φ14.87 m盾构液压推进系统分析

针对在上海市上中路隧道工程施工的φ14.87 m超大直径泥水气平衡盾构,介绍了其液压推进系统的功能、泵组控制、分区设计、单个分区的液压控制方式.结果表明:盾构液压推进系统满足了盾构总推力及速度控制要求,提高了管片拼装效率:比例减压控制策略满足了工程需要.     

Ф14．87m盾构液压推进系统分析

针对在上海市上中路隧道工程施工的Ф14．87m超大直径泥水气平衡盾构,介绍了其液压推进系统的功能、泵组控制、分区设计、单个分区的液压控制方式。结果表明：盾构液压推进系统满足了盾构总推力及速度控制要求,提高了管片拼装效率;比例减压控制策略满足了工程需要。     

敞口式盾构在国内地铁首次成功应用

<正>北京地铁6号线二期15标郝—东区间左线全长1 064.789 m,区间隧道埋深8.7~10.2 m,其中388.294 m采用敞口式盾构施工。该盾构于2013年11月4日始发,在刚开始掘进时,曾出现土体自稳性较差、出渣量无法控制、严重超方、地表塌陷、盾构叩头等问题,通过及时改造盾构设备构造,采用分仓技术控制了掌子面塌坍问题,并通过调整每个仓室的渣土流动情况,将推力由28~30MN降至25~26 MN,实现了推进可控,逐步实现了盾构正常顺利掘进。这是敞口式盾构在中国国内地铁建设中的首次应用,以往     

基于MLP-ARX模型盾构自动掘进技术研究与应用

为减少盾构施工过程中的人工干预，提高施工效率，解决人员误判或经验不足等情况导致的施工质量差、效率低，遇复杂地质难以及时调整，甚至引起施工事故等问题，结合盾构施工工艺、工程地质等因素，基于大数据与人工智能技术，研发一套基于MLP-ARX(多层感知机自回归)模型的盾构自动掘进控制系统，开发推进过程动态模型以及模型在线更新、参数优化的方法，在施工过程中能够及时、准确地自动调节盾构推进速度、分区压力和螺旋机速度等参数，并应用在深圳地铁14号线管线工程隧道。结果表明： 该系统可实现推进过程的自动控制，推动盾构施工自动化、信息化和智能化，极大地缓解盾构司机的操作压力，降低对施工情况误判的发生概率，提高施工质量和效率。     

高水压泥水平衡盾构掘进模型试验平台的研制与应用

为了实现可在2.0 MPa高水压环境下开展盾构试验研究的基础试验条件,结合拟建的琼州海峡隧道工程背景,充分调研了国内外盾构模型机研究成果,并根据试验研究的需求,研发了高水压多功能泥水平衡盾构模型试验平台。试验平台研制过程中攻克了在缩尺盾构模型机中实现泥水循环功能的问题,解决了高水压(2.0 MPa)下盾构机以及土箱整体强度和密封问题,实现了盾构姿态改变、变覆土高度等功能。按照一定的试验先期准备步序,在不同水压条件下,对泥水平衡盾构开挖过程中盾构姿态动态变化规律进行了模型试验研究。试验平台包括模型土箱、盾构模型机、液压泵站、电控柜、控制台、泥水循环系统等部分,可在200 m水头的高水压条件下进行泥水盾构施工的模型试验。研究结果表明:自主研发的泥水平衡掘进模型试验平台可在高水压条件下正常进行工作,并可进行与泥水盾构施工相关的模型试验;盾构姿态角改变量与盾构掘进距离的线性拟合结果表明,二者的拟合精度较高;随着试验水压的升高,在水平方向以及竖直方向上盾构姿态调整的难度逐渐增大;通过有土环境与无土环境的对比可知,高水压与地层反力的双重约束对盾构姿态控制提出了更高的要求。     

?12 m级泥水盾构刀盘的载荷转矩计算及力学性能分析

为研究某盾构隧道?12 m级大直径泥水盾构刀盘设计的合理性以及对高水压密实砂层施工的适应性,结合大直径泥水盾构的特点以及以密实砂层为主的地层条件,提出考虑土压力与刀具贯入阻力、忽略砂土间的黏聚力的刀具载荷计算修正模型,综合考虑刀盘结构及其背部泥水压力对刀盘载荷及转矩的影响,获得刀盘的输入载荷和转矩。利用ANSYS软件,建立大直径泥水盾构掘进的仿真分析模型,对泥水盾构正常掘进、偏载以及脱困3种工况进行有限元分析。结果表明:偏载工况下,刀盘的应力和变形最大,最大应力出现在刀盘下半部的主臂支撑筋板与法兰连接处,达到128.46 MPa;最大变形出现在刀盘边缘处,达到2.85 mm,刀盘性能满足设计要求。     

