基于盾构掘进参数的LVQ神经网络地层识别

以苏州4号线2标及2号线东延伸线5标地铁工程为背景，分析了盾构机的掘进参数：千斤顶推力、推进速度、刀盘扭矩、螺旋机转速和同步注浆量在不同地层条件下的变化规律。提出了基于盾构机掘进参数的学习向量量化（Learning Vector Quantization，LVQ）神经网络地层识别方法。建立了以盾构机五个掘进参数作为输入，地层特性编码为输出的数学模型，通过每种地层100组训练样本对模型进行训练，通过57步训练，训练样本误差控制在0.1以内，并用每种地层50组检验样本进行检验，地层总体识别率达到82.7%。     

泥水平衡盾构机刀盘泥饼形成机理及防治技术

盾构机在中、强风化岩和粘土地层的掘进过程中,挖掘面的粘性土体受到刀盘的碾压,极易自刀盘中心位置向四周逐步在刀盘面和土仓内壁上形成附着的泥饼,坚硬的泥饼将会把刀盘开口堵塞,严重降低了盾构机掘进能力;泥饼的存在加重盾了构机刀盘和刀具的负荷,常常使掘进参数出现突变,大大降低施工效率;此外,当刀盘泥饼与土仓中隔板的长时间摩擦,会导致中隔板等位置的温度快速升高,从而引起回转中心橡胶密封件性能的下降,威胁盾构施工的安全,本文根据广州轨道交通六号线某标段的盾构施工情况,开展对泥水平衡盾构机泥饼形成机理和处治技术进行研究,取得明显的效果。     

高磨蚀复合地层盾构刀盘受力分析与计算

盾构在复合地层中施工,经常会遇到盾构姿态难以控制、刀盘刀具异常或过量磨损、刀盘变形与开裂等问题,目前是盾构施工一大难题。针对芜湖过江隧道其中一段软硬复合地层的工程地质特点,将其在盾构掘进断面内的地层简化为上软下硬的二元地层结构,对刀盘受力公式进行推导并建立刀盘受力计算模型,基于LabVIEW编制盾构刀盘受力计算程序。该程序可以计算盾构机在复合地层掘进过程中的刀盘有效推力、有效扭矩、倾覆力矩和不平衡力及它们的变化情况。最后实例计算,得出刀盘受力和力矩随软岩比、刀盘转角和贯入度的变化规律,解释了盾构在复合地层施工难题的原因,为其提供依据。     

基于数字孪生的盾构机状态检测与故障诊断方法研究

针对传统的盾构机故障诊断方法存在的感知不全面、数据噪声大、质量低等问题,提出了基于数字孪生技术的实体与虚拟实时交互感知方法,可以实现盾构机状态的实时准确检测、故障精准诊断以及故障信息及时反馈。阐述了数字孪生盾构机的内涵及应用前景,建立了数字孪生盾构机模型以及运维系统的架构,对盾构机主驱动减速机提出了一种仿真数字孪生建模方法,并对其进行了多体动力学仿真。模拟了太阳轮的常见故障,并对其进行了故障频率分析,与理论值对比,验证了所建模型的准确性。     

盾构的选型及国产化问题

盾构施工技术具有高效、安全、优质的优点,在隧道与地下工程的掘进中得到越来越广泛的应用。盾构机作为盾构法施工的大型专用机械设备,其选型既涉及到地层条件,又涉及到盾构机本身的设计、各部件的配置以及盾构对地层条件的适应性。由于盾构机的造价很高,其选型还必须考虑我国的国情以及施工单位的承受能力。介绍了盾构的种类与组成、盾构选型的原则及盾构施工法的衬砌形式;讨论了盾构机国产化的有关问题。     

超越维度视域下的哲学教科书体系扬弃理路刍议

盾构刀具磨损检测一直是盾构施工过程中的一个难题。在盾构机掘进过程中,无法直接测量刀具的磨损量,这就给刀具的视情换刀带来了巨大的困难。针对盾构施工时的刀具磨损检测,设计了盾构滚刀磨损在线检测系统。其中,下位机采用电涡流传感器对盾构滚刀的磨损进行检测,将电涡流传感器采集到的电信号转换为数字信号后通过串行通信方式与上位机通信;上位机利用C#编程语言开发了盾构滚刀磨损检测软件系统,将下位机采集到的信号进行处理与计算并显示出刀具的磨损量。通过对盾构滚刀磨损的实时测量,从而及时准确地掌握滚刀的磨损状态,为“视情换刀”提供技术支持。     

郑州地铁项目部黄农盾构区间全线贯通

2011年2月23日凌晨,由中国铁建十六局职工操作的盾构机伴随着巨大的轰鸣声抵达农业东路站,完成了黄河东路站—农业东路站左线的盾构掘进。至此,中国铁建十六局郑州地铁项目部完成了郑州地铁1号线黄河东路站—农业东路站双向隧道的贯通。     

Φ0.92 m微型土压平衡盾构机设计与研究

为满足市政管道建设不断增长的需求,提高市政管道施工技术,设计并制造了Φ0.92 m微型土压平衡盾构机。对微型盾构机的总体方案设计进行了介绍与说明,重点分析了液压系统中刀盘驱动系统的功能特性与工作原理,并进行了详细计算与元件选型。设计并编写了微型盾构机的控制与数据采集系统,能够完成对微型盾构机掘进、排土等功能的控制,将传感器采集到的刀盘转速、螺旋机转速、土仓压力等数据实时显示在控制界面上,并将数据进行存储以便进一步分析与研究。