长大隧道双护盾TBM齿轮润滑系统设计

针对某引水工程的长大隧道双护盾TBM齿轮润滑系统的设计,分别对比了3种掘进机的齿轮润滑系统形式,包括常规盾构齿轮润滑系统、双护盾TBM齿轮润滑系统、主梁式TBM齿轮润滑系统。通过对双护盾TBM主驱动工况和直径大小的分析,分别计算出小齿轮、主轴承、前后小轴承所需的润滑油量;根据双护盾TBM主驱动发热功率及热交换原理得出润滑油量,从而为双护盾TBM齿轮润滑系统提供量化指标。     

国内首台双护盾TBM结构及组装技术

以兰州水源地建设工程国内首台自主设计及生产的双护盾TBM隧道施工为例,详细介绍了双护盾TBM的结构特点,阐述了主机及后配套的准备工作及现场组装技术。该机技术对工程施工顺利完成有着重要意义,填补了国内双护盾TBM的空白。     

城市轨道交通隧道双护盾TBM施工适应性研究

双护盾TBM施工具有速度快、安全性高等优点,已成为山岭隧道建设的重要选择。通过对已建的双护盾TBM隧道调研得到了双护盾TBM施工中常见的问题,并结合青岛地铁2号线提出了基于地质适应性、线路适应性、周边环境适应性的双护盾TBM城市轨道交通隧道适应性分析方法。研究得出了以下结论:采用双护盾TBM施工的隧道多为特长、深埋隧道,施工过程中受高地应力和地下水影响,经常发生卡机、涌水、渗水等灾害;和山岭隧道相比,城市轨道交通隧道采用双护盾TBM施工时灾害发生率更低且处治措施更为灵活;双护盾TBM施工技术在城市轨道交通隧道建设中具有速度快、对环境影响小的优点;针对施工过程中出现的回填层质量较差和TBM过站与车站施工协调难度大的新问题提出了设置止浆环和曲线过站的处治方式。     

双护盾TBM的技术特点及工程应用

阐述了双护盾TBM的技术特点及地质适应范围,分析了其施工的优缺点,同时对其在引水工程、跨海隧道,尤其是对长大铁路及客运专线隧道使用双护盾TBM施工的可行性进行了分析。     

浅谈双护盾TBM始发施工技术

为了解决城市轨道交通工程中双护盾TBM由于始发不当造成TBM卡机、栽头甚至设备损坏的问题,本文介绍了双护盾TBM在不同的施工条件下始发时所采取的施工技术工艺,分析了其各自适用条件和优缺点,提出了利用双护盾TBM自身特点,针对不同始发条件采取不同的启动模式始发的观点,得出了双护盾TBM在有始发洞条件和无始发洞条件下分别采取相应施工工艺以达到安全、稳定、快速始发的目的的结论。     

双护盾TBM小半径曲线地铁隧道施工技术分析

双护盾TBM小半径曲线地铁隧道施工技术,是一种现代化的隧道施工技术,能够有效提升隧道施工的效率和质量,提高施工过程中硬岩掘进机的使用效果。介绍了双护盾TBM小半径曲线地铁隧道施工技术的主要内容,并分析施工过程中的技术难点。从目前的施工状况,分析该技术在应用的过程中存在的一些问题。针对这些问题,从技术发展的角度,分析双护盾TBM小半径曲线地铁隧道施工技术的改进方向。     

双护盾TBM施工中围岩分类模型参数的相关性分析

以双护盾TBM施工为例,将施工中能获取的相关参数进行分类整理,并进行较为系统的分析比较,从中筛选出与双护盾TBM高度相关的参数信息,为构建围岩分类体系模型的参数选取奠定了基础,力求在此基础上构建一个较为合理的TBM施工工程地质围岩分类基本模型。     

城市地铁双护盾TBM工法隧道衬砌结构受力特征研究

以深圳市城市轨道交通8号线一期梧沙区间隧道为依托工程,对“双护盾TBM工法隧道”施工期间管片衬砌外部压力和结构内力开展了现场跟踪测试,总结归纳出“双护盾TBM工法隧道”管片衬砌外部压力和结构内力在施工期内的时变演化规律。研究结果表明：隧道施工期间,管片外侧压力共经历四个发展阶段,注浆压力对管片内力变化影响较大,管片设计应考虑注浆压力的影响,同时应注意TBM施工时的注浆量控制。对于深埋TBM隧道,结构内力与隧道埋设深度不具有明显的对应关系,但随着结构上部围岩风化程度增加,隧道上方垂直荷载对管片结构内力影响加大。研究成果可为城市地铁双护盾TBM施工结构受力分析提供依据。     

