理及主要组成成分,对盾构机液压系统故障类型及故障诊断相关技术的研究进展进行综述。总结了目前盾构机液压系统的相关技术发展现状,为盾构机领域相关研究指明了方向。对我国相关行业技术人员深入研究盾构机液压系统的组成结构及故障诊断方面提供帮助,推动行业技术进步。     

基于支持向量回归积和改进粒子群算法的特定区间盾构机作业参数选取

为实现特定区间盾构机作业参数更准确的选取,提出了基于支持向量回归积(e-SVR)和改进惯性权重降低速度粒子群优化(IIWDSPSO)算法的盾构机作业参数选取模型。基于e-SVR构建掘进参数、地层参数、几何参数与地表沉降值之间的非线性关系模型,并基于实际盾构施工数据与人工神经网络模型、随机森林模型进行性能对比分析;通过10组仿真实验分析惯性权重降低速度对算法性能的影响,基于分析改进的粒子群优化算法优化特定地层参数和几何参数区间的掘进参数。结果表明,e-SVR模型对盾构施工数据样本具有更好的拟合和泛化能力,所提出的IIWDSPSO算法具有更好的准确性、稳定性和收敛概率。实际工程应用结果也验证了所提模型求解出的特定区间掘进参数能使地表沉降值相对更小,得到的掘进参数能够为实际工程提供更准确和可靠的参考。     

盾构机推进液压系统比例压力流量复合控制仿真

本文以盾构挖掘机为背景,对其推进负载进行简化,建立盾构推进系统的模型,并进行仿真分析.提出比例压力流量复合控制方案,并应用AMEsim对其进行仿真.仿真证明比例压力流量复合控制方式可以减小控制压力引起的流量波动,提高了系统的控制性能,对盾构的自动控制有重要意义.     

基于滇池沉积层特征的昆明地铁液压盾构机选型及盾构参数研究

基于昆明滇池沉积层结构特征多元化、软硬不均、渗透性多样、含水丰富且规律预见性差等特点,提出土压平衡式液压盾构机的选型及盾构参数。提出了管片尺寸及盾构直径的合理取值。在此基础上,提出了最大掘进速率、平均掘进速率等掘进参数取值,提出了较完善的液压盾构机机械性能参数取值,包括刀盘驱动参数、盾构机千斤顶参数、螺旋机出渣驱动参数。特别提出了液压驱动装备动力。结合昆明地层特点及所提参数,总结了昆明地铁施工中每环实际出土体积和注浆量,保证了正常盾构施工。