复合地层盾构机推进速度SVM预测模型研究

在复合地层盾构法隧道施工中,如何提高盾构机推进速度一直是盾构机设计、施工人员研究的重点。以长沙轨道交通1号线五一广场到营盘路隧道工程为研究背景,现场采集盾构机掘进参数,应用SVM,建立了"五营"区间复合地层盾构机推进速度的预测数学模型,并对模型进行检测,检测结果表明该预测模型对推进速度预测的平均相对误差≤7%,验证了该模型对推进速度预测的有效性。     

大直径盾构机盾体加工方法研究

以长沙市桐梓坡路-鸭子铺通道工程为背景,分析了大直径盾构机的盾体加工制造过程的技术难点。针对这些技术难点,提出盾体径向分块、轴向分段的总体方案,并开展具体研究。通过采用合理的加工工序以及焊接工艺块等过程控制方法,减小焊接变形,保证组合成整体后的盾体达到设计的公差要求,提高产品质量。     

盾构机穿越排气阀井施工方法

对北京市南水北调南干渠盾构机穿越排气阀井施工方法进行了深度分析,通过优化招标图设计方案,采用在施工完成后的排气阀井内回填碎石+土层的方法,较全面地进行了方案设计,安全、快速完成施工任务。     

盾构机自动导向系统测量复核方法

盾构机因其具有较好的安全性及技术优越性,具有地面作业少,对周围地表沉降和环境影响小,自动化程度高,施工速度快等优势,近年来在城市地铁及城市铁路隧道建设中被普遍采用。盾构机的自动测量导向系统也已经广泛应用于盾构隧道施工中,但是对自动测量导向系统的可靠性及稳定性仍然需要定期进行人工复核。以广深港高速铁路深港隧道采用的德国VMT自动导向系统为例,对盾构机自动测量导向系统的人工测量复核方法进行了研究。     

盾构机水下接收方案研究

以特拉维夫红线轻轨东标段本古里安车站水下接收盾构机为工程背景,利用土压平衡盾构机工作原理、有限元和监测数据分析和验证了施工方案的可行性、安全性以及地层稳定性。研究结果表明:水下接收方案可提供的被动力1.42倍于盾构机安装管片需求的千斤顶支撑力,安全系数大于1;水中施工方案有效地解决了可能出现的风险点;有限元计算结果论证了0.5 m竖井内外水位差的合理性;两台盾构机接收时的地表沉降值远小于设计预警值,保证了水下接收方案的安全性和可行性。     

基于数字孪生的盾构机状态检测与故障诊断方法研究

针对传统的盾构机故障诊断方法存在的感知不全面、数据噪声大、质量低等问题,提出了基于数字孪生技术的实体与虚拟实时交互感知方法,可以实现盾构机状态的实时准确检测、故障精准诊断以及故障信息及时反馈。阐述了数字孪生盾构机的内涵及应用前景,建立了数字孪生盾构机模型以及运维系统的架构,对盾构机主驱动减速机提出了一种仿真数字孪生建模方法,并对其进行了多体动力学仿真。模拟了太阳轮的常见故障,并对其进行了故障频率分析,与理论值对比,验证了所建模型的准确性。     

降低无风撑系杆拱桥系杆扭转应力方法研究

研究目的:本文以某一无风撑三跨连续系杆拱桥为例,该桥的桥面较宽,横桥向设置三排支座,由此横梁变形及受力有所减小,但导致结构的刚度加大,增大了拱桥系杆在恒载、活载作用下绕桥梁中心线的内力,致使系杆在拱脚附近的扭转剪应力过大,导致系杆受力不尽合理,为寻求改善拱桥系杆受力的方法,于文中展开详细的分析及探讨。研究结论:分析结果表明:(1)调整中墩支座的安装顺序对结构受力会产生一定的影响;(2)吊杆终拉后再进行中墩支座的安装,可使应力得以提前释放,待横梁变形稳定后再进行中墩支座的安装。能够有效地减小系杆的扭转剪应力,使系杆斜截面主拉应力数值下降,系杆受力得到改善;(3)该研究结论适用于无风撑且桥面较宽的系杆拱桥的设计及相关计算分析。     

超大直径泥水平衡盾构机施工造价测算方法

以典型水下盾构施工费用为依据,结合施工工序和现有?11.0 m级和?15.5 m级盾构机掘进费用定额,同时考虑盾构机在不同地层中掘进的材料消耗量,测算了超大直径泥水平衡盾构机的掘进费用。考虑影响盾构机折旧的主要因素,采用双倍余额递减数学模型,提出了一种超大直径泥水平衡盾构机加速折旧的计算方法。修正现有的泥浆处理定额,针对掘进费用、盾构折旧费用、泥浆处理费用,提出?18 m级超大直径泥水平衡盾构机施工造价的测算公式,弥补了现行标准的不足。     

靴轨系统静态电接触研究

针对集电靴滑板在列车停车时的发热问题,基于电接触和热传导理论,建立了列车停车时靴轨静态电接触模型,对靴轨接触电阻和集电靴滑板的发热进行计算,并通过设计集电靴滑板温度试验对理论计算结果进行了验证。结果表明,增大靴轨系统的静态接触力并使其均匀受力,可以减小靴轨接触电阻和滑板的发热。     

狭小空间盾构机脱壳拆解技术研究

盾构机拆解是盾构掘进施工一个重要环节,而在狭小空间下盾构施工作业,尤其是狭小空间下的盾构机脱壳拆解更具挑战性。本文以北京某地铁隧道项目土压平衡盾构机脱壳拆解为例,针对狭小空间盾构机拆解施工,提出一种盾构机脱壳拆解新型施工方法。该施工工法无需借助大型起吊设备即可完成洞内拆解施工,对施工场地环境影响小,减少了设备、材料和人员消耗,具有良好社会效益和经济效益,可为相似工程提供参考和借鉴。     

