抽水蓄能电站地下洞室集群修建TBM关键技术研究与应用

为了解决抽水蓄能电站地下洞室开挖建设周期长、施工难度大、安全风险高的问题，依据其地下隧洞种类特点，提出了大直径小转弯TBM、“精灵”TBM和大倾角斜井TBM三项关键技术，并研制了三种改进型TBM设备，分别适用于交通洞、排水廊道和引水斜井隧洞施工。针对抽水蓄能电站的单电站施工长度短和“电站群”开发规模大的特点，开展了TBM智能掘进关键技术研究；依托云计算平台及大数据收集分析，规划了抽水蓄能电站智能掘进的施工平台体系。搭载振动监测和TBM-SMART智能掘进系统的大直径小转弯TBM应用在抚宁抽水蓄能电站交通洞，实现了掘进数据的分析与共享；搭载地面远程控制、TBM-SMART智能掘进系统和振动监测技术的“精灵”TBM先后应用在多个抽水蓄能电站排水廊道，实现了“电站群”滚动施工。     

轮胎自动检测大数据与云计算系统及其应用研究

针对轮胎全生命周期安全性、经济性,本文基于大数据与云计算技术,构建了由数据采集整合、数据储存、数据计算与云计算、数据挖掘分析和应用分析分析等5个功能模块组成的轮胎自动检测大数据与云计算系统,实现海量轮胎信息的采集、整合、存储、计算与预测分析,力求为轮胎设计研发、轮胎制造生产、轮胎运输储存、轮胎安装使用、轮胎维护修理、轮胎回收利用及其他轮胎开发利用等单位提供所有轮胎全生命周期内胎温、轮压、轮胎磨损、轮胎维护、轮胎报废、报废后去向等信息,为轮胎特征信息与监测信息的深度挖掘与融合应用提供了契机。     

智能隧道自动化监测系统

<正>系统简介智能隧道自动化监测系统可以通过云平台快速查询和统计隧道结构信息。监测与预警云服务平台基于物联网及云计算技术,能够为用户提供传感器数据、视频图像、图片远程采集、传输、储存、处理及预警信息发送等服务。该平台以集中式分区化的方式为用户提供便捷、经济、有效的远程监控整体解决方案。通过这种业务,用户可以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理、观看和接收预警信息。     

基于实时监控系统的桥梁施工技术研究

文章分析了桥梁在施工过程中的常见问题及产生原因,针对桥梁施工过程中的工期节点和施工质量的监控问题,介绍了基于横向(工期)和纵向(质量)的二维监控模型,并基于工期和质量的施工需求,提出了以云计算平台为基础架构的桥梁施工实时监控系统。通过工程实例验证,证明了所提出的基于云计算的桥梁施工监控系统的优势及其广阔的应用前景。     

预测TBM掘进速率的难点及对策研究

结合TBM施工方法的特点,分析研究了制约准确预测掘进速率的三个因素:岩体条件的不确定性、机一岩相互作用的复杂性和施工过程的多变性.以Maen隧道为例研究发现.TBM的净掘进速率PR分布具有随机性.根据这一特点,提出了基于风险评估方法的TBM施工决策方法,即应用定量的风险评估方法(DAT模型)来预测采用TBM施工的工期和成本的概率分布情况.业主和施工方可以据此来决策是否选择用TBM法,从而实现是否选用TBM法施工的科学决策.     

富水复杂地层中长距离大坡度煤矿斜井TBM选型

文章以某矿井主斜井采用TBM施工为背景,分析指出了该工程所面临的主要问题和技术挑战,并对各类型盾构和TBM在该工程中的适应性进行了理论对比分析,提出了煤矿长距离斜井施工采用双模式TBM的设备机型。鉴于煤矿斜井TBM施工面临的长距离、大坡度、大埋深、有毒有害气体危害、富水复杂地层及施工进度要求高等问题,文章对双模式TBM的主要功能设计及设备的选型配置进行了研究,提出了双模式TBM应对不同技术问题的设计方案和设备配置技术措施。     

地铁车站施工信息模型应用标准化研究

为解决地铁车站施工过程中应用信息模型的工作量大、效率低、模型数据运用不充分、优化施工方案效果差等问题，以施工单位为应用主体，以施工流程为应用主线，从地铁车站信息模型应用标准化角度展开研究。首先定义地铁车站施工信息模型应用标准化流程，为施工单位在地铁车站施工中应用信息模型和优化施工方案提供一种通用的方法；其次进行少规格、多组合、多站场调用的标准化构件设计，基于Revit平台对标准化构件库管理系统进行设计，并运用Revit API二次开发技术和MySQL数据库实现其管理功能；最后以无锡地铁S1线南门站项目为例，调用标准化构件库进行标准化场地布置方案设计，验证应用标准化流程和标准化构件设计与管理的高效性，提高施工信息模型的应用质量。     

TBM掘进数据标准化预处理方法研究

TBM信息化采集了海量数据,对TBM数据的标准化预处理是进行诸多研究的前提.基于此,提出了一种TBM掘进数据标准化处理方法,依托TBM现场施工掘进大数据,以破岩特征为依据选取基本掘进参数(刀盘转速、推进速度、刀盘推力及刀盘扭矩)分析掘进过程TBM数据特点,提出循环掘进过程空推段、上升段、稳定段及下降段起点的判别方法,对...     

