TBM掘进技术的发展与展望

18世纪发明蒸汽机,实现了第一次工业革命,交通工具得到了迅速发展,但交通设施和公路、铁路的发展却受到了当时隧洞掘进技术条件的约束。1846年出现了硝化甘油,1862年制成了第一台风动凿岩机,1866年发明了黄色炸药,世界各国才掀起了修筑隧道的高潮,施工方法一律采用钻爆法,钻爆法经过100多年的发展,有了喷锚支护、控制爆破、新奥法等技术,使隧洞施工向着全断面、大断面、机械化、高效率方向发展。隧洞掘进机TBM的问世1846年,在意大利与法国之间的MONCENIS隧洞施工中,为加速隧洞施工,Henri-JosephMaus开始将一组机械岩钻安装在钻架台车…     

敞开式TBM护盾半径适应性设计

为了研究敞开式岩石隧道掘进机（TBM）护盾半径与开挖洞径的适应性问题,建立护盾与洞壁接触理论模型;基于护盾与洞壁接触间隙的变化规律,结合有限元力学性能分析和实际工况,提出护盾半径的设计方法. 结果表明：底侧护盾最下部应与最小洞壁保持5~10 mm的间隙,在水平位置附近与洞壁相切接触,护盾半径由开挖洞径上、下限共同决定;顶护盾的设计半径应比隧洞开挖半径小30~50 mm,其和洞壁的最大间隙与两者的半径差呈正相关关系,受开挖洞径大小影响微小;底护盾半径设计应保证护盾底部与最小开挖洞壁底部接触,护盾半径应比隧洞开挖半径小15~50 mm.     

大伙房水库输水工程TBM施工管理方法

根据辽宁省大伙房输水工程隧洞施工条件及特点,选用3台开敞式TBM进行施工,并在实践中总结了一套TBM施工管理方法,可供同模式TBM工程施工参考.     

TBM引水隧洞瓦斯处理方法研究与应用

科学的瓦斯处理施工技术是保障隧道(洞)安全高效开挖的重要前提。目前在公路铁路隧道、煤矿巷道等领域瓦斯处理技术已相对成熟,然而在TBM引水隧洞施工中尚缺乏有效可靠的瓦斯处理方法。文章通过参照煤矿、铁路及公路等瓦斯隧(巷)道的处理方法,结合水利工程TBM施工隧洞的特点,系统地研究了适用于TBM施工隧洞的瓦斯处理方法。总结形成了一套适用于水利工程TBM施工隧洞的瓦斯处理方法,并依托北疆某TBM引水隧洞工程开展了创新性的瓦斯处理技术研究与现场应用,为后续类似工程提供了参考依据。     

一种基于TBM掘进参数的现场岩石强度快速估算模型

基于隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)现场实际掘进参数与岩石强度的相关性,提出一种现场岩石强度快速估算模型。该模型详细分析了开敞式TBM现场实际掘进参数的趋势,建立了其与岩石单轴抗压强度(uniaxial compressive strength, UCS)的拟合关系式;根据回归系数R²排序:0.761 2(贯入度指数)> 0.759 5(推力)> 0.691 5(掘进比能)>0.598 6(扭矩)> 0.561 5(贯入度),确定采用贯入度指数(field penetration index, FPI)快速估算岩石强度UCS。与以往岩石强度经验模型对比,该估算模型更具针对性和适用性。研究成果为TBM工程岩石强度的快速估算提供了一种新的切实可行的思路。     

TBM施工地下水预报技术初探

钻爆法施工隧道地质超前预报技术已基本成熟,但适合于TBM施工的地质预报技术的相关报道并不多,至于TBM施工地下水的预报难度就更大了。在此基础上,提出TBM施工地下水预报研究的总体思路和具体思路。以锦屏二级电站为依托工程,分别采用HSP声波反射法、红外探测和岩体温度法进行TBM施工地下水预报。经实践验证,效果良好。同时,还对电法地下水预报技术和涌水量预测等问题进行了初步探讨。     

双护盾全断面掘进机（TBM）水工隧洞施工质量监理要点

一、双护盾全断面掘进机（TBM）水工隧洞施工的监理理论基础 1、TBM的掘进技术对监理提出的要求 从20世纪60年代逐渐发展起来的TBM掘进技术，经过国内外科技人员30多年的不懈努力，目前已日趋成熟，作为衡量隧洞掘进技术的掘进速度，TBM表现出了绝对优势。这正是它能够迅速发展的主要原因，特别是在长隧洞中的运用被列为首选方案。1985年，用TBM开挖并已贯通的世界著名隧洞一英吉利海峡，最大日进尺75米。     

开敞式TBM衬砌技术浅议

随着我国国民经济的发展,隧道及地下工程施工技术日新月异,特长隧道采用TBM施工也越来越普遍。目前世界上每年开挖的隧道有30％-40％是由掘进机完成的,我国从20世纪80年代末,水电部门开始引进国外先进的TBM进行水工隧洞施工,     

隧洞工程中TBM法在不良地段施工要点探析探究

本文以乌尉高速公路项目节点工程天山胜利隧道为例,首先对TBM法和钻爆法的主要适用情况进行分析,再对TBM机选型情况进行分析,最后以此为基础,对不良地段中TBM法施工要点进行分析,旨在为今后隧洞施工提供借鉴.     

