矩形顶管机刀盘转动方向引起土舱压力变化规律的实测分析 被引量：4

1

作者 许有俊 冯超 +3 位作者 王雅建 白雪光 张栋 冀承蕾 《铁道建筑》 北大核心 2016年第7期55-59,共5页

土压平衡矩形顶管施工时,有效控制土舱中土压力的分布与变化十分重要。本文结合一大断面多刀盘矩形顶管工程,对各刀盘转动方向不同时的土舱压力分布进行分析,并对顶管机前方工作面理论土压力进行计算。发现刀盘旋转方向对土舱压力分布... 土压平衡矩形顶管施工时,有效控制土舱中土压力的分布与变化十分重要。本文结合一大断面多刀盘矩形顶管工程,对各刀盘转动方向不同时的土舱压力分布进行分析,并对顶管机前方工作面理论土压力进行计算。发现刀盘旋转方向对土舱压力分布影响明显,顶进排土状态与顶进不排土状态时相同的刀盘转向对土舱压力分布影响规律基本一致,并通过比较得出合适的刀盘旋转方向。研究成果对矩形顶管施工控制土舱压力时选择刀盘转动方向具有指导作用。 展开更多

关键词 土压平衡 矩形顶管机 多刀盘 转动方向 土舱压力

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富水砂卵石地层矩形顶管机的研究及应用——结合成都川大下穿人民南路人行通道工程 被引量：20

2

作者 范磊 《隧道建设》 北大核心 2017年第7期899-906,共8页

以成都川大下穿人民南路人行通道矩形顶管项目为依托,对富水砂卵石地层矩形顶管机关键技术进行研究。1)为探索同平面多刀盘联合开挖矩形断面技术,采用ANSYS Workbench有限元仿真分析方法对刀盘结构进行优化,得出:刀盘采用箱体式4辐条结... 以成都川大下穿人民南路人行通道矩形顶管项目为依托,对富水砂卵石地层矩形顶管机关键技术进行研究。1)为探索同平面多刀盘联合开挖矩形断面技术,采用ANSYS Workbench有限元仿真分析方法对刀盘结构进行优化,得出:刀盘采用箱体式4辐条结构外加大圆环支撑形式,可满足强度需求的同时有效提高刀盘开口率。2)研究针对大粒径卵石的双螺旋输送机排渣技术,利用ANSYS仿真分析对螺旋叶片厚度进行优化,通过工业性试验表明:大直径、大节距螺旋叶片设计可有效提高卵石地层的排渣效果,实现450 mm粒径卵石的顺利排出。3)采用正交试验对掘进过程中渣土改良工艺进行研究,获得适应该地层的渣土改良方案。 展开更多

关键词 矩形顶管机 富水砂卵石地层 大节距螺旋输送机 渣土改良 人行通道

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分体组合式矩形顶管机关键技术探究——结合中铁装备地下停车场项目 被引量：8

3

作者 范磊 蒋鹏鹏 薛广记 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第3期504-510,共7页

为解决分体组合式矩形顶管机高精高效掘进难题,以中铁装备厂区地下停车场项目为依托,对矩形顶管机分体组合式结构适应性、位姿(位置与姿态)控制、组合式小刀盘开挖系统设计等关键技术展开研究:1)提出新型组合连接形式,解决因设备组合带... 为解决分体组合式矩形顶管机高精高效掘进难题,以中铁装备厂区地下停车场项目为依托,对矩形顶管机分体组合式结构适应性、位姿(位置与姿态)控制、组合式小刀盘开挖系统设计等关键技术展开研究:1)提出新型组合连接形式,解决因设备组合带来的密封、管线联通等结构适应性问题; 2)创新盾体铰接结构,提出分体组合式顶管机复合位姿控制方法,即以纠偏油缸为主,双螺旋输送机互馈出渣为辅的协同纠偏策略,多刀盘转向转速控制与主机周向多点加压控制相结合的纠滚策略,实现浅覆土、零间距隧洞的高精度施工; 3)基于回归分析方法,探讨小刀盘扭矩系数随刀盘直径、刀盘布置位置的变化规律,建立直径3 m以下小刀盘扭矩系数的计算模型,为多刀盘系统驱动配置提供理论依据。 展开更多

关键词 地下停车场 矩形顶管机 分体组合式 复合位姿控制 扭矩系数 数学模型

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复合地层矩形顶管机关键技术及应用——结合重庆天宫殿下穿快速路项目 被引量：4

