全断面掘进机刀盘驱动转矩的确定

探讨了在不同的地质条件下,TBM刀盘驱动转矩的设计计算方法,有利于优化TBM的结构和总装机功率,提高TBM适应不同地质条件的能力,并以ROBB INS公司为辽宁大伙房输水隧洞工程设计、制造的BM264-311型掘进机为例,进行模拟计算,证明该计算方法是合理和有效的。     

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。     

某矿复杂地层硬岩巷道TBM同步探掘技术研究与实践

为解决TBM在复杂地层硬岩巷道掘进中对地质条件适应性差、现有超前探测不适用于TBM硬岩巷道施工等问题,提出一种TBM同步探掘技术。采用定向钻机长距离超前探测,有效探明掘进前方100 m内地质特征,避免误揭煤层、突水区等地层出现;采用机载钻机作为短距离超前探测,探明前方20 m内地质特征,实时调整TBM掘进参数。通过工程实践,证明了同步探测方法的可行性。     

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。     

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:...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

开敞式TBM过类泥石流不良地质洞段施工处理技术

开敞式TBM在掘进过程中,往往会遇到断层破碎带,目前业界已经有相应的处理方式,但是在遇到类泥石流洞段时,单独依靠目前TBM自身条件及已有的处理方式很难实现顺利通过,需要采取特殊的施工处理措施相互配合才能通过。本文依托吉林引松供水项目三标段类泥石流不良地质洞段的处理,形成了一套完整的开敞式TBM过类泥石流不良地质洞段施工处理技术,即在碎块石夹杂断层泥段采用超前管棚支护,在类泥石流不良地质洞段采用堵水灌浆加固技术并配以喷锚喷网+钢拱+模筑混凝土的联合支护技术。工程实践验证了该技术的可行性。     

盾构机的研究现状及发展前景

盾构机械始于19世纪初的英国,发展于德、日等国,适用于地铁隧道、铁路隧道、公路隧道、引水隧道、矿山巷道、城市市政隧道等各种隧道工程。我国盾构机的研制、开发始于20世纪60年代,发展于20世纪90年代,其中地铁使用的数量最多,约占80％。现代盾构已演变成为一种高度智能化,集机、电、液、光、计算机技术为一体的大型工程机械装备。     

盾构掘进机主要技术参数的计算分析

盾构机的选型及配置是隧道盾构施工中的关键环节,应根据工程地质水文情况、工期、经济性、环境保护、安全可靠等各种因素综合考虑。选择合适的盾构机型后,为确保其性能满足工程施工的要求,需要对盾构机的装备推力、刀盘转矩、驱动功率、掘进速度等关键参数进行复核计算,保证盾构机性能可靠,满足施工要求。     

TBM掘进技术的发展应用及相关工程地质问题探讨

阐述了TBM(隧道掘进机)半个世纪以来的发展及其在国内外隧道建设中的应用，指出优先采用TBM掘进技术进行隧道开挖已成为未来隧道建设总的发展趋势；并在分析大量国内外工程实例的基础上，结合TBM施工中的经验及教训，对TBM掘进过程中存在的诸如断层破碎带、挤压地层、地下水、岩溶等相关工程地质问题进行了探讨，并提出了相应的处理措施。     

基于现场数据的TBM可掘性和掘进性能预测方法

以东北某特长隧道TBM工程为背景,基于直径8.5 m开敞式TBM现场实际掘进数据,在进行贯入度指数FPI与主要地质因素间相关性分析的基础上,建立了贯入度指数FPI与关键地质因素岩石单轴抗压强度USC和岩体完整性系数Kv之间的多元回归关系式;进一步建立了TBM掘进贯入度P与FPI之间的拟合关系式,以及推进力F与FPI之间的拟合关系式。按照上述关系式对给出岩石抗压强度USC和岩体完整性系数Kv的TBM工程就可进行可掘性分析,并计算出贯入度、掘进速度和所需推进力。     

挤压地层双护盾TBM与围岩相互作用影响因素分析

为了研究LDP位移释放率、扩挖量、护盾锥度、护盾长度和侧压力系数等因素对双护盾TBM与围岩相互作用的影响,采用FLAC3D建立了三维TBM模型,在考虑护盾与围岩不均匀间隙的条件下研究了TBM作用下上述因素对围岩变形、接触挤压力大小及分布和护盾所受摩阻力的影响。同时定义了LDP曲线的位移释放率,得出应力释放率超过特定值时对LDP曲线释放率和TBM护盾阻力的影响显著,而且针对特定工程地质条件应做其敏感度的预分析;不均匀间隙自下而上逐渐闭合导致围岩与护盾逐渐发生接触,前后盾尾受力最为显著;前后护盾摩阻力及总摩阻力均与扩挖量呈线性递增关系,适当增加扩挖量可以有效减小护盾阻力;护盾摩擦力与护盾长度呈线性递增关系;当增加护盾锥度时,刀盘及前盾摩阻力缓慢增加,后盾摩擦力减小较为明显,护盾总摩擦力也减小;侧压力系数超过1.2时对刀盘、前盾及后盾上的摩擦阻力影响显著。以上研究成果对于进一步认识和研究TBM与围岩相互作用及后续预测卡机有着重要参考意义。