TBM盘形滚刀受力分析

研究盘形滚刀的受力状况可以改善滚刀的设计,提高其使用寿命。文章通过ABAQUS分析软件建立了盘形滚刀切割岩石的有限元模型,并进行了动态模拟和动力学分析;模拟结果很好地解释了TBM掘进过程中,液压千斤顶需要不断地增加压力才能保持掘进速度的现象,并且验证了盘形滚刀最大瞬时接触力值为接触力平均值的2~3倍,同时发现ABAQUS可以很好地模拟出岩石被切割时出现岩碴飞溅的现象;研究结果为盾构机盘形滚刀刀具的设计及研究其寿命提供了一些理论依据。     

地质因素对TBM掘进效率的影响

结合秦岭隧道施工的相关数据，对掘进速度、利用率、刀具磨损、比能等表征掘进机掘进效率的指标与岩石的单轴抗压强度、围岩等级、围岩类型等地质因素之间的关系进行了分析，得到了它们之间的影响关系。     

全断面隧道掘进机工作参数匹配规律的挖掘与利用

为提高隧道掘进机工作效能和利用率,以采集的秦岭隧道工作数据为对象,分析研究了不同掘进状况下工作参数间的匹配规律,对比分析了各类掘进状况下的切削比能,获得了掘进机正常掘进状况下的FPI与切割系数C的制约方程,得到了软、硬岩条件下的推进力、扭矩需求方程,并且从统计角度获得了切割系数的概率密度分布函数。所获得的相关规律以及处理方法,为掘进状况的预测和掘进参数的优化提供了一定的知识和技术支持,对于掘进机的性能评价和掘进机设计都具有重要的参考价值。     

极端复杂地质TBM研制及高效施工关键技术

为解决全断面硬岩掘进机在极端复杂地质掘进效率低下的难题,考虑极端复杂地质环境条件和全断面硬岩掘进机技术特点,首先,制定极端复杂地质全断面硬岩掘进机技术指标,研制极端复杂地质全断面硬岩掘进机,提出变截面收敛地层扩挖技术;然后,基于破碎围岩地质特征,建立关键参数控制、小导管化学灌浆、管棚注浆、小导洞开挖技术协同作业方法,并应用于解决破碎围岩地层;针对岩渣堆积掘进效率低下的问题,建立机械除渣和皮带机出渣联合清渣模式;最后,通过高黎贡山极端复杂地质掘进验证了本文研究成果。结果表明： 1）全断面硬岩掘进机在Ⅱ、Ⅲ级围岩条件具有较高的进尺速度,设备完好率较高; 2）Ⅳ、Ⅴ级围岩为主的破碎地层具有较好的适应性,实现刀具磨损一般的情况下最高月进尺达到了438 m,平均月进尺为412 m,表明具有良好的地质适应性。     

铁路专用线下煤矿巷道稳定性评价研究

以山西三元煤业巷道下穿高河铁路专用线工程为依托,采用规范、手册推荐的小型采空区地基稳定性方法计算巷道稳定系数;运用FLAC^3D软件进行巷道开采动态模拟,推演出巷道位移变形和竖向应力云图,判定巷道掘进的影响范围。为类似矿区既有构筑物下方开采稳定性评价提供了可以借鉴的方法。     

禁爆区域地铁隧道悬臂掘进机施工技术探讨

城市轨道交通与市政商务区合建区域施工中,不同施工单位的多项目交叉作业,地面空间紧张,盾构法施工地铁隧道所需的盾构机进出场道路、施工场地难以满足。文章结合区间隧道穿越地层以中风化石灰岩为主、无地下水的实际地质情况,对单轴悬臂掘进机进行局部的优化调整后用于地铁隧道开挖施工。工程实践证明,悬臂掘进机在单轴抗压强度在50MPa以下的稳定地层中隧道开挖施工效果良好,既可解决施工场地受限,人工配合常规机械开挖施工速度慢、成本高等问题,又可规避禁爆区域申请爆破施工难的系列弊端。     

丹海高速公路巷道的注浆处理

通过对整个路段的探测,将巷道的位置和走向确定下来,采用合理布孔,将整个路基范围内的巷道全部先注砂后注浆,将巷道全部充满,从而保证路基的稳定性。     

隧道掘进机技术的发展和研究现状

通过对隧道掘进机的分类、隧道掘进机技术的研究现状以及隧道掘进机技术研究和发展趋势的调研和探讨,提出： 1）根据掘进岩土体强度的不同,隧道掘进机大致可以分为岩石隧道掘进机和盾构; 2）目前岩石隧道掘进机的研究热点问题主要包括滚刀破岩机制和施工预测模型的建立2个方面,而盾构主要研究内容集中在掌子面稳定、施工过程控制和地表沉降研究3个方面,虽然这些研究都取得了较大进展,并且部分已经有效地应用到实际工程建设中,但解决得不够透彻,还有待于进一步研究; 3）隧道掘进机技术的研究发展趋势将集中在掘进力学机制的完善、复杂地质条件下掘进机制与施工过程控制研究和复合掘进机技术的发展等方面,这些会给隧道掘进机技术的研究和发展带来挑战和契机。     

基于虚拟装配截割头的截齿和齿座参数化设计

通过对掘进机截齿和齿座的分析,运用VC＋＋、Pro／TOOLKIT和access进行二次开发,获得了基于在截割头虚拟装配体环境的截齿和齿座的参数化设计程序。运用该程序,直观地了解到不同尺寸截齿和齿座的干涉情况,为合理地确定截齿和齿座位置、正确地设计掘进机截割头提供了手段。     

层状复合顶板巷道稳定性分析

采用ANSYS有限元计算模型对层状结构岩层巷道开挖施工进行了弹塑性二维分析,发现巷道底板和煤帮中点位移随着巷道宽度的增加而增加,增加基本按照线性规律,增加幅度比较平缓,即底板和煤帮中点的位移对巷道宽度的变化不敏感．同时对巷道上部层状项板建立两端固支的力学模型,得到巷道顶板下沉的解析解,由此研究不同高跨比的围岩变形、应力变化模式和破坏特征,对层状岩层巷道的安全评价和支护有一定的指导意义．