4

作者 范磊 薛广记 +2 位作者 舍跃斌 谌文涛 冯猛 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第9期1605-1613,共9页

为解决复合地层矩形顶管机施工难题,探讨矩形顶管机在不同复合地层中的技术方案,以重庆天宫殿下穿快速路隧道项目为依托,对用于软土与岩层复合地层的矩形顶管机开挖、出渣等关键系统设计及应用进行研究。首次提出复合地层分层开挖方式,... 为解决复合地层矩形顶管机施工难题,探讨矩形顶管机在不同复合地层中的技术方案,以重庆天宫殿下穿快速路隧道项目为依托,对用于软土与岩层复合地层的矩形顶管机开挖、出渣等关键系统设计及应用进行研究。首次提出复合地层分层开挖方式,开发出盲区开挖装置(破岩滚筒),并基于有限元及工业试验分析,验证复合多刀盘+滚筒分层开挖方式的可行性,实现盲区位置30 MPa岩层的高效切削,解决了矩形断面软土与岩层复合地层全断面开挖难题;同时,针对复合地层土舱下部搅拌与出渣难题,采用了复合地层滚筒与螺旋输送机联合出渣技术,并基于计算流体力学(CFD)对滚筒进行排渣特性分析,结果表明当采用双螺旋排渣结构,且螺距在900 mm左右时,排渣效率最高,能够实现复合地层矩形断面土舱高效排渣;最后,通过工业性试验,验证复合地层分层开挖及联合出渣技术的可行性,为复合地层矩形顶管机应用提出了新的解决方案。 展开更多

关键词 矩形顶管机 复合地层 盲区开挖装置 破岩滚筒 开挖技术 出渣技术

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敞口式矩形顶管机设计与研究 被引量：3

5

作者 吴彦星 肖威 +2 位作者 周倩 孙磊 徐光亿 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第4期591-596,共6页

为解决稳定地层中联络通道的机械化施工问题,研发敞口式矩形顶管机,并分别对敞口式顶管机在土体中的载荷分布特性、盾体静强度和挖掘臂的工作空间进行研究。1)基于普罗托基亚卡诺夫理论,研究敞口式矩形顶管机在土体中的载荷分布特性,构... 为解决稳定地层中联络通道的机械化施工问题,研发敞口式矩形顶管机,并分别对敞口式顶管机在土体中的载荷分布特性、盾体静强度和挖掘臂的工作空间进行研究。1)基于普罗托基亚卡诺夫理论,研究敞口式矩形顶管机在土体中的载荷分布特性,构建盾体的受力模型。2)采用有限元法对盾体进行静强度分析,得到盾体的应力云图和变形量云图,验证盾体在强度和刚度方面符合设计要求。3)利用D-H方法对挖掘臂系统进行运动学建模,得到挖掘臂末端在基坐标系中的位置矢量;应用蒙特卡洛法对挖掘臂的工作空间进行分析,得到机械臂末端的工作空间点云图。研究结果可为敞口式顶管机的结构设计和设备控制系统的搭建提供依据。 展开更多

关键词 敞口式矩形顶管机 载荷分布 静强度 工作空间 有限元分析 运动学分析 蒙特卡洛法

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可变径矩形顶管机模块化刀盘及主驱动的设计与研究 被引量：3

6

作者 张浩文 罗红梅 +2 位作者 郑军 郭涛 王钰辰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期666-675,共10页

为实现矩形顶管机的快速变径,扩大设备适用范围,基于偏心多轴驱动形式,设计了一种可变径矩形顶管机的模块化刀盘及主驱动。一组刀盘配备两组驱动,构成一套便于拆卸、更换的模块。须多个模块组合使用,确保至少4根曲轴支撑一组大刀盘,通... 为实现矩形顶管机的快速变径,扩大设备适用范围,基于偏心多轴驱动形式,设计了一种可变径矩形顶管机的模块化刀盘及主驱动。一组刀盘配备两组驱动,构成一套便于拆卸、更换的模块。须多个模块组合使用,确保至少4根曲轴支撑一组大刀盘,通过模块的组合或调节模块间距实现顶管机快速变径。在对模块进行受力分析的基础上,采用Ansys有限元分析软件对刀盘、曲轴进行了静力学分析及模态分析,得到二者在最大载荷条件下的应力值、变形量及固有频率;通过刚柔耦合动力学仿真,得到曲轴载荷谱,并基于nCode Design Life对曲轴进行了疲劳分析,得出曲轴的损伤、寿命结果。结果表明:在软土地层施工中,刀盘最大应力为229.7 MPa,低于材料屈服强度,安全系数1.55,前6阶固有频率范围为179.3 Hz~196.5 Hz;曲轴最大应力为491.4 MPa,位于前端主轴颈圆角处,安全系数1.89,前6阶固有频率范围为333.4 Hz~1304.5 Hz。曲轴主要疲劳损伤点集中于前端主轴颈的圆角处,最小循环次数为3.37×10^(7),理论寿命为165928 h,可满足顶管机掘进需求。 展开更多

