盾构螺旋输送机液压系统的设计与试验

文章介绍了土压平衡盾构的排土设备螺旋输送机液压系统的设计及工作原理,并对所设计的螺旋输送机系统进行了相关的控制螺旋输送机转速,从而控制排土量的盾构掘进试验.试验结果表明,该螺旋输送机液压系统能够很好地实现控制排土量,从而控制土压平衡盾构土舱压力的功能.     

基于模糊PID算法的盾构机土压平衡控制研究

盾构施工是城市地下交通建设中最常用的施工方式,土压平衡式盾构机能够在不影响城市地面正常功能的条件下顺利施工,其基本要求是密封舱内的土压与开挖面处的水土压力相平衡,否则将造成地面隆起或塌陷,甚至造成安全事故。然而,由于地下施工条件的复杂性,密封舱内的土压与外界泥土压力很难达到平衡,往往根据施工人员的经验来进行,不仅影响工程进度,且可靠性很难得到保证。基于模糊PID控制算法,对影响密封舱内土压力的因素进行控制,并借助LabVIEW平台,编写了对密封舱内土压进行控制的控制器,通过试验仿真验证了该算法的正确性,能够保证施工中土压平衡,为顺利实现盾构施工提供有效保障。     

土压平衡盾构螺旋输送机配置选型研究

螺旋输送机是土压平衡盾构的排土装置,是土压平衡盾构的重要组成之一。它具有排渣、形成土塞保持土仓内土压稳定、通过控制排土速度实现动态土压平衡稳定开挖面三大功能。根据不同的施工水文地质条件,对螺旋输送机进行正确地配置选型,是盾构方案设计过程中的关键环节之一。若配置不当,将会造成喷涌、磨损、无法在掘进中途维修等严重后果,导致盾构施工无法正常进行。在介绍螺旋输送机工作原理、受力特征的基础上,结合不同的盾构施工水文地质条件对螺旋输送机配置选型进行分析研究,提出了土压平衡盾构螺旋输送机配置选型标准,并重点讨论针对复合地层的螺旋轴耐磨块结构设计。最后以成都为代表的砂卵石地层为例对该地区地铁隧道盾构施工的螺旋输送机进行配置选型。     

富水砂卵石地层土压平衡盾构螺旋机参数的设计与研究

对成都轨道交通17号线工程TJ05A标φ8580复合式土压平衡盾构机所用的有轴式螺旋机主参数进行分析,阐述了盾构机开挖面出土能力、螺旋机设计长度以及螺旋升角等参数确定方法,通过调节螺旋机转速与闸门开口率控制土仓压力及出土量,保证盾构掘进过程中,开挖面保持压力平衡,促进施工平稳掘进。     

土压平衡式盾构机土压控制的模拟实验

介绍了土压平衡式盾构机土压平衡的工作原理,在盾构模拟试验台上采用自整定PID对盾构密封舱内的土压力进行了实时控制。由模拟实验可知,在保持推进速度不变的情况下,通过对密封舱内土压力的实时监测来控制螺旋输送机转速的实时变化,可控制密封舱内土压力在设定的范围内,从而达到控制地表沉降、减少地表变形的目的。     

大型泥水盾构开挖面平衡控制系统设计研究

分析了大型泥水盾构开挖面平衡系统的内部控制机理,研究了其开挖面平衡的控制方式,为其设计了相应的控制器,并结合泥水盾构的开挖面平衡控制系统的数学模型就所设计的模糊自适应PID控制器和数字增量式PID控制器进行了计算机仿真对比,得出模糊自适应PID控制器更能适应大型泥水盾构开挖面的平衡控制的结论。     