郑州地铁盾构隧道下穿加油站的沉降分析

郑州地铁1号线03区间盾构施工需下穿一加油站,该加油站平行布置3个尺寸相同的埋地储油罐,总容积为150 m3,属一级加油站。3个储油罐与左线盾构隧道的竖向净距为7.0 m,水平净距为2.7 m,该加油站属Ⅰ级风险源。为保证盾构施工的安全,提出针对性的盾构掘进控制措施,采用ANSYS通用有限元软件对盾构施工下穿加油站引起的沉降进行数值模拟,计算得到的地表最大累计沉降和倾斜率均未达到监测报警值;因此,加油站在盾构施工时可以正常营业。为了保证盾构的安全推进,提出2盾构的推进间距距离、土舱压力、同步注浆压力等控制措施。盾构掘进过程中的地表和建(构)筑物的监测结果表明:地表和建(构)筑物的最大累计沉降和沉降速率均未达到监测报警值,盾构已经安全穿越加油站,文章提出的盾构掘进措施和研究方法可为类似工程提供参考。     

大直径泥水盾构试验台的控制系统设计

为自主研制大直径泥水盾构样机,对盾构控制系统检测试验台进行改造,重新设计了PLC控制系统。详细介绍试验台的硬件配置,分析改造之后的控制方案,采用Profibus总线控制方式建立了施耐德PLC与变频器、施耐德PLC与不同品牌的分布式I/O之间的联系,实现各种控制功能。重点研究并介绍刀盘变频驱动系统、推进系统和泥水输送系统的设计方案和实施过程。试验结果表明了控制系统的可靠性和有效性。     

上中路越江隧道超大直径盾构用管片储运机工程应用

根据上中路越江隧道用14.87m盾构的特点,对比了超大直径盾构和地铁盾构管片运输特点,说明地铁盾构的管片运输方法已不能适用于大直径盾构管片运输,然后详细分析了14.87m盾构的管片储运机的结构及工作原理,对我国大直径盾构的国产化具有一定的借鉴意义。     

基于BP-PID控制器的盾构液压推进控制系统研究

为解决盾构在复杂地层施工时推进速度和压力难以控制的问题,在压力流量控制的基础上提出BP神经网络控制策略。通过AMESim建立推进系统物理模型,并利用Simulink设计出BP神经网络控制器,最后对系统进行联合仿真,分析推进系统液压缸在变流量和变负载工况下推进速度和压力的响应特性。仿真结果表明:该控制策略与常规PID控制相比,波动幅度降低,调节时间快。采用BP神经网络PID控制能够有效地提高盾构在负载突变情况下速度和压力控制精度,稳定性好、适应能力强,为盾构控制系统设计和优化提供理论参考。     

马蹄形盾构的工程应用解析

相较于圆形断面,马蹄形隧道有空间利用率高的优势,浩吉铁路白城隧道在国内首次采用马蹄形土压平衡盾构施工，具有安全、快速、环保的特点。通过梳理盾构施工的统计数据，发现其月平均施工效率达203 m，且每环拼装效率为38～43 min，但突遇姜石地质给施工带来很大的困难。本文阐述了盾构4个施工阶段的应用效果，解析了开挖盲区对多刀盘开挖和推进系统的影响、渣土改良和双螺旋输送机对陕北黄土地质施工的应对措施、马蹄形管片拼装机在应用中的优势与不足。为拓宽马蹄形盾构适用地质领域和提高施工效率，建议盾构今后的技术突破方向： 全断面仿形刀盘的开发和管片拼装系统的智能化，前者可实现盾构无盲区开挖、提升出渣系统效果和降低总推力的需求，后者有利于减少人员操作难度，提高拼装工艺的精准度。     

我国首个盾构法地下停车场、综合管廊试验项目在郑州开建

正2017年4月15日,我国首个采用盾构法施工的地下停车场试验项目在郑州市经开区中铁装备集团厂区广场下方开始掘进施工。本次投入试验项目施工的组合式盾构为国内首创,由中铁装备集团自主研制。该设备由2台小矩形盾构拼装组合到一起,形成1台5.74 m×5.02 m的大矩形盾构,既能实现组合模式推进,也能实现分体推进。设备掘进运用土压平衡原理,可保证施工过程中地面环境安全,具有良好的地质适应性。     