6m级双护盾TBM推进液压系统设计研究

基于某地铁隧道项目,研究设计了6m级双护盾TBM推进液压系统,同时介绍了各个模式下的工作原理,这对6m级双护盾推进液压系统设计及应用具有很大的借鉴意义。     

双护盾TBM施工隧洞岩爆特征微震监测研究

为了研究深埋隧洞在双护盾TBM施工环境下的岩爆特征,以某公路隧道为例对微震监测成果进行了统计整理,并在此基础上分析了微震事件与掌子面位置、岩体完整性以及隧洞埋深等之间的相关关系,获取了该工程岩爆事件发生的规律。成果表明,在隧洞采用双护盾TBM开挖过程中岩爆事件并非主要集中在掌子面附近,岩爆存在一定的延迟性和超前性,岩爆发生与开挖过程的时间效应及距离范围存在一定规律。同时,岩爆的能量等级和发生频次与岩体结构及隧道埋深也存在关联性。深埋隧洞在双护盾TBM施工环境下的岩爆规律的研究对类似工程具有一定的借鉴意义。     

双护盾TBM全断面掘进不良地质洞段固结灌浆

就双护盾TBM全断面高速掘进时的不良地质洞段固结灌浆施工工艺作了详细的介绍,对灌浆效果进行了分析,指出固结灌浆施工工艺既满足了TBM高速度掘进,也保证了成洞质量,为特殊地质条件的加固处理提供了经验。     

双护盾TBM在软弱地层中的掘进模式选择

 双护盾岩石掘进机(TBM)采用双护盾模式掘进时,支撑靴的支撑压力常会造成围岩的破坏进而引发其他事故,针对青海“引大济湟”工程中双护盾TBM在软弱地层中掘进模式的选择问题,提出模拟双护盾TBM掘进过程的三维有限元模型,分析支撑压力作用下围岩的破坏机制及不同地应力分布情况下支撑压力对软弱围岩的影响。分析结果表明,支撑压力作用下围岩的破坏形式主要为剪切破坏和拉裂破坏。在浅埋自重应力场下,当侧向压力系数l＜1时,支撑压力一般会使软弱围岩的塑性区有较大程度的扩展,且在隧洞埋深较小时还可能造成大面积拉裂区的出现;其次,对支撑压力导致塑性区扩展的围岩临界强度的分析表明：在自重应力场下应采用单护盾模式或掘进参数降低的双护盾掘进模式掘进。在埋深较大且地应力侧向压力系数l≥1时,支撑压力对围岩的影响相对有限,一般不会导致新塑性区的产生,但可能造成旧塑性区的进一步破坏,此时,可谨慎地采用双护盾模式掘进。     

TBM在我国的发展及应用前景

介绍了TBM的分类，分析了TBM与DBM的优缺点，对TBM与钻爆法的经济性进行了比较研究，得出了TBM法将会与DBM（钻爆法）共同发展的局面。     

Application and development of hard rock TBM and its prospect in China

Compared with the drill and blast method, TBM tunnelling has significant advantages with high construction efficiency, low project cost, conducive to environmental protection, favorable stability control of surrounding rock mass, etc. At present in China, it has become the first choice and development trend in the construction of long and deep buried tunnels and over one thousand meters deep coal mine roadways. Recently, the engineering application and fundamental research of TBM tunnelling in China has made great progresses, also unavoidably with some unsolved problems. In this paper, the application and development of TBM manufacturing and tunnelling technologies in China are reviewed and summarized, and the market demand and application prospect are predicted. The complex geological conditions and technical challenges which will be encountered in China’s future TBM engineering are analyzed. Current progresses in the three aspects of TBM fundamental research, technology development, and engineering application are summarized. The development trend of TBM manufacturing and tunnelling technologies in China are prospected.     