基于CFD的土压平衡盾构刀盘开口分布特征研究

土压平衡(Earth pressure balance,EPB)盾构刀盘的开口率及开口分布特征的设计是刀盘地质适应性设计的关键技术之一,直接影响开挖渣土的流动性及盾构的掘进效率。针对不同掘进地质条件下盾构刀盘开口设计的复杂性问题,利用刀盘切削渣土被改良为"塑性流变状态"的特性,运用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)理论,建立包括渣土、刀盘、土舱和螺旋输送机在内的CFD模型,利用实际工程掘进数据验证CFD模型计算结果的正确性与方法的可行性,在此基础上,分析获得给定地质条件下相同开口率不同开口分布特征的刀盘前后渣土的压力分布规律,以及刀盘开口分布特征对盾构机刀盘开挖渣土流动性能的影响作用关系,并通过回归分析,得到刀盘开口分布特征与刀盘前后渣土压力之间的映射关系。研究为高效、稳定掘进的土压平衡盾构刀盘拓扑结构优化设计提供方法。     

土压平衡盾构机土舱压力PID控制技术

介绍了土压平衡盾构机的构造和工作原理,以及土舱压力对地表沉降的影响.结合工程实际,指出了如何进行土舱压力PID控制及参数的调整.     

基于多系统协调的密封舱压力智能化控制

掘进面地层水土压力和密封舱压力相平衡是盾构机安全掘进的关键,密封舱压力控制是当前盾构研究的热点。研究根据场切深指数(Field penetration index, FPI)及扭矩切深指数(Torque penetration index, TPI)指标判断土体参数,实现地质的在线识别,为盾构机推力、扭矩和推进速度的设定提供依据。根据质量守恒定律并考虑盾构密封舱渣土的可松性,建立土压平衡盾构密封舱压力控制机理模型,并通过模型预测控制器进行多系统协调控制。对比常规比例-积分-微分(Proportion- integration-differentiation, PID)控制器,多系统协调控制具有更优的控制性能,使盾构机处于工况稳定,掘进快速,节能高效的理想状态。     

富水砂层条件下双螺旋土压平衡盾构施工技术

在富水砂层地质条件下,采用双螺旋土压平衡盾构施工比采用泥水盾构、单螺旋土压平衡盾构有较大优势。依托施工案例,详细总结了双螺旋土压平衡盾构的工艺原理、特点及施工控制关键技术。通过对比分析总结,形成以下结论:二级螺旋输送机的采用,拓宽了盾构机的功能,能够有;效保持渣土仓稳定,减少突涌事故的发生,保持密封仓内水土压力,避免发生地表塌陷;与采用泥水盾构相比,双螺旋输送机盾构节约成本达392万元,经济效果显著;采用二级螺旋输送机可有效降低盾构掘进喷涌事故的发生,减少了施工现场泡沫剂的使用,在一定程度上降低了对周围环境的污染。     

土压平衡式盾构机在地铁隧道施工中的应用技术

在简述某地铁隧道盾构工程概况的基础上,论述土压平衡式盾构机工作原理和技术特征,分析了该工程项目土质对盾构施工的不利影响,阐述了土压平衡式盾构机在控制重点部位、控制工艺参数、改良盾构渣土等方面的应用技术,提出了砂层盾构常见问题及采取的措施,以及如何解决刀盘卡顿问题,可供相关工程技术人员参考。     

基于压力动态平衡的盾构密封舱压力控制方法

针对盾构密封舱压力系统缺乏机理模型,无法实现快速准确地压力控制问题,在密封舱压力控制机理分析基础上建立了密封舱压力动态平衡的数学模型。采用离散元法对密封舱压力场进行仿真,研究刀盘开口率、埋深等因素对密封舱压力传递关系的影响,分析了密封舱隔板压力与测点压力的映射关系,定义了密封舱压力传递系数,并在此基础上提出了密封舱压力控制的参考压力值设定过程。考虑密封舱压力系统机理模型的非线性与时变特点,提出密封舱压力的双变量最优控制策略。基于土压平衡盾构密封舱压力控制试验台对所提控制方法进行试验验证,研究结果表明：控制精度与速度均能满足适应地质变化的密封舱压力系统控制要求。     