盾构机换刀机械手误差补偿研究

针对换刀机械手在盾构机内部狭小空间中、重载工况下难以实现精准更换滚刀的问题,提出换刀机械手末端位姿误差补偿方法。换刀机械手的末端位姿误差由刚性误差与柔性误差2个部分组成,分别针对这2种误差进行理论分析。以MDH参数法为基础建立换刀机械手的刚性误差模型,基于材料力学理论,采用奇异函数以及拉普拉斯变换的方法计算伸缩臂柔性变形,进而建立换刀机械手柔性误差模型,并分别利用Matlab与Workbench仿真软件完成对刚性误差模型与柔性误差模型的正确性检验。结合二者的误差模型,通过刚性误差与柔性误差线性叠加的方式推导得到换刀机械手刚柔耦合误差模型。基于所提出的刚柔耦合误差模型,还需对模型中的冗余参数进行剔除,并通过L-M算法实现对换刀机械手几何参数识别,进而完成换刀机械手标定实验。经过标定后,换刀机械手末端位置误差在X方向上的误差均值相对于未标定前减少21.02 mm,在Y方向上的误差均值相对于未标定前减少18.44 mm,在Z方向上的误差均值相对于未标定前减少3.79 mm。标定实验结果表明,标定后换刀机械手各方向的末端误差均得到大幅度的减小,进而说明提出的换刀机械手误差补偿方法是科学有效的。     

超高压盾构机铰接密封系统关键技术研究

铰接密封系统作为盾构机关键的安全系统之一,对其安全性能的要求也越来越高。针对铰接密封系统在超高压的环境下安全性的问题,本文首先就盾构机的铰接密封系统的重要性进行了系统性的分析;其次从铰接密封系统的设计方案、密封件的截面形式、密封件材料等方面分析影响铰接密封系统的密封能力;最后在上述分析的基础上,提出了一种盾构机适用于高埋深、高水压(压力超过16 bar)超高压地下工作环境下的铰接密封结构的设计方案,并搭建铰接密封试验台,通过试验获取数据,验证该方案的可行性。     

盾构机进出换刀井施工技术研究

通过北京地铁九号线06标段军东区间盾构机在大粒径卵漂石地层中掘进时,每隔200 m左右需要在换刀井内进行刀具更换的施工实例,总结出盾构机在富水卵漂石地层中不完全进出洞的接收与始发施工技术。在满足施工需要的前提下,尽量减小换刀井的规模,既保证了换刀井内作业的安全高效,又降低了施工成本,为今后盾构在较困难地质条件下顺利掘进施工积累经验。     

仑大区间盾构机海底脱困技术研究

文章对仑大区间盾构机海底被困的原因进行分析,并采用筑岛加固、带压换刀等施工技术,使盾构机安全脱困。该技术对解决类似工程问题有着很好的借签作用。     

卵漂石地层盾构机刀具磨损研究

北京地铁9号线06标段军事博物馆站～东钓鱼台站区间工程,盾构穿越的地层为含大粒径漂石的砾岩层和富水卵漂石⑦层。此种地层在国内外均无类似工程实例,掘进施工过程中盾构机刀具磨损非常严重,通过分析和总结盾构实际掘进参数及刀具磨损规律,对盾构机的刀具配置进行有效改进,确保盾构的掘进施工顺利进行,延长盾构刀具的使用寿命。     

盾构机销轴快速拆装工装设计研究

为了解决盾构机设备上油缸销轴拆装困难、耗时费力和安全隐患高的问题,根据销轴结构形式和安装位置等特点,现设计一套专门用于销轴拆装的工装来辅助操作人员进行快速拆装销轴。该工装结构简单,重量轻,强度可靠,便于操作人员安装与操作,解决了盾构机设备上销轴拆装难度大、安全隐患高等问题。同时,对该工装进行了有限元分析,并根据分析结果对工装进行针对性优化,得到稳定可靠的拆装工装。该工装在实际生产项目中也得以验证,工装安装及搬运方便,拆装销轴方便快捷,可大幅提高操作人员的工作效率及安全性。     

基于特定参数下管片选型方法与盾构机姿态控制措施

盾构施工过程中,管片选型正确与否直接关系到成型隧道外观质量和防水效果的好坏;而盾构姿态决定了成型隧道的走向,继而决定管片型式的选择;选择拼装的管片又反作用于推进油缸,进而影响盾构机姿态的控制。本文根据广州轨道交通三号线北延段11标高增站—新机场南站盾构区间的线路设计参数、盾构机参数和管片参数,总结出在该特定参数下管片选型的方法和盾构姿态的措施。     

套靴轨枕轨道钢轨波磨初步研究

研究某地铁套靴轨枕轨道结构小半径曲线波磨形成机理。通过现场调查和试验测试,了解波磨的基本特征,结合轨道结构动力学理论对波磨形成机理进行预测分析;建立车辆簧下质量与套靴轨枕轨道耦合作用的三维实体有限元模型,利用该模型分析轨道结构的模态振型和共振频率与波磨的关系,给出波磨形成机理的初步解释,并探讨簧下质量对轨道结构响应以及波磨成因的影响。数值计算结果与现场测试结果相吻合。研究发现,车辆通过该轨道时,钢轨连同套靴轨枕一起相对轨道板的垂向弯曲振动容易被激发,是50mm波长波磨形成的根本原因。