推广应用隧道掘进机促进我国地下空间开发

1　国际发展态势在资源和环境问题日趋严峻的情况下 ,世界各国都日益重视地下空间的开发利用。人们普遍认为 :“19世纪是桥梁的世纪 ,2 0世纪是高层建筑的世纪 ,2 1世纪则是地下空间的世纪”。号召人们“往深处想” ,把地下空间当成一种新型的国土资源 ,并在总体上称之为“地下产业” (ＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＩｎｄｕｓｔｒｙ)。地下产业的主要优点在于 :(1)大量节约土地 ;(2 )有利于环境保护 ;(3)有利于生态平衡 ;(4)节约能源 ;(5 )抗震性能及防护性能好 ;(6 )运行费用较低。在岩土工程领域 ,随着地下电站、地下城市、地下铁道、海峡隧道…     

TBM在长大隧道开挖中应用前景初探

介绍了当前国内外长大隧道工程所取得的成果以及其今后发展趋势,阐述了TBM法的发展原因、过程及优点,提出了TBM未来的发展趋势,对长大隧道及TBM的发展提出几点建议。     

分级网络计划在TBM施工中的应用

在TBM施工辅助决策系统的设计和开发过程中，将分级网络计划技术应用到TBM施工中，实现了系统单代号、双代号网络图的绘制，进而有助于对TBM的施工过程进行分析与优化。     

锦屏二级水电站TBM选型及施工关键技术研究

 锦屏二级水电站引水隧洞属于深埋特长隧洞,其中2条引水隧洞施工采用敞开式硬岩掘进机(TBM)进行施工。引水隧洞TBM开挖直径12.4 m,位列世界第二。引水隧洞穿越区域水文地质条件复杂,开挖中面临地下水预报及处理、通风、岩爆防治等三大关键技术问题。通过对大量文献资料和工程实例的研究,概述TBM近半个世纪的发展及其在隧道建设中的应用现状和主要问题。对锦屏二级水电站区域地质条件以及主要的工程地质问题进行分析,结合国内外已有的TBM施工经验,对锦屏二级TBM选型以及在施工中面临的超前地质预报、围岩稳定、高地应力及岩爆、突涌水、溶洞、有害气体、断层破碎带等不良地质条件所采用的施工方法进行分析研究,针对性地提出在各种不良地质条件的下的TBM施工对策,对锦屏二级水电站TBM施工提出建议,研究成果可供类似工程参考。     

复合岩体的TBM破岩机理数值模拟

为了指导TBM刀盘刀具的研制和不同地质条件下刀盘刀具的选型,TBM破岩机理的研究成为核心。在TBM滚刀的作用下,岩体中裂纹的生成、扩展和连接规律是深刻理解TBM破岩机理的前提,因此,TBM滚刀破岩机理的研究具有重要的工程应用价值。目前,TBM滚刀破岩机理的研究主要集中在单一岩体中,但在TBM施工过程中会遇到各种复杂的地质条件。笔者采用离散元方法,研究了复合岩体的破岩机理,复合岩体中岩片的形成不同于单一岩体,其裂纹的最终连接是由起裂于复合岩体交界面上的微裂纹的扩展,将两滚刀之间的赫兹裂纹连接,最终形成岩片。因此,在一定情况下复合岩体更有利于TBM隧道施工。     

Application of non-linear regression analysis and artificial intelligence algorithms for performance prediction of hard rock TBMs

Prediction of machine performance is an essential step for planning, cost estimation and selection of excavation method to assure success of tunneling operation by hard rock TBMs. Penetration rate is a principal measure of TBM performance and is used to evaluate the feasibility of using a machine in a given ground condition and to predict TBM advance rate. In this study, a database of TBM field performance from two hard rock tunneling projects in Iran including Zagros lot 1B and 2 for a total length of 14.3 km has been used to assess applicability of various analysis methods for developing reliable predictive models. The first method used for this purpose was principal component analysis (PCA) which resulted in development of a set of new empirical equations. Also, two Soft computing techniques including adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and support vector regression (SVR) have been employed for this purpose. As statistical indices, root mean square error (RMSE), correlation coefficient (R²), variance account for (VAF), and mean absolute percentage error (MAPE) were used to evaluate the efficiency of the developed artificial intelligence models for TBM performance prediction. The results of the analysis show that AI based methods can effectively be implemented for prediction of TBM performance. Moreover, it was concluded that performance of the SVR model is better than the ANFIS model. A high correlation was observed between predicted and measured TBM performance for the SVR model. This study shows the feasibility of using these systems and subsequent work is underway to expand the database of TBM field performance and use the aforementioned methods to develop a more comprehensive TBM performance prediction model.