关键词 可变径矩形顶管机 刀盘 主驱动

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砂卵石层矩形顶管机切削技术及排渣系统研究与应用 被引量：2

7

作者 狄晓红 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第5期865-872,共8页

为探索矩形顶管机在砂卵石层中的适应性,以成都市下穿人民南路人行通道矩形顶管项目为依托,对矩形顶管机在砂卵石地层中的组合式刀盘布置、下部刀盘减阻技术、螺旋机叶片安装位置和闸门结构形式等切削及排渣关键技术进行研究。结果表明... 为探索矩形顶管机在砂卵石层中的适应性,以成都市下穿人民南路人行通道矩形顶管项目为依托,对矩形顶管机在砂卵石地层中的组合式刀盘布置、下部刀盘减阻技术、螺旋机叶片安装位置和闸门结构形式等切削及排渣关键技术进行研究。结果表明:1)采用同平面刀盘开挖形式,可减少前后刀盘布置带来的卡卵石现象,避免卵石对刀盘的的冲击,更能适应砂卵石地层的施工;2)全部或部分切除下部刀盘加强大圆环,进行结构优化,在满足砂卵石地层开挖需求的同时,降低切削转矩20%左右;3)带式双螺旋输送机螺旋叶片伸入土舱设计使螺旋输送机携渣能力提高3倍,且弧形闸门装置能够对渣土实现有效封堵。 展开更多

关键词 砂卵石地层 矩形顶管机 同平面刀盘布置 带式双螺旋输送机 出渣系统

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超大断面组合式矩形顶管机在深圳始发

8

《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第5期769-769,共1页

2023年4月18日,大断面组合式矩形顶管机“大禹掘进号”在深圳地铁12号线二期工程沙三站顺利始发,标志着超大断面矩形顶管暗挖车站正式进入施工阶段。沙三站为地下2层岛式车站,车站总长208.4 m,标准段宽22.7 m,有效站台宽13 m。该站地处... 2023年4月18日,大断面组合式矩形顶管机“大禹掘进号”在深圳地铁12号线二期工程沙三站顺利始发,标志着超大断面矩形顶管暗挖车站正式进入施工阶段。沙三站为地下2层岛式车站,车站总长208.4 m,标准段宽22.7 m,有效站台宽13 m。该站地处城市繁华区,周边建筑物多,地下水充沛,且有1处埋深为4.2 m的新建暗涵。施工面临超大断面组合顶管暗挖车站管片井下拼装、始发接收、左右线紧邻顶进、近距离下穿箱涵变形控制、结构体系转换等技术难题。 展开更多

关键词 超大断面 大断面矩形顶管 矩形顶管机 暗挖车站 岛式车站 顶进 有效站台 深圳地铁

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仅用2个月 国产首台永磁驱动矩形顶管机施工区间顺利贯通

9

《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第3期434-434,共1页

2020年3月25日,国产首台永磁驱动矩形顶管机施工区间顺利贯通。国产永磁驱动矩形顶管机取得成功应用,打开了城市地下通道顶管施工的新局面。该设备宽10. 2 m、高6. 6 m、主机长10 m,应用于深圳华为坂雪岗地下通道。该工程的单次顶进距离... 2020年3月25日,国产首台永磁驱动矩形顶管机施工区间顺利贯通。国产永磁驱动矩形顶管机取得成功应用,打开了城市地下通道顶管施工的新局面。该设备宽10. 2 m、高6. 6 m、主机长10 m,应用于深圳华为坂雪岗地下通道。该工程的单次顶进距离为144 m,是目前国内10 m级以上大断面矩形顶管机单次顶进的最长距离。设备在整个施工过程未采用中继间辅助顶进,仅凭顶管机的顶推装置顶进,每天顶进3~6 m,仅用2个月完成隧道贯通。 展开更多

关键词 矩形顶管机 大断面矩形顶管 顶进 隧道贯通 中继间 顶管施工 顶推装置 地下通道

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基于非连续介质力学的多刀盘矩形顶管掘进性能分析 被引量：1