“泥水+土压”双模式盾构应用于广州地铁9号线

<正>日前,国内首台直径6.26 m"泥水+土压"双模式盾构在广州地铁9号线(花都汽车城—广州北站)区间始发,该盾构实现了多项重大技术创新,填补了国内双模式盾构的空白。截至2014年4月,9号线全线土建工程累计完成48%,全线力争2016年开通。新盾构降成本提工效国内首台"泥水+土压"双模式盾构可根据地层变化,不需拆装任何部件,只要通过控制系统快捷地在2种不同掘进模式之间实现相互切换,保证工程优质高效。双模式盾构与普通盾构相比,具有一个显著的特征,即:同时具备泥水和土压盾构2种功能,能     

水下78 m,世界最大特高压GIL管廊越过水压峰值

正2018年2月7日,世界最大特高压GIL综合管廊工程,即苏州—南通GIL长江隧道建设迎来重要节点,安全越过水下78 m深度。这个深度的水土压力超过0.8 MPa,是目前国内水压最高以及埋深最大的水下隧道。苏通GIL长江隧道全长5 468.5 m,盾构开挖直径12.07 m,为目前穿越长江最长的盾构隧道。从2017年6月28日盾构始发掘     

基于CAN总线提高盾构控制系统通讯的可靠性设计

为满足城市轨道交通施工对盾构设备高信息化的要求,针对目前盾构控制系统网络技术的应用情况,分析CAN总线在大型装备自动控制领域应用的特点。利用CAN总线通讯控制技术,采用MAX232、MAX485、LM3S2671、PCA82C250等芯片设计出CAN总线转RS232和RS485的物理接口,实现CAN总线与RS232和RS485总线之间的全双工通讯,同时设计多通道数据采集、处理、上传A/D接口,为盾构控制系统自主设计提供一种思路。     

1.22 m微型土压平衡盾构液压系统设计与研究

为提高市政管道施工技术,满足不断增长的管道建设要求,设计并制造1.22 m微型土压平衡盾构。对液压系统的控制要求、功能特性与工作原理进行研究,并进行详细计算,分析微型盾构引出的液压系统技术问题及解决方案。通过AMESim软件对刀盘驱动系统与推进系统进行仿真分析,结果表明： 1）当载荷发生变化时,刀盘转速基本维持恒定,变化率为4.8%;刀盘驱动系统具有良好的鲁棒性。2）针对均布定载荷与均布变载荷,可实时控制推进速度,响应快且仅有较小超调量,超调量最大为12%;推进系统具有良好的速度控制性能。仿真试验效果良好,具有一定的实践指导意义。     

直径19m单管改为10.3m双管隧道 俄罗斯圣彼得堡Orlovsky隧道建设重启

正近日,俄罗斯方宣布,计划重启Orlovsky公路隧道项目的建设,但将直径19 m单管盾构隧道方案改为采用直径10.3 m的双管隧道方案。工程启停始末2008年,圣彼得堡投资潮时,圣彼得堡政府批准了下穿涅瓦河的双层6车道Orlovsky隧道,隧道全长约1 km,并计划采用直径19 m的海瑞克盾构掘进。2010年,项目签署了投资协议书,该项目最初估价477亿卢布。2011年,随着评估的深入,该项目造价不断上升并超过了800亿     

盾构推进姿态控制策略研究

为提高盾构施工过程中姿态控制系统的控制精度和控制性能，提出一种盾构推进姿态控制策略。该策略将轨迹自动跟踪控制方法与模糊自适应PID闭环控制算法相结合，通过轨迹、位移、压力等多个闭环反馈实现对各个分区液压缸的速度控制，保证盾构推进轨迹按照设计的隧道轴线运行，并通过电液控制试验平台中的推进系统对提出的策略进行试验验证。结果表明，文章提出的控制策略能够使位移偏差维持在5 mm之内，可以很好地满足施工要求。     

海底超大直径盾构隧道造价分析研究

为填补海底超大直径盾构隧道造价研究的空白,为相关企业的造价管理提供理论支撑,对珠海横琴马骝洲隧道的盾构造价进行分析研究。通过对现场盾构工艺的实际工、料、机消耗量的测定,研究海域条件如基岩凸起、海水腐蚀、复杂地层、潮汐影响和大风环境等因素对盾构隧道造价的影响,分析盾构安拆、盾构掘进、同步注浆和管片拼装等工艺的工、料、机消耗量,形成海底超大直径盾构隧道成套企业定额,可为企业的概算、结算精细化管理提供可靠支撑,为国家出台相关盾构隧道施工定额、提高生产效益提供依据,填补国内海底超大直径盾构企业定额的空白,推进社会生产力的发展。     

Φ14.87m超大型盾构接管装置的改进设计及研究

上中路越江隧道采用Φ14.87m气平衡泥水盾构,经勘验该盾构的接管装置塞头损坏,为此进行了改进设计。文章叙述了接管装置塞头的改进设计以及使用情况。