硬岩掘进机

摘要： 为分析煤矿深井硬岩掘进机组装硐室围岩稳定性,通过FLAC3D软件开展硐室的开挖支护数值模拟,分析了围岩位移场、应力场分布规律和支护结构的受力特征,数值计算结果可由硬岩掘进机组装硐室施工现场监测结果验证。结果表明,硐室围岩变形较小,支护方案可行,模拟计算可靠;组装硐室肩窝和底角易产生应力集中,存在围岩破坏及碎岩冒落的隐患,施工时需重点加强支护强度。

摘要： 9月4日,中国北山地下实验室主体工程建设取得重大阶段性进展:项目建设首个重大设备、全球首台大坡度螺旋隧道硬岩掘进机研制完成并将于近期起运。该设备被命名为“北山一号”,将参与中国北山地下实验室斜坡道建设,这将进一步为打造国际先进、世界一流的地下实验室提供技术装备解决方案。中国北山地下实验室是列入“十三五”国家规划纲要开工建设的重大工程之一,是国家核设施退役治理领域规划建设的重大科技攻关平台。

摘要： 陕西引汉济渭秦岭输水隧洞全线贯通2月22日上午,随着TBM(隧道硬岩掘进机)刀盘破岩而出,全长98.3公里、最大埋深2012米的特长输水隧洞——陕西省引汉济渭工程秦岭特长输水隧洞全线贯通。这是人类工程史上首次从底部横穿秦岭,创造了深埋超长与TBM单机连续掘进世界第一等多项纪录。引汉济渭工程是国家“十三五”十大标志性水利工程之一。

摘要： 9月4日,中国北山地下实验室主体工程建设取得重大阶段性进展:项目建设首个重大设备、全球首台大坡度螺旋隧道硬岩掘进机研制完成。该设备被命名为“北山一号”,将参与中国北山地下实验室斜坡道建设,这将进一步为打造国际先进、世界一流的地下实验室提供技术装备解决方案。

摘要： 2021年6月17日,国产首台高原高寒大直径硬岩掘进机“雪域先锋号”(Φ10.33 m)在位于郑州的中铁装备国家TBM产业化中心正式下线。该设备将用于青藏高原路网建设,这是中铁装备不断攀登掘进机技术制高点。

摘要： 在劳动力资源趋于短缺、用工成本趋涨的新形势下,公路山岭隧道施工亟需研究采用硬岩掘进机(Tunnel Boring Machine,以下简称TBM)实现“机器换人”的目标。为了研究公路山岭隧道采用硬岩掘进机TBM在的适用性,以浙江的地质情况为例,以开挖断面类似的电站输水隧洞为参照,基于工程类比,从地质适应性、工程造价、施工工期等方面开展了对比分析。研究表明:TBM适合浙江省的地质条件,尽管工程造价略高于传统矿山法,但是施工工效高,施工工期短。可以预见,随着隧道越来越长、劳动力成本越来越高、工期要求越来越短,TBM的应用将越来越广。

摘要： 依托福州地铁4号线一期工程,开展岩盘直径为3.2 m的大型TBM滚刀回转切割破岩试验。综合考虑刀盘旋转速度、贯入度及切割半径的影响,对滚刀回转破岩特性进行研究。试验结果表明:转速对破岩三向力的影响最小,切割半径次之,贯入度的影响最大,故现场可通过适当增加转速来提高推进效率;法向力和切向力随切割半径变化不大,侧向力随着切割半径的增加而减小;单圈破岩所需能量随切割半径及贯入度的增加而增大,但存在一个最优的贯入度3 mm,使得单位破岩所需的能量最小。研究成果可为福州地铁4号线一期工程刀盘设计及施工参数的设定提供参考依据。

摘要： 根据掘进机的组装和调试,对全断面硬岩掘进机(TBM)的液压系统工作性能进行相关研究与分析.根据其掘进的复杂地质条件,对相关驱动要求进行探究,为TBM的合理应用提供帮助.

摘要： 2020年5月8日,由中铁工程装备集团有限公司自主研制的国内最大直径(9.83 m)敞开式硬岩掘进机——“云岭号”(中铁888号)在中铁装备德阳基地顺利下线。该设备将用于云南省滇中引水工程。滇中引水项目是国务院确定的172项节水供水重大水利工程中的标志性工程,也是中国西南地区规模最大、投资最多的水资源配置工程。其中,大理Ⅰ段施工3标香炉山隧洞为全线控制性工程,由中铁隧道局集团有限公司承建,隧洞主线长26.542 km,硬岩掘进机施工总长度为20.802 km,具有“一快两长一超级、三多三高两活跃”的特点及难点。

