基于神经网络-牛顿混合算法的盾构机掘进位姿求解研究

为了解决盾构机推进系统运动学建模及正解求解困难等问题,采用简化等效模型法,构建了盾构机推进系统简化模型,将n-SPS的盾构并联推进系统简化为4-SPS的等效并联推进机构,并构建其运动学模型.根据建立的等效机构运动学模型,采用神经网络-牛顿混合算法求解盾构掘进位姿;利用神经网络的解域搜索功能,对初值进行预测并把预测结果代入牛顿迭代法进行计算求解,分析比较了单一神经网络预测值与BP神经网络-牛顿迭代混合算法计算结果的优劣性.研究发现,盾构机推进系统等效模型的建立可以大大简化运动学建模复杂度,而且利用混合算法求解运动学正解的求解精度更高,可以提高盾构机掘进位姿控制精度,从而提高掘进隧洞质量.     

浅析盾构机液压系统

盾构机全名盾构隧道掘进机,是一种隧道掘进的专用工程机械,目前已经广泛应用在各大城市的地铁施工中。现代盾构机集光、机、电、液、伺服控制及信息传输等技术于一体,具有切屑岩土、自动换刀、渣土改良输送、管片吊装拼接、隧道衬砌、激光导向和姿态调整等功能,涉及地质、土木、测量、力学、化学、机械、液压流体、电气、控制以及气体检测等学科领域,在众多学科中液压传动与控制在盾构施工中发挥着极其重要的作用,所以有必要对液压系统进行分析,减少故障发生,确保盾构机可以高效地完成施工任务。     

基于齐次变换矩阵的盾构机掘进位姿建模与求解研究

为了更加精确快速地求解盾构机在掘进过程中的姿态变化,采用基于空间齐次变换矩阵元素的位姿正解求解方法建立盾构机位姿正解解算模型,并利用牛顿拉夫逊算法对得到的以齐次变换矩阵元素为未知量的非线性方程组进行逐次迭代求解,得到齐次变换矩阵各元素数值解;然后,根据齐次变换矩阵各元素与位姿映射关系求解对应位姿.并根据各个液压缸杆长约束条件建立位姿反解数学模型,在Matlab中对位姿正反解进行求解,并分析比较正反解结果的吻合度.结果表明,其误差在0.018％左右,在误差允许范围内,证明了所建立的盾构掘进位姿正反解数学模型的正确性.     

非开挖机械

GJ20052099 中国隧道盾构掘进机的发展和应用[刊,中]/白杉…//筑路机械与施工机械化.—2004,21(7).—41～43介绍了盾构掘进机在中国广州公路隧道、上海轨道交通线隧道和南京长江盾构隧道等3大工程中的应用情况,总结了国内几十年来盾构机研究取得的技术进步。揭示了盾构机的绿色化、微型、超大型化和多样化的发展趋势。     

土压平衡式盾构机在地铁隧道施工中的应用技术

在简述某地铁隧道盾构工程概况的基础上,论述土压平衡式盾构机工作原理和技术特征,分析了该工程项目土质对盾构施工的不利影响,阐述了土压平衡式盾构机在控制重点部位、控制工艺参数、改良盾构渣土等方面的应用技术,提出了砂层盾构常见问题及采取的措施,以及如何解决刀盘卡顿问题,可供相关工程技术人员参考。     

复合式土压平衡盾构机在特殊地质段的掘进方法

随着国民经济的发展,越来越多的城市地铁及地下工程采用先进的盾构法施工,复合式土压平衡盾构机作为主要机型得到了广泛的应用.同时因为盾构机刀盘和刀具对地层的适应范围很窄,当遇到地质情况发生突变时,掘进会受到很大的影响,甚至会造成设备的严重损坏.如何快速、准确地判断地质条件,选择合理的掘进模式和掘进参数,尤其是如何顺利、安全的通过地质特殊的地段,成为制约盾构施工水平上一个新台阶和拓展盾构使用范围的瓶颈.     

淤泥质软土地层盾构选型及掘进技术研究

本文针对淤泥质软土地层盾构施工过程中存在问题展开分析,以杭州地铁十号线3标为依托,通过优化盾构选型配置,控制掘进参数,严控管片拼装,强化监控量测,力求解决盾构机姿态控制难、管片易开裂等淤泥质软土盾构掘进常见问题,为今后在类似地层条件下的盾构施工提供参考及借鉴。     

基于权重优化神经网络的盾构机掘进参数预测方法

为了使盾构机能高效地适应区间地质因素以及掘进参数变化的影响,从而在盾构施工的过程中更好地规避风险,提出了一种将正向神经网络模型与反向神经网络模型相结合的盾构机掘进参数的预测方法。本文基于某盾构数据平台在某区间的盾构隧道施工数据,首先,利用神经网络算法建立了一种用于预测复杂地质条件的盾构机掘进参数的正向模型;其次,在正向模型的基础上引入权重优化层进行分步训练,实现了对盾构机部分掘进参数的反向预测。实验部分将预测数据与真实的施工数据进行对比,结果表明:神经网络模型优于其他模型,而且通过本文提出的反向模型得到的预测值与原始数据变化规律一致。根据实验得出的结论,该方法使用的模型具有轻量级、泛化能力强的特点,符合现场施工要求,具有一定的实用价值。     

盾构机泥浆循环和处理系统的调试与典型故障排查

正上海人民路越江隧道工程掘进施工时,首次采用TM1158WSM型直径11.58m的泥水平衡式盾构机(以下简称盾构机)。掌握该盾构机中的泥浆循环系统调试与维修技术,是整个盾构施工成败的关键。本文通过对泥浆循环系统的组成与功能的阐述,着重分析在调试、施工中所产生的问题和故障,提出快速诊断故障的应对手段与维修措施,并对经验与要领加以总结。     

基于滇池沉积层特征的昆明地铁液压盾构机选型及盾构参数研究

基于昆明滇池沉积层结构特征多元化、软硬不均、渗透性多样、含水丰富且规律预见性差等特点,提出土压平衡式液压盾构机的选型及盾构参数。提出了管片尺寸及盾构直径的合理取值。在此基础上,提出了最大掘进速率、平均掘进速率等掘进参数取值,提出了较完善的液压盾构机机械性能参数取值,包括刀盘驱动参数、盾构机千斤顶参数、螺旋机出渣驱动参数。特别提出了液压驱动装备动力。结合昆明地层特点及所提参数,总结了昆明地铁施工中每环实际出土体积和注浆量,保证了正常盾构施工。