长株潭城际铁路开滨区间盾构施工技术(四) 工程所用S657型土压平衡盾构机

<正>S657型土压平衡盾构机由德国海瑞克(Herreenknecht AG)公司制造,其开挖直径为装滚刀时9330mm(用仿形刀时9430mm),主要用于黏土、壤土或者淤泥的施工,其掘进模式根据泥土强度的不同可分为土压平衡式、半土压平衡式、敞开式3种。它主要由盾构主机、后配套系统及后配套辅助设备组成。主机由盾壳、刀盘、刀盘驱动、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、入仓以及液压系统等组成。主要尺寸和质量见表1,适用工程条件见表2。     

土压平衡盾构地层适应性设计理论和方法研究

为了探讨盾构机工作参数与土体的相互关系,针对土压平衡盾构的特点在模拟试验台上进行了掘进试验.分析了盾构总推力、刀盘扭矩和土仓土压力的变化关系及其影响因素,同时还研究了刀盘开口率对刀盘扭矩的影响规律.试验结果表明:在土压平衡的情况下,刀盘扭矩和盾构总推力有良好的线性关系,并且盾构总推力随着推进距离的增加而缓慢地增加.     

土压平衡盾构地层适应性设计理论和方法研究

为了探讨盾构机工作参数与土体的相互关系,针对土压平衡盾构的特点在模拟试验台上进行了掘进试验。分析了盾构总推力、刀盘扭矩和土仓土压力的变化关系及其影响因素,同时还研究了刀盘开口率对刀盘扭矩的影响规律。试验结果表明：在土压平衡的情况下,刀盘扭矩和盾构总推力有良好的线性关系,并且盾构总推力随着推进距离的增加而缓慢地增加。     

在隧道内修复盾构螺旋输送机断轴的方法

正螺旋输送机是土压平衡盾构机排土和建立土压平衡的主要设备,安装于盾构掘进机前体底部和管片拼装机之间,其中线从前向后上扬一定角度。螺旋输送机工作时,伸入前体土仓内的螺旋轴和螺旋叶片在液压马达驱动下旋转,土仓内的渣土在螺旋轴、螺旋叶片的共同作用下,沿螺旋输送机机壳输送、提升至出土口处排出。1.故障情况1台土压平衡盾构机在盾构施工中,其螺旋输送机出现螺旋轴转速快、扭矩小、土压压力高故障,同时出现盾构机刀盘扭矩增大、排土口不出土     

地铁隧道土压平衡盾构施工的成本控制研究

为了优化地铁隧道土压平衡盾构施工成本控制效果,实现节约施工成本、增加工程利润的目标,以北京轨道交通22号线（平谷线）14合同段隧道工程土压平衡盾构施工为例,开展了盾构施工成本控制方法的全面、系统研究。采用WBS工作分解结构法,分解了土压平衡盾构施工的目标成本,将目标成本细化到各个责任成本中心。在此基础上采用挣值法计算施工成本偏差,找出施工成本超支的具体原因,进而对施工目标成本费用进行控制与优化。通过工程实例对3种成本控制方法的实验结果进行分析对比,验证了本文提出的成本控制方法取得了施工成本最少、节约费用最多的良好结果。     

土压平衡式盾构掘进机

介绍土压平衡式盾构掘进机的结构、工作原理以及对它进行的有限元分析。     

XRE6650e复合式土压平衡盾构机推进系统计算

盾构机是隧道全断面开挖的高效、环保、安全、优质的地下工程施工机械,在国内城市地铁建设中已被广泛应用。盾构选型过程中,推进系统的推力、刀盘驱动扭矩等主要技术参数的计算是盾构隧道施工成功与否的关键。以公司自主研发的XRE6650e复合式土压平衡盾构机为例,运用理论公式、经验方法、施工条件等介绍其推进系统的计算与选型过程,为土压平衡盾构机的设计和应用提供参考。     

复合型土压平衡盾构推力与刀盘扭矩计算研究

通过对复合型土压平衡盾构掘进机刀盘切削机理深入分析与研究,建立刀盘载荷计算模型,得出相应计算表达式。通过与工程实测数据的对比表明,计算结果能满足工程要求,可供盾构刀盘载荷计算参考。