主轴承作为TBM的关键核心部件,施工过程中一旦出现故障,将带来巨大经济损失。主驱动密封是阻挡外界杂质、保障主轴承正常运行的重要屏障。但复杂地质条件下,常常因主驱动密封磨损而导致密封效果大打折扣,这对不良地层主驱动密封隧道内更换提出迫切需求。针对某引水隧道工程敞开式TBM主驱动密封不良地层下损坏的突发状况,采用注浆止水、地层加固改善地质条件,并采用多种方式对刀盘进行固定,通过拆卸刀盘、更换密封、复位刀盘等过程对其进行了更换,更换后密封工作状态良好,为今后全断面隧道掘进机施工中主驱动密封不良地层下更换提供重要的借鉴。

现代建筑工程施工过程中广泛应用各种机械设备,不仅有效提高了生产效率,而且克服了许多施工困难,使得环境复杂且难度较高的建筑工程得以顺利施工建设。在隧道工程中,掘进机就是最常用的机械设备之一。而隧道掘进机发生故障时主要依据现场运维人员的专业经验进行诊断,但由于设备系统复杂、现场运维人员水平参差不齐,使得隧道掘进机的故障很难及时处理。基于此,本文借助高黎贡山施工项目,深入分析了正洞TBM密封损坏原因,以期为相关工作人员提供有效参考。

针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)在施工时因驱动扭矩不足引发的刀盘卡死情况,提出了由变频电机和泵控马达混合驱动的方案.采集电机转矩跟随主从控制系统下的电机速度信号,叠加一个预设的常量来实时调节变量泵的排量,利用比例溢流阀溢流多余流量实现对马达工作压差的比例调节,从而实现泵马达系统对电机系统的转速跟随和扭矩可调,并基于○/2.5mTBM实验台的刀盘驱动系统指标要求完成了设计选型.在AMEsim仿真平台上搭建了负载敏感变量泵控系统(LSCS)、流量反馈比例变量泵控系统(FFPCS)和变量缸位移反馈比例变量泵控系统(DFPCS)的模型,分析对比了不同系统在同一电机系统速度信号下泵的压力和流量响应,并对比了不同比例控制策略下变量泵的效率.结果表明LSCS无法响应电机系统转速跳变,且不适用于闭式系统,FFPCS和DFPCS均能较好地跟随电机系统的转速变...

提升臂液压缸作为小直径TBM管片吊机的关键动力驱动部件,其失效将会导致整个设备的瘫痪。为此,分析了不同工况下提升臂液压缸的受力情况,完成了液压缸的三维建模,校核了液压缸工作过程的稳定性,并利用ANSYS Workbench对简化后的液压缸模型进行了静力学分析,得到液压缸各部分应力分布。利用Fatigue Tool模块分析了液压缸的疲劳寿命,分析结果与理论计算结果的相对误差为8.30%,为提升臂液压缸的及时维护提供了数据支持。

随着“一带一路”倡议的实施和基础设施建设的迅速发展,全断面隧道掘进机(TBM)用于开挖隧道越来越普遍,但相应用于科学研究的TBM试验机却很少。微型TBM能够掘进直径φ200mm的岩石隧道,试验台能模拟深部巷道/隧道在岩爆条件下TBM开挖过程,合理反应出实际TBM施工过程中与岩石的相互作用。利用AMESim工具对试验台的液压系统进行了仿真,分析了各工作油缸随负载的变化情况,结果验证了试验机液压控制系统设计的合理性,从而为其它TBM试验台系统的设计与优化提供参考。

盾构机或TBM掘进机进行隧道掘进施工时,尤其是采用土压平衡盾构机掘进施工的情况下会产生大量渣土。渣土的运输和倾倒是制约施工效率的主要因素之一。在同等开挖截面的隧道掘进施工中,液压侧翻式有轨运输渣车自动翻转倾倒渣土比起重机起吊翻转渣斗倾倒渣土提高效率约30%~40%,且倾倒过程中无需起重机等辅助设备,可减少人工和设备的投入,降低施工成本,提高施工效率。本文将对液压侧翻式有轨运输渣车进行设计分析及应用探讨。

针对TBM盘形滚刀破岩过程中温度分布变化对掘进效率产生较大影响的问题,对滚刀在掘进过程中的温度分布进行了数值模拟分析。运用SolidWorks建立了盘形滚刀的三维模型,并将其导入到有限元分析软件Abaqus中,建立起盘形滚刀的三维有限元模型。结合滚刀温度分布物理模型对其进行了有限元分析,得到了滚刀在破岩过程中不同贯入度下的温度分布规律。数值模拟结果可为盘形滚刀生产提供一定的理论依据,对提高其工作寿命和利用效率具有较为重要的意义。

针对全断面硬岩隧道掘进机（hard rock tunnel boring machine,简称TBM）在撑靴以设定压力撑紧围岩后支撑推进系统存在较大流量损失的问题,设计出一种具有负载敏感、恒压控制和蓄能器辅助支撑功能的支撑推进（简称LSCPGT）系统。利用AMESim软件搭建了LSCPGT系统模型,仿真分析了LSDRGT系统在变推进负载下的压力流量响应,并对比分析了在支撑工况下LSCPGT系统和恒压控制泵型支撑（constant pressure gripper,CPG）系统,以及在推进工况下LSCPGT系统与负载敏感泵型推进（load-sensing thrust,LST）系统和定量泵型推进（ration thrust,RT）系统的压力流量响应.结果表明：LST系统和LSCPGT系统在推进过程中都没有流量损失;CPG系统在支撑工况下存在流量损失,而LSCPGT系统由于蓄能器的保压作用没有流量损失;相对于LST系统＋CPG系统的支撑推进系统,LSCPGT系统在撑靴达到设定压力后效率至少可提高...

为了适应地下空间工程开发对TBM这种大型施工设备信息化的要求,分析了目前国内外TBM控制系统研究的局限性,开发了一种基于CAN总线控制架构技术的大型TBM模态掘进实验平台,创新了这种大型平台的控制硬件及软件系统架构,这种新型基于CAN总线控制技术的控制设计为TBM自主控制系统的设计了一种新的思路。

基于TBM刀盘驱动系统的工作原理，分析了不同刀盘驱动方式的优缺点，提出了采用电动-液压同步驱动方式，实现大扭矩的刀盘驱动。工程应用表明，这种方法实现了TBM刀盘电动和液压的同步驱动，为TBM刀盘驱动系统的改进提供参考。