摘要： 罗宾斯主梁式TBM克服超高应力和有害气体,在美国肯塔基州路易斯维尔隧洞工程施工中大获全胜。建造这条长6.5 km的废水储存隧洞远远超出了施工团队的预期。Shemek Oginski是承包商Shea/Traylor联合体的项目经理,他说:"乍一看,这似乎是一个简单的项目,但事实证明它很具挑战性。"直径6.7 m的罗宾斯主梁式硬岩掘进机和输送机系统必须应对顶部围岩的超高应力以及甲烷气体。超高应力导致隧洞7段区域出现严重的岩石掉落情况。虽然出现了意料之外的困难,但还是如期贯通了隧道。

摘要： 刀盘驱动系统是硬岩掘进机的重要部分,刀盘驱动系统的数学建模以及控制策略研究是保证TBM安全稳定高效掘进的主要技术手段之一.本文分析了刀盘驱动系统机械结构,建立各传动部件数学模型,通过合理简化得到刀盘驱动系统的线性时变模型,从而进一步得到系统的传递函数.针对所建立的刀盘驱动系统模型,搭建模糊PID控制器,对刀盘驱动系统的速度进行控制.通过MATLAB/Simulink仿真结果分析表明,与传统PID控制相比,模糊PID控制响应更迅速,并且能够取得更理想的控制效果.

摘要： 近年来,在TBM装备研发、推广应用力度不断加大的背景下,我国TBM设计、制造及施工技术都有了大幅度的提升,但与国外相对成熟的技术相比,在核心技术掌握及应用水平上还有较大的差距.在分析国内外TBM研究与应用现状的基础上,针对大瑞铁路高黎贡山隧道所处地段存在的"三高四活跃"复杂地质条件,开展新型TBM设计方案研究工作:通过开展原型滚刀破岩及缩尺滚刀磨损实验,为TBM刀盘适应性设计及关键参数计算提供依据;从刀盘刀具高效破岩、TBM扩挖、前置式混喷、集成式支护系统等方面,对新型TBM设计方案进行了论述;同时对搭载武HSP法、RTP岩体温度法两种新型超前地质预报技术进行了研究.研究成果能为能适应复杂地质条件的高适应性新型TBM设计、制造及其在高黎贡山隧道工程中的应用奠定基础.

摘要： TBM虽然在锦屏二级水电站引水隧洞工程施工中得到了较好的应用,但是相邻洞室钻爆法开挖洞段极强岩爆的发生,不禁使人对TBM在潜在强岩爆区掘进时的人身及设备安全产生极大的担忧.经试验表明,TBM半断面掘进时，偏载数值略超全断面掘进工况。因此，半断面掘进的偏载问题是存在的，但不会影响设备主要结构的强度和安全。测点的振动值在水平方向稍小，垂直方向较大，且与掘进断面相关。振动值对于主电机而言，没有影响且与掘进断面基本无关。半断面掘进对刀具基本不产生影响，刀牙的平均损耗较全断面掘进低。就本试验边界条件而言，半断面掘进是可行的，最终选取推力9860kN、转速2.49r/min能够保证TBM设备安全、有效运行，但尚需密切跟踪、定期检查。

摘要： 本文详细介绍了敞开式硬岩掘进机(TBN)的施工特点、工艺原理、工艺流程、施工方法及关键技术,为TBM在我国铁路隧道施工中的成功应用具有借鉴意义.

摘要： 秦岭隧道TB880E掘进机在施工过程积累了大量宝贵而完整的滚刀磨损统计数据,为深入研究滚刀磨损规律和磨损机理提供了依据.从TB880E现场实测滚刀磨损数据人手,结合TB880E滚刀一次破岩体积的理论计算结果,建立了滚刀磨损量与一次破岩体积的关系;对滚刀单位破岩体积磨损量进行分析,得到了滚刀单位破岩体积磨损量与滚刀安装半径的关系曲线,总结出刀盘上滚刀磨损的4个区域,分析了不同区域滚刀磨损的机理;并首次提出了滚刀重复破碎与二次磨损的定量计算方法,得到了TB880E滚刀重复破碎体积与二次磨损量的分布规律.研究表明:正面滚刀磨损的主要影响因素是一次破碎,而边缘滚刀主要是重复破碎引起的二次磨损.