TBM掘进前方不良地质与岩体参数的综合获取方法

TBM在穿越断层、破碎带、岩溶发育区等不良地质时有时出现突涌水、塌方、卡机等灾害事故,导致TBM掘进效率低下、工期延误甚至是TBM机械损坏和人员伤亡。出现上述问题的一个主要原因就是TBM工作环境极为复杂,难以提前获取前方不良地质与主要岩体参数。因此,提出了一套以地球物理超前地质预报和基于“岩-机关系”预测岩体主要参数的解决方法。在该方法中,采用三维地震超前预报技术远距离识别和预报断层、破碎带、大型溶洞等不良地质;采用三维激发极化获取掌子面前方含、导水地质构造;采用机器学习的手段挖掘TBM机械电液参数与主要岩体力学参数的关系,并初步实现了TBM前方岩体单轴抗压强度的预测。以上述三种方法为核心,提出了TBM前方不良地质与主要岩体参数的综合获取方法及其流程,在实际工程中得到了验证。实际案例表明,综合获取方法可为TBM安全、高效掘进提供前方不良地质和单轴抗压强度信息,并为TBM掘进方案决策提供依据。     

基于线阵CCD的精确测量方法研究

根据物体的形状特点,针对大物体精确测量的要求,构建出一套线阵CCD测量系统.通过配合使用平滑滤波方法,采用了一种最小二乘法与B样条拟合的二维拟合方法,使边缘检测达到更高的亚象素级精确度,实验结果证明了该方法的有效性.     

新调制信号精同步方法研究

随着卫星导航信号的发展,对如何正确实现信号同步接收的时效性、复杂度等提出了挑战。为此,在研究新特性信号的基础上,重点开展其精同步技术研究,针对BOC调制信号特性,从效率及速度角度展开精同步方法研究,并对其进行仿真及分析。结果表明,此方法可以快速、有效地达到精同步的目的,并正确解调出导航电文数据.     

再制造全断面隧道掘进机刀盘多元损伤探究

为解决国内大量全断面隧道掘进机(TBM)未能全寿命使用,以及损伤修复相关问题。通过查阅国内外文献资料,分析TBM刀盘疲劳、磨损、蠕变、断裂等因素的影响程度,研究刀盘微观裂纹扩展机理,结合TBM刀盘特定服役环境(地质参数、结构参数、操作参数等)构建多元损伤模型,从再制造刀盘方面提出了多元损伤耦合框架。     

肯特法在城市燃气管道风险分析上分项调整研究

通过深入分析长输管道与城市燃气管道的区别及评分依据,发现肯特评分法在城市燃气管道上并不完全适用.在总结了典型城市燃气管道事故原因及北京市燃气管道事故资料的基础上,试探性地提出了对肯特法中评分项目及分值的调整建议,使得评分法在城市燃气管道风险评价上更为适用,评价结果更加准确.     

基于组合方向的对偶单纯形法

线性规划问题已经在各行各业得到了应用。求解线性规划问题也得到了很大发展。该文提出了求解线性规划问题的一种新的改进算法,利用组合方向来改进对偶单纯形方法。通过对对偶问题可行域结构的分析,找到一个组合的可行下降方向,沿此方向迭代,将绕过很多极点,若绕过产生退化的极点,会很大程度上避免退化带来的停顿现象,提高算法的效率。     

精确延时的一种方法

使用单稳态触发电路作“延时”或“定时”用,由于受到元件和器件的影响,其精度不会太高。本文介绍一种方法以提高“延时”的精度,用计数器的分频作用和一个高精度的信号源,配上适当的电路,组成一个具有实用价值的“延时”线路。该方法具有使用灵活、精度高的特点。     

基于动态电阻参数调整的光伏发电系统最大功率点跟踪方法研究

光伏发电系统中,由于组件和功率变换电路的非线性和时变性,增加了系统控制的复杂度．为此,笔者提出了一种基于动态电阻参数调整的光伏发电系统的控制方法．该方法详细分析了组件输出动态电阻与最大功率点之间的关系,实现了一种基于Cuk电路的光伏发电系统,建立了基于神经网络的控制模型,并给出了系统设计过程．仿真和实验结果表明了该方法分析、设计的正确性和应用的可行性．     

高精度GPS水准算法试验与研究

GPS水准拟合中常采用的方法有多项式拟合,移动曲面拟合以及多面函数拟合,针对前两种拟合方法,在探讨其原理的基础上通过程序对两种算法进行了分析比较,说明高精度GPS水准算法选取的准则。     

镍网开孔率检测方法及检测仪的研究

本文讨论了传统几何参数法的缺点以及光通量比较法的理论可行性、实验装置、误差来源及置信度。表明光通量比较法是一种较精密的方法。采用多种镍网样片,由不同单位用不同仪器(包括进口仪器)的实测结果进行比较,表明光通量比较法所得结果是可靠的。以光通量比较法为基础研制成功并标定的SZ-2型镍网开孔率检测仪,是一种使用方便的工业用仪表,其精密度指标为被测值的±2.5％±0.1％。