10

作者 刘魁刚 郭易东 +1 位作者 叶新丰 李振东 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第11期149-156,共8页

为探明多刀盘矩形顶管的掘进性能,基于非连续介质力学,运用离散元数值建模的手段,建立全尺寸的多刀盘矩形顶管掘进三维离散元模型。模型中考虑刀盘群切削、螺旋输送机排土等多种动态过程,分析刀盘组转动速度对顶管机掘进性能的影响。通... 为探明多刀盘矩形顶管的掘进性能,基于非连续介质力学,运用离散元数值建模的手段,建立全尺寸的多刀盘矩形顶管掘进三维离散元模型。模型中考虑刀盘群切削、螺旋输送机排土等多种动态过程,分析刀盘组转动速度对顶管机掘进性能的影响。通过对比分析现场实测与数值计算的刀盘扭矩值,验证了数值模型的有效性与可靠性。研究结果表明,在刀盘群的旋转切削作用下,刀盘附近渣土颗粒的流动性优于土仓内渣土颗粒的流动性,除了靠近刀盘中心区域的渣土颗粒外,其他位置渣土颗粒流动性较好。后置刀盘组的切削作用有利于渣土从土仓向螺旋输送机流动,因此后置刀盘应尽可能靠近螺旋机入口位置布置。刀盘组中两侧刀盘承受的土压力略高于中心的刀盘,且作用在中心鱼尾刀具和辐条周围区域上的压力相对较高。在砂质粉土地层中,考虑到经济与环保效益,刀盘组转速建议控制在2 rpm左右。研究成果可为类似矩形顶管掘进工程的刀盘布置与掘进参数设置提供合理的参考与借鉴。 展开更多

关键词 矩形顶管机 非连续介质力学 刀盘群 掘进性能 螺旋输送机

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中国“智”造世界最大断面矩形盾构顶管机在大连下线

11

《隧道建设》 北大核心 2016年第1期11-11,共1页

2015年12月25日,由我国自主研发制造的世界超大断面矩形顶管机＂开拓号＂在大连下线,为我国地下空间开发再添＂神器＂。该台矩形顶管机开挖断面宽10.42 m,高7.55 m,打破了此前世界最大矩形盾构的断面纪录。随后,＂开拓号＂矩形顶管机将... 2015年12月25日,由我国自主研发制造的世界超大断面矩形顶管机＂开拓号＂在大连下线,为我国地下空间开发再添＂神器＂。该台矩形顶管机开挖断面宽10.42 m,高7.55 m,打破了此前世界最大矩形盾构的断面纪录。随后,＂开拓号＂矩形顶管机将运往天津,用于天津地铁11号线黑牛城内江路站出入口过街通道施工。该矩形顶管机在结合以往施工经验的基础上,大胆创新,在设计上采用两层六刀盘布置形式。 展开更多

关键词 矩形顶管机 超大断面 世界 下线 大连 盾构 中国 地下空间开发

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基于SolidWorks三维建模矩形顶管掘进机壳体的设计 被引量：5

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作者 王胜勇 《隧道建设》 北大核心 2015年第3期274-278,共5页

矩形顶管机与常用的圆形盾构或掘进机相比较,具有空间利用率高和施工成本低等优点。本文通过前期对大断面矩形顶管机的壳体进行三维建模,分析并建立壳体受力模型,使用Solid Works有限元软件对壳体结构建模、约束设定和载荷确定进行简化... 矩形顶管机与常用的圆形盾构或掘进机相比较,具有空间利用率高和施工成本低等优点。本文通过前期对大断面矩形顶管机的壳体进行三维建模,分析并建立壳体受力模型,使用Solid Works有限元软件对壳体结构建模、约束设定和载荷确定进行简化,经过计算后对结构应力和变形进行分析并进一步优化模型,形成基于Solid Works三维建模的壳体设计、校验和优化方法,可为矩形顶管掘进机的壳体设计提供指导。 展开更多

