摘要：刀盘是盾构机的主要部件,其结构合理与否影响盾构机性能。为了设计合理的刀盘结构,提高设计效率,笔者将参数化设计与优化设计相结合,建立盾构刀盘多目标优化设计流程,从而减少了盾构机刀盘建模的工作量,并利用分析结果进行优化设计,快速获取最优的设计方案。优化结果使得刀盘应力分布更加均匀、刀盘结构刚度增强且质量减少,为盾构机刀盘设计定型提供了参考依据。

摘要：宁波地铁5号线1期下穿高速公路路基时存在68°斜交长40 m的含塑料排水板的固结黏土地层,为研究盾构直接通过可行性、刀具选型、施工参数优化等问题,利用 TBM 掘进模态综合试验平台,进行了不同类型刀具、不同掘进参数的固结黏土地层排水板破除试验。研究表明:对于含排水板的固结黏土地层,在合理选择刀具、盾构参数并优化掘进参数情况下,盾构法施工直接破除基本可行,试验为宁波地铁工程建设提供了依据,也可为类似工程设计及施工提供参考。

摘要：为解决超长距离TBM隧洞多车辆行驶风险高、运输效率低、调度管理时效性差等施工难题,分析TBM隧洞施工常见的4种多车辆行驶道路模式,即单车道和双车道无轨运输、单线和四轨三线有轨运输。针对不同运输方式和道路模式设计智能调度算法逻辑规则,形成基于蓝牙信号强度的隧道内车辆实时定位及轨迹预测方法,研制具有实时定位、实时语音通话、在线视频等功能的盒体式车载终端,开发具有普适性、通用性和参数化、模块化的长距离隧道施工车辆智能调度管理系统。该系统在北疆某供水工程输水隧洞长距离TBM施工单线有轨运输工况下进行应用示范,实现了多车辆智能防碰撞和语音实时对讲调度,提高了长距离物料运输效率和多车辆行驶安全性。

摘要：为进一步提高掘进机刀盘滚刀的破岩效率,在刀盘设计过程中确定合理的刀间距显得尤为重要。文章在利用岩石破碎角推导破岩刀间距范围的基础上,基于RFPA分析系统,进行了双刀、三刀作用下的不同刀间距破岩效果的分析,并推导出了最优破岩刀间距的计算公式;为验证刀间距计算公式的准确性,基于自主研制的滚刀岩机作用综合试验台,进行了三滚刀顺次滚压作用下的不同刀间距破岩效率的试验研究。试验结果验证了所推导的最优刀间距计算公式的科学性,进一步完善了刀盘刀具高效破岩理论。

摘要：为提升盾构隧道专用反力架轻量化水平和降低制造及运输成本,对其结构进行优化。首先,依据设计的反力架结构建立其有限元模型,并结合工程数据类比确定载荷条件,验算反力架强度及刚度;然后,以所有板材厚度为自变量、反力架总质量为因变量,利用方差分析的方法获得主效应图,确定5种对结构总质量贡献量大的板厚为优化变量;最后,以5种板厚为设计变量,强度、刚度指标作为约束条件,反力架质量最小为优化目标,采用PSO算法进行求解。结果表明:优化后结构的最大应力为252.2 MPa,最大变形为10.6 mm,反力架总质量从305.78 t降至274.85 t,减重比例为10.1%(30.90 t),验证了结构优化的有效性。

摘要：为解决长距离单车道隧道幽暗湿滑环境司机视线受阻、多车辆行车风险大及运输效率低等问题,通过长距离隧道无线通信传输及定位信息计算技术与设备的开发,设计车辆自主避让算法,构建智能交通指挥系统,研发车载调度指挥终端,为车辆相向行驶时提供避让提醒、同向行驶时提供车辆跟车距离提醒提供解决方案,实现了现场隧道车辆相向行驶提前20~35 s的避让预警,同向行驶跟车50~200 m的精确定位及防追尾提醒,降低了长距离大坡度皮带机出碴单车道隧道无轨运输车辆的行驶风险,提高了隧道施工现场车辆调度管理的能力,保证了施工现场物料安全的高效运输,为施工现场管理信息化、智能化打下了坚实的基础。

摘要：为了解决盾构在全断面硬岩地层中管片上浮的问题,确保管片衬砌的施工质量,结合广州7号线某全断面硬岩段的盾构施工,从力学条件和空间条件等方面分析了导致管片上浮的原因和机制,从盾构施工和设计等方面提出了减小管片上浮的新措施。包括:采用豆砾石回填灌浆工艺进行管片壁后填充、利用止浆环与隔水环防止浆液流失、半敞开式掘进提高同步注浆的填充效果、采用前盾底部设计千斤顶防止盾构栽头等。

摘要：为解决隧道内部弧形件传统安装方式姿态调整困难、安装精度难以保证、安装过程占用物料运输通道等问题,以实现弧形件安装的自动化、智能化为目标,通过分析装配式弧形件的结构特点和装配施工工艺要求,基于工业机器人设计理念研制出一种全液压驱动的6自由度穿行式弧形件安装机。该安装机具有承载能力强、动作精度高、适应隧道复杂环境等特点,并成功应用于上海机场联络线工程。本研究结合工程实际,先根据隧道作业环境和弧形件位姿调整要求完成弧形件安装机的详细结构设计,再结合装备特点和弧形件安装作业环境合理规划姿态调整方案;然后,应用D-H参数法建立弧形件安装机正运动方程,并通过运动学分析推导各执行元件动作量与目标姿态的关系方程。结果表明:1)该装备的结构形式和姿态调整方案可以满足隧道内部超大、重型弧形件的高精度安装需求,油缸动作执行精度可达到0.5 mm;2)安装误差由20 mm减小至1 mm,单块安装时间由120 min减少至22 min;3)该装备的应用提高了弧形件安装的施工质量和效率,降低了人员占用和劳动强度,提高了装配式隧道内部结构施工的智能化水平。

摘要：为应对海域环境土-岩-孤石复合地层超大直径泥水盾构施工存在的重难点及风险,以汕头海湾隧道为工程依托,对泥水盾构的刀盘刀具、冲刷系统、主驱动等进行针对性设计以提高设备适应性,并在孤石处理、刀具配置、掘进参数、施工管理等方面采取针对性施工方案。通过采取以上措施,实现了降低刀具损坏、控制管片上浮、提高施工效率的效果,保障盾构安全、快速通过了不良地质地层。

摘要：为了研究盾构液压推进系统控制特性,设计了一种盾构推进系统模拟平台。从机械结构、液压系统两方面详细分析了实验台的设计过程,并结合实验台控制特性的要求进行了实验分析。实验结果验证了设计方案的准确性和实验台控制性能的可靠性。