极端复杂地质条件下TBM隧道施工关键技术研究及应用北大核心CSCD

大瑞铁路高黎贡山隧道、引汉济渭秦岭隧洞、滇中引水香炉山隧洞等工程的相继开工建设,使富水破碎极软地层带来的TBM卡机、高地应力极硬岩地层带来的岩爆等TBM施工问题日益凸显。文章首先对比阐述了国内TBM隧道工程建设过程中常遇到的软弱破碎、极硬花岗岩等典型不良地质及其对TBM掘进所带来的影响,在总结分析辽西北供水、引松供水、引洮供水等工程建设过程中出现的隧道局部塌方、TBM卡机等案例及其影响因素的基础上,以极端复杂地质条件TBM掘进关键技术为对象进行了系统研究论述,结果表明:(1)超前地质预报技术是TBM施工应对极端复杂地质的重要手段,但目前尚无法对前方中远距离地质状况进行准确量化预测;基于微震监测分析结果,根据可能发生的轻微、中等、强烈等不同等级的岩爆,制定对应处置措施;节理发育、炭质板岩、断层破碎带等不同软弱破碎地层,应采取针对性的防卡机措施,同时可根据不良地质段的长度来选择合适的脱困方案;(2)TBM推力、推进速度、刀盘转速及扭矩等掘进参数的异常波动,是表征掌子面前方地质条件状态的重要指标,TBM掘进前,根据前期预判的全断面硬岩、软弱破碎等围岩条件,分别选择合适的掘进参数;TBM掘进过程中,应基于掘进参数异常变化,纠正地质条件预判并采取对应的调控措施,进而确保TBM处于最佳掘进状态;(3)针对既有TBM难以适应现有地质条件的情况,以引洮供水隧洞、引红济石隧洞、引汉济渭隧洞等工程为例,对TBM改造技术进行了分析论述。最后,针对极端复杂地质条件下的TBM隧道工程建设新问题及其应对措施进行了展望与探讨。     

TBM掘进数据标准化预处理方法研究北大核心CSCD

TBM信息化采集了海量数据,对TBM数据的标准化预处理是进行诸多研究的前提。基于此,提出了一种TBM掘进数据标准化处理方法,依托TBM现场施工掘进大数据,以破岩特征为依据选取基本掘进参数(刀盘转速、推进速度、刀盘推力及刀盘扭矩)分析掘进过程TBM数据特点,提出循环掘进过程空推段、上升段、稳定段及下降段起点的判别方法,对稳定段起点提出了标准差法判别方法、均值判别方法、直方图判别方法,满足实时和非实时的数据划分需求。最后对两个TBM工程的数据进行标准化预处理,实现施工大数据的标准化。结果表明,提出的标准化预处理方法可实现循环掘进过程数据的有效划分。研究成果可推广应用于众多TBM工程的数据标准化处理,有效实现机器学习数据库的建立。     

基于相关向量机的TBM掘进速度预测模型

TBM具有安全性强、施工效率高等优点,在隧道施工尤其是长距离隧道施工中得到广泛应用。TBM掘进速度受多个因素影响,各因素本身除了具有较强的不确定性以外,还存在着复杂的关联关系,难以建立精准的速度预测模型。文章提出一种基于相关向量机的TBM掘进速度预测模型,该模型通过对样本的学习,可以建立各因素与掘进速度的非线性映射关系,精准预测仅知道影响因素的预测样本。将该模型应用于TBM掘进速度预测,结果表明,该方法具有精度高、容易实现和离散性小等优点,为TBM掘进速度预测提供了一条新途径。     

高黎贡山隧道TBM法施工重难点及关键技术分析

高黎贡山隧道为目前国内在建最长铁路隧道,其地理位置特殊、地质条件复杂,具有"三高、四活跃"的地质特点。文章全面分析了该隧道采用TBM法施工过程中可能遇到的重难点问题,包括:(1)高达50℃左右的高岩温热害问题;(2)总长为3 185 m地段的软岩大变形问题;(3)预测最大涌水量为1.92×10~5m~3/d的涌水问题;(4)长度达2 260 m的岩体破碎—极破碎地段TBM施工问题;(5)Ⅰ级风险隧道的施工安全风险问题;(6)长距离通风问题。在此基础上,对高地温热害防治、软岩大变形控制、涌水应对、TBM过断层破碎带等不良地质段施工关键技术进行了研究与论述,可为后期TBM施工提供技术支撑。     