关键词 矩形顶管机 壳体设计 SOLID WORKS 有限元分析 圆角

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矩形顶管在城市地下空间开发中的应用及前景 被引量：76

13

作者 贾连辉 《隧道建设》 北大核心 2016年第10期1269-1276,共8页

论述了矩形顶管机的一般结构形式,重点对平行中心轴式刀盘矩形顶管机、偏心多轴式刀盘矩形顶管机、行星齿轮式切削矩形顶管机、多联分体组合式矩形顶管机的结构特点和地层适应性进行了论述。详细介绍了矩形顶管在城市过街通道、地下商... 论述了矩形顶管机的一般结构形式,重点对平行中心轴式刀盘矩形顶管机、偏心多轴式刀盘矩形顶管机、行星齿轮式切削矩形顶管机、多联分体组合式矩形顶管机的结构特点和地层适应性进行了论述。详细介绍了矩形顶管在城市过街通道、地下商业空间、地下停车场等领域地下空间开发中的应用成果;同时对矩形顶管在地下综合管廊、地下物流通道、海绵城市建设等其他地下空间中的应用前景进行了探索;最后,对矩形顶管设备进行了展望并对其发展方向提出了一些建议。 展开更多

关键词 矩形顶管机 地下空间开发 过街通道 地下综合管廊

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世界最大尺寸矩形顶管掘进机在国内完成首推

14

《隧道建设》 2014年第5期502-502,共1页

由上海城建隧道股份公司设计研发的超大矩形顶管掘进机在郑州纬四路下穿中州大道隧道接收井准确进洞,圆满完成我国自主知识产权超大顶管装备在中原大地的＂处女航＂。郑州纬四路下穿中州大道,隧道位于郑州市郑东新区和中心城区分界线中... 由上海城建隧道股份公司设计研发的超大矩形顶管掘进机在郑州纬四路下穿中州大道隧道接收井准确进洞,圆满完成我国自主知识产权超大顶管装备在中原大地的＂处女航＂。郑州纬四路下穿中州大道,隧道位于郑州市郑东新区和中心城区分界线中州大道下方,采用矩形顶管机施工,施工过程中存在着大断面、长距离顶管顶进等技术难题,并且在顶进过程中还将穿越各类复杂的地下管线，工程难度较大、风险较高。 展开更多

关键词 顶管掘进机 矩形顶管机 最大尺寸 国内 世界 自主知识产权 施工过程 长距离顶管

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2024年度隧道及地下工程行业“大事件”之轨道交通隧道及沉管隧道

15

《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第3期635-635,共1页

轨道交通隧道:2024年1月19日,深圳地铁12号线二期沙三站超大断面组合式矩形盾构顶管机“大禹·掘进号”顺利完成掘进,双线贯通。顶管机宽11.29 m、高13.55 m,采用多刀盘和多螺旋机组合布置、协同作业,实现了超高掌子面水土压力平衡... 轨道交通隧道:2024年1月19日,深圳地铁12号线二期沙三站超大断面组合式矩形盾构顶管机“大禹·掘进号”顺利完成掘进,双线贯通。顶管机宽11.29 m、高13.55 m,采用多刀盘和多螺旋机组合布置、协同作业,实现了超高掌子面水土压力平衡和左右2次零间隙施工。2024年4月30日,南京地铁5号线山西路站-云南路站区间贯通,标志着5号线距离全线通车又近了一步。其中TA02标应用了数智化盾构自主巡航系统,在数字智能化施工探索上取得成效。 展开更多

关键词 轨道交通隧道 超大断面组合式矩形盾构顶管机

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我国异形掘进机技术发展、应用及展望 被引量：33

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作者 郑永光 薛广记 +1 位作者 陈金波 庞文卓 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第6期1066-1078,共13页

20多年来,我国异形掘进机技术得到长足发展。首先,以异形掘进机领域的阶段性科研项目为主线,回顾我国异形掘进机技术从模仿跟随到同步突破再到创新引领的发展历程及所取得的成就,从异形掘进机全断面开挖技术、异形管片拼装技术、测控技... 20多年来,我国异形掘进机技术得到长足发展。首先,以异形掘进机领域的阶段性科研项目为主线,回顾我国异形掘进机技术从模仿跟随到同步突破再到创新引领的发展历程及所取得的成就,从异形掘进机全断面开挖技术、异形管片拼装技术、测控技术和施工技术等方面介绍我国异形掘进机技术的发展现状;然后,通过大量案例分析,分别介绍矩形顶管机、矩形盾构、马蹄形盾构及其特殊施工技术在我国隧道建设中的应用情况;最后,从地质适应性、施工效率、隧道截面形式等方面指出当前异形掘进机发展的局限性,并提出进一步的研究方向,同时对未来异形掘进机在新领域的应用提出几点思考。 展开更多

关键词 异形掘进机 矩形顶管机 矩形盾构 马蹄形盾构 异形开挖 管片拼装

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