中国铁路、隧道与地下空间发展概况

通过总结目前中国隧道的修建概况,说明中国是目前世界上隧道和地下工程数量最多、发展速度最快、地质及结构形式最复杂的国家;从时速250～350 km高速铁路、时速200～250 km既有线提速、高原冻土铁路、铁路重载运输4个方面的建设成就和4个技术平台的搭建阐述铁路快速、高效发展的现实;介绍中国中长期铁路网规划、国际铁路通道提议及将要实施的重大工程;扼要总结中国隧道及地下工程修建的主要技术：1）江、河、海底隧道修建技术;2）钻爆法施工技术;3）浅埋、超浅埋暗挖法施工技术;4）开敞式TBM全断面掘进机施工技术;5）盾构法施工技术;6）沉管法施工技术;7）辅助工法;8）明挖法地下深基坑围护结构施工技术;9）地铁车站施工技术;10）环境保护施工技术;11）高新技术改造、提高隧道施工质量技术。     

硬岩掘进机刀盘纯切削扭矩计算研究

根据硬岩掘进机盘形滚刀在岩体开挖面上滚压切削的实际状态,以刀刃下的岩石受滚压破坏并沿刀刃两侧软弱面崩落为机理,以岩石强度极限为材料常量依据,试推导滚刀切削牵引力以及刀盘纯切削扭矩的计算方法。在推导过程中,不考虑岩石为什么会被破碎或怎么破碎,仅考虑岩体受力状态,以实际工程掘进报告比较计算结果。     

两种优化算法在螺旋桨优化设计中的应用与比较

为了获取合理且高效的船用螺旋桨,把数值优化算法引用到螺旋桨剖面设计中来。设计过程中以遗传算法和模拟退火算法为优化算法,以提高敞水效率为优化目标,通过优化算法的操作产生新翼型剖面,并结合面元法水动力性能预报程序进行原型桨与设计桨的水动力性能预报。由结果分析可知:结合优化算法的螺旋桨设计是可行的,且在算例中各算法的设置条件下,模拟退火算法无论在优化效果上还是在优化效率上都比遗传算法表现卓越。     

TBM滚刀布置方案对比分析与评价

刀盘是全断面岩石掘进机（TBM）的核心部件,滚刀布置设计是刀盘结构设计的关键,直接决定着刀盘的综合掘进性能。基于硬岩TBM 的 2种滚刀设计方案,对比分析不同滚刀布置方式对TBM刀盘力学性能的影响。从刀盘整体受力平衡的角度,对比计算2种方案的滚刀群径向不平衡力和倾覆力矩;从刀盘局部变形和应力分布的角度,提出滚刀分布密度的评价指标,并与刀盘面变形有限元计算结果进行关联分析。研究结果表明： 1）滚刀分布密度可作为滚刀布置的设计评价指标; 2）溜渣板对刀盘的力学性能影响较大; 3）随机式滚刀布置方案优于米字型滚刀布置方案。     

双护盾TBM前盾下部液压支撑装置的设计研究与探讨

双护盾TBM主机长度较长,使得其在掘进和换步过程中姿态不易控制,如遇到突发地质破碎带时卡机风险增加,成为施工中的不利因素之一。本文提出一种液压稳定支撑装置,安装于前盾下部左右两侧。该装置具有2种不同的工作模式:高压支撑模式和低压撑紧模式。液压支撑装置在高压支撑模式下工作时能将前盾和刀盘整体抬升,从而丰富主机扩挖方式、提高边滚刀更换的效率和安全性;在低压撑紧模式下工作时能增加前盾与开挖洞壁的接触点,从而减轻掘进时主机的振动、提高换步过程中主机的稳定性。     

绿色环保经济发展与隧道掘进机再制造探析

为了解决人们对工程机械再制造产品的认识,促进工程机械再制造行业以及再制造技术的良性发展,对机械设备再制造技术以及国内外机械设备再制造产业发展现状尤其是隧道掘进机再制造技术发展情况进行分析研究,探讨再制造产业与循环经济的关系及其相对于维修和翻新技术的优点、发展再制造产业的意义及隧道掘进机再制造的重难点;分析与总结我国隧道掘进机再制造产业的发展现状、前景、隧道掘进机再制造的重点、需要把握好的技术关键,以及促进隧道掘进机再制造良性发展的具体措施,对再制造技术在我国隧道掘进机领域内的推广应用具有一定的借鉴作用.     

振动下TBM撑靴装置先导顺序阀失效分析及优化设计

分析TBM掘进机在强振动环境下工作时先导顺序阀的2种失效形式:压差脉动和油液泄漏,并建立仿真模型,分析得出振幅与频率以及阀芯各参数对阀芯2种失效形态的影响较大。将先导顺序阀独立参数作为设计变量,以最小脉动与泄漏及最大固有频率作为目标函数,对先导顺序阀进行优化设计。结果表明:优化后的先导顺序阀较优化前的压差脉动与泄漏量分别下降了34.2%和31.7%,减小了阀的失效率;并得出在满足流量与压强要求下,应选择较大弹簧刚度。     

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在分析目前城市快速路实际使用的入口控制模型的基础上,引入时空资源效用参数作为控制变量,将并行多路任务负载均衡模型与传统ALINEA策略相结合,提出了以主辅路资源效用均衡化为主导思想的城市快速路入口均衡控制模型（TBM）. 为提高模型的实用性,本文提出“非对称性改进”和“局部出入口弱互扰情况下的资源折减”这两项改进措施,并将改进的NEMA排队感应模型作为回溢的控制手段. 以合肥金寨路高架桥为背景,进行实地测试,结果表明主路平均行程时间减少了9.09%~9.44%,局部拥挤现象明显减少. 最后讨论了控制模型在不同交通条件下的适用性,均衡控制模型在高峰时段,特别是在主辅路局部拥挤程度不同的条件下,局部拥挤的改善效果比较显著.     

TBM施工中遇到问题的分析及对策

TBM结构庞大且复杂,作业环境恶劣,施工中难免会遇到各种问题。分析了主轴承润滑系统污染可能的途径、导致的后果及可采取的维护保养措施;介绍了刀圈偏磨、刀圈卷刃、挡圈断裂或脱落等刀具异常损坏的原因及对策;提出风机底座振动、风管破裂及漏风等隧道通风问题的解决方法;制定了加强线路以及车辆运行管理的运输方案。以上措施的应用促进了TBM施工综合速度的提高。     

豆砾石回填灌浆工艺在复合式TBM施工中的应用

在以往的城市地铁或者轻轨工程中,多采用盾构法施工,管片背后充填采用同步注浆工艺。虽然同步注浆工艺已经使用多年,但其缺陷明显,返浆卡盾、管片上浮、注浆初期管片承载力不足下沉、管片错缝等问题一直存在,由此造成管片接缝渗漏水现象较为严重。为此,结合重庆轨道交通二号线铜锣山隧道施工实践,采用了基于单护盾的复合式TBM施工设备,并采用豆砾石回填灌浆工艺,即先进行管片背后充填,然后依次灌浆,最终取得了成功。该工艺的探索成功,为我国多山城市的轨道交通施工提供了一种新的思路和选择。