高黎贡山隧道TBM超前地质预报系统设计及应用

针对大埋深、复杂地质的高黎贡山隧道,为准确掌握TBM施工过程中掌子面前方的地质条件,文章结合TBM设备特性,设计了一套可搭载于TBM设备上的超前地质预报系统。该系统由三维激发极化仪和三维地震仪组成,通过在刀盘和护盾上内置伸缩电极,采用集成电刷的回转接头传输刀盘电极信号及旋转式激震锤等创新设计,解决了传统应用于钻爆法施工的地质预报系统在TBM工法中适应性差、预报周期长、影响施工效率及搭载困难的难题。应用效果表明,整套系统操作方便,信号采集快速、精确,预报结果准确可靠,达到了预期的设计目标。     

老城区双护盾TBM地铁工程筹划技术研究

青岛地铁2号线位于青岛市老城区,道路红线狭窄、建设用地紧张,采用双护盾TBM施工,需解决TBM掘进和车站施工相互干扰以及TBM始发、过站、接收等技术难点。文章结合青岛老城区环境特点和地铁线站条件,提出了工程筹划的基本原则;通过对TBM始发方案研究,提出了"轨排井+吊装井+始发洞始发技术";通过对TBM过站方案研究,提出了"整机曲线过站技术"和"站内导洞过站技术";通过对TBM接收方案研究,提出了"存车线隧道+车站风井解体吊出技术",总结形成了适用于老城区地铁工程建设的双护盾TBM成套工程筹划技术,并成功应用于工程实践中,缓解了老城区地铁建设征拆难度大、交通资源紧张的矛盾。     

物联网、云计算技术在轨道交通网络化运维系统中的应用思考

轨道交通网络化的运维管理,对于传统工业自动化控制和信息化管理融合的需求日益迫切。依托"物联网、云计算、大数据、人工智能"等新技术的支撑,结合轨道交通网络化、信息化、智能化需求,介绍和分析了重构两化融合的运维业务体系。由此打造以数据驱动、平台支撑、服务增值、智能管理为主导的新一代轨道交通网络化"运、维、服"一体化系统平台。     

超长隧洞TBM施工关键技术研究

"引黄入晋"隧洞工程作为大规模集中采用TBM施工的大型引水工程,创造了TBM累计掘进124 km的新纪录,开创了TBM施工技术在我国广泛应用的先河.文章以此工程为范例,介绍了TBM用于超长深埋岩石隧洞施工的若干关键技术,并就TBM适用条件、隧洞衬砌理论、掘进参数确定等进行了分析和研究,可为其它类似工程提供借鉴与参考.     

基于模糊聚类理论的TBM施工围岩可掘进性分级预测模型

文章针对硬岩掘进机(TBM)在复杂地质条件下的可掘进性,进行了系统及定量的研究;基于模糊聚类理论和施工样本数据分析,建立了以掘进速率为分级指标,包括岩石单轴抗压强度、岩石完整性系数、围岩结构面与隧道轴线夹角和渗水量四项性质指标的可掘进性分级预测模型,将TBM施工围岩可掘进性分为好、一般和差三个性能等级;并在此基础上进一步细化模型粒度,以提高模型的精度和地质适用性。将所建模型应用于西秦岭隧道和大伙房水库输水隧洞工程实际工程效果表明,TBM掘进速率与由模型预测的掘进速率基本相吻合,验证了掘进性分级预测模型的可行性、科学性和有效性,进而对TBM的选型、设计和施工提供了重要的理论依据。     

BIM技术在公路改扩建工程中的应用

为充分发挥信息技术在工程管理中的积极作用,促进我国公路建设管理水平的提升,以公路改扩建工程为研究对象,提出基于BIM技术结合云计算技术等构建三维模型,利用VR技术模拟安全体验等。此外,提出构建基于BIM技术的协同管理平台,将公路改扩建工程的相关数据与BIM模型联结在一起,更高效地开展公路建设及管理工作,为相关领域提供参考。     

锦屏TBM组装洞特大断面空间交错施工技术

锦屏二级水电站3~#引水隧洞TBM组装洞,是作为直径12.4 m的TBM进行洞内组装而设计施工的、特大断面地下洞室。为克服断面特大、工期紧张等压力,研究了TBM组装洞特大断面分四层共十步的空间交错开挖方法及顺序,确定了适合于上述条件的各层间施工"顶层先行,导洞并举,多层平行,立体交叉"以及同层"部分前行,余部跟进,支护紧随"的方法和作业顺序。文章简述了特大断面空间交错施工技术在锦屏特大断面TBM组装洞的技术应用。     

超前地质预报在TBM施工中的应用

TBM隧洞施工法与常规钻爆开挖方法相比具有高效、优质、安全、经济、环保和低劳动强度等优点。TBM施工对地质状况非常敏感,在深埋长大隧洞TBM施工中,经常遇到不良地质体,如大规模塌方、涌水,岩爆等,都会严重影响TBM正常的掘进施工。为保证TBM施工安全,需要实时对不良地质体进行超前地质探测和超前地质预报,判断可能发生施工地质灾害的相对位置、规模和严重程度等,以便提前做好技术准备,指导TBM施工。文章介绍了超前地质预报在东北某工程TBM施工中的应用技术。