北京地铁大卵石地层采用开敞式盾构机施工的可行性

针对大卵石地层盾构施工的难点,从地质适用性、结构可维护性、自身性能特点、处理大卵石或孤石的优势、施工安全性与质量、施工速度等方面进行分析,阐述开敞式盾构机的可行性,给出了北京地铁开敞式盾构设计方案及施工工艺;针对大砂卵石地层中盾构施工,从掘进速度、经济特性、综合性能等方面对土压平衡盾构机与开敞式盾构机进行了对比,表明了在大卵石地层采用开敞式盾构机是值得考虑的。     

17in与19in滚刀破岩效率及耐磨度的初步比较研究

目前硬岩掘进机最常用的盘形滚刀有17in及19in 2种规格的滚刀,经工程实例比较,19in规格的滚刀具有更好的破岩效率及耐磨度。在开挖面岩体性质、滚压速度、刀具结构材料基本相同的条件下,滚刀直径的增大为何导致破岩效果更好,从理论分析的角度,量化比较这2种规格的单刃滚刀的破岩效率及耐磨度,为掘进机用户在选型时提供参考。     

南京云锦路电缆隧道盾构掘进技术

小断面泥水加压平衡盾构适合于在含水量较高的软弱地层中施工,尤其是在穿江、过海、城市地下管道工程中应用较多。南京云锦路电缆隧道工程下穿新建成的云锦路,邻近有诸多楼房、管线,不可避免地存在许多工程建设风险。为减少对城市建筑物、构筑物的干扰,对盾构的试掘进技术、泥浆配比、掘进参数的选择、出渣量、掘进方向控制等掘进技术进行了研究总结,并针对施工过程中出现的疑难问题找到解决方案。     

沉管隧道工程技术的发展

沉管隧道工法为水下隧道建设的主要工法之一,其关键工序包括管节预制、浮运、沉放对接和基础处理等。近几十年来建成的大型混凝土沉管隧道工程,进一步发展并突破高水压、复杂水流和复杂地质条件的工程技术,能够跨越更深和更宽阔的河口、海峡水道。结合具代表性沉管隧道工程,包括Maas隧道、香港地铁过海隧道、Tuas电缆隧道、Oresund海峡隧道、Busan隧道和Bosphorus海峡隧道,着重讨论管节预制、管节防水、干坞系统和基础处理等方面的技术发展。     

盾构掘进趋向预警值的分析和计算

盾构机利用激光导向进行掘进,前后点偏移值固然重要,但掘进趋向更为重要。当趋向值在合理的范围内时,可确保盾构隧道符合设计线形;超出预警范围,将会导致盾构严重偏离中线,造成无法挽回的损失。根据德国海瑞克盾构机在成都砂卵石地层中纠偏能力较差的现状,介绍趋向的概念、曲线段趋向的计算、盾构机实际纠偏能力的统计、趋向允许偏差公式的推导、趋向偏差预警值的确定,最后得到盾构趋向预警值。应用该研究成果在施工中加以严格控制,没有发生过隧道中线偏差超限的情况。     

大翼展混合驱动无人水下航行器水动力特性研究

为提高无人水下航行器的操纵性和运动控制算法的高效性,对航行器水的动力特性进行分析尤为重要。基于黏性流体理论,采用高效的计算域分区法提高航行器变攻角网格的生成效率,开展不同攻角和航速下的航行器水动力数值预报与分析,定量给出航行器的升阻力、升阻比和俯仰力矩系数随攻角的变化规律,得到航行器上浮和下潜时对应的最优攻角和动压力中心点偏移量,为航行器的运动的姿态控制提供设计和指导依据。分析攻角对航行器压力场、速度场和涡量场的影响规律,为后续优化航行器构型、提高航行器的水动力性能奠定基础。     

水下软体机械臂的设计及控制分析

针对机械臂在水下的复杂工作环境以及目前水下机械臂应用的受限性,提出一种线驱动软体机械臂,采用刚柔耦合的结构,利用电机驱动2根绳索,减少驱动单元,降低能耗,提高了机械臂的柔顺性,使其能够更好地适应水下复杂的工作环境和作业需求。同时,采用经典的Denavit-Hartenberg(D-H)建模思想结合克赛拉特杆理论(Cosserat rod theory)对其进行运动学分析。在现有软体机械臂控制方法上,设计试验平台,采用尖顶从动的控制方式检测误差并进行分析,验证了重力因素对软体机械臂控制精度的影响,为软体机械臂在水下应用的控制策略提供参考。     

某型AUV运载器的定位方法与误差分析

传统AUV依靠水下惯性导航设备自主定位的方法无法实时进行水下信息感知和系统控制。水声定位是AUV定位导航技术的一个研究领域,可用于水下运动目标定位与导航、水下静止目标勘测等。本文分析阐述三种经典AUV定位方法,进一步研究AUV快速定位解算原理,论证影响AUV运载器在深海工作时产生的定位误差来源并进行仿真试验分析,最终将研究成果应用在目前现有某型AUV运载器上,实现自身水下定位、导航与远程遥控。     

泥驳船水下高精度抛填施工工艺

受施工区域水深较浅等因素限制,部分工程抛泥区禁止超抛,否则应对超过约定高程的抛填土进行二次处理,这对泥驳船的水下抛填高精度控制提出了更高的要求。基于乌克兰南方港航道疏浚工程,采用数学模型对不同工况下不同颗粒的漂移情况进行分析,并对定位、抛填及抛填土的后续处理方式进行改进。结果表明,改进后的施工工艺可有效控制抛泥区抛填施工的质量。     

BIM技术在航道水下地形空间监测中的应用

地形是区域环境的重要组成部分,三维地形分析为地表演化过程研究提供了全新的技术支撑。本文依托黑沙洲航道整治二期工程多期水下地形测量数据,基于BIM技术实现各个时期航道水下地形表面的三维可视化,并对其进行动态监测分析。研究表明,基于BIM技术实现航道水下地形空间监测,能够更加形象直观地展示区域地形演变、泥沙淤积等三维情况,对于航道的维护和整治具有重大意义。