摘要： 秦岭隧道TB880E掘进机在施工过程积累了大量宝贵而完整的滚刀磨损统计数据,为深入研究滚刀磨损规律和磨损机理提供了依据.从TB880E现场实测滚刀磨损数据人手,结合TB880E滚刀一次破岩体积的理论计算结果,建立了滚刀磨损量与一次破岩体积的关系;对滚刀单位破岩体积磨损量进行分析,得到了滚刀单位破岩体积磨损量与滚刀安装半径的关系曲线,总结出刀盘上滚刀磨损的4个区域,分析了不同区域滚刀磨损的机理;并首次提出了滚刀重复破碎与二次磨损的定量计算方法,得到了TB880E滚刀重复破碎体积与二次磨损量的分布规律.研究表明:正面滚刀磨损的主要影响因素是一次破碎,而边缘滚刀主要是重复破碎引起的二次磨损.

摘要： 秦岭隧道TB880E掘进机在施工过程积累了大量宝贵而完整的滚刀磨损统计数据,为深入研究滚刀磨损规律和磨损机理提供了依据.从TB880E现场实测滚刀磨损数据人手,结合TB880E滚刀一次破岩体积的理论计算结果,建立了滚刀磨损量与一次破岩体积的关系;对滚刀单位破岩体积磨损量进行分析,得到了滚刀单位破岩体积磨损量与滚刀安装半径的关系曲线,总结出刀盘上滚刀磨损的4个区域,分析了不同区域滚刀磨损的机理;并首次提出了滚刀重复破碎与二次磨损的定量计算方法,得到了TB880E滚刀重复破碎体积与二次磨损量的分布规律.研究表明:正面滚刀磨损的主要影响因素是一次破碎,而边缘滚刀主要是重复破碎引起的二次磨损.

摘要： 秦岭隧道TB880E掘进机在施工过程积累了大量宝贵而完整的滚刀磨损统计数据,为深入研究滚刀磨损规律和磨损机理提供了依据.从TB880E现场实测滚刀磨损数据人手,结合TB880E滚刀一次破岩体积的理论计算结果,建立了滚刀磨损量与一次破岩体积的关系;对滚刀单位破岩体积磨损量进行分析,得到了滚刀单位破岩体积磨损量与滚刀安装半径的关系曲线,总结出刀盘上滚刀磨损的4个区域,分析了不同区域滚刀磨损的机理;并首次提出了滚刀重复破碎与二次磨损的定量计算方法,得到了TB880E滚刀重复破碎体积与二次磨损量的分布规律.研究表明:正面滚刀磨损的主要影响因素是一次破碎,而边缘滚刀主要是重复破碎引起的二次磨损.

摘要： 秦岭隧道TB880E掘进机在施工过程积累了大量宝贵而完整的滚刀磨损统计数据,为深入研究滚刀磨损规律和磨损机理提供了依据.从TB880E现场实测滚刀磨损数据人手,结合TB880E滚刀一次破岩体积的理论计算结果,建立了滚刀磨损量与一次破岩体积的关系;对滚刀单位破岩体积磨损量进行分析,得到了滚刀单位破岩体积磨损量与滚刀安装半径的关系曲线,总结出刀盘上滚刀磨损的4个区域,分析了不同区域滚刀磨损的机理;并首次提出了滚刀重复破碎与二次磨损的定量计算方法,得到了TB880E滚刀重复破碎体积与二次磨损量的分布规律.研究表明:正面滚刀磨损的主要影响因素是一次破碎,而边缘滚刀主要是重复破碎引起的二次磨损.

摘要： 针对硬岩节理密集带地质,硬岩TBM由于受自身设计的影响,不适宜在这种地质段施工,特别是刀盘问题较多,刀具损坏严重,施工效率低下,严重制约了施工进度,增加了施工成本.针对中天山铁路工程硬岩TBM节理密集段现场施工情况,分析了刀盘刀具的主要损坏形式及主要原因,采取了相应的改进措施,取得了良好的效果,对类似工程具有一定的借鉴作用.

摘要： 一种硬岩掘进组合刀盘，包括呈锥状壳体的滚筒动力支架，在滚筒动力支架的前端固定切割刀盘，切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，环形金刚石切刀与沿中心呈放射状设置的岩片切压刀盘固定，岩片切压刀盘上设置切压刀片，岩片切压刀盘径向内侧与主动轴固定，主动轴穿过锥状壳体轴线伸出锥状壳体，岩片切压刀盘周边与滚筒动力支架的内表面固定，本发明公开了一种硬岩掘进组合刀盘及其制备的新型硬岩隧道掘进机，相对现有技术，本发明的切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，在工作的过程中对主动轴旋转对硬岩进行切割，将硬岩呈片状切下，然后被岩片切压刀盘上的切压刀片切成小片，这样省时省力，并且产生的粉尘较少。

摘要： 一种硬岩掘进组合刀盘，包括呈锥状壳体的滚筒动力支架，在滚筒动力支架的前端固定切割刀盘，切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，环形金刚石切刀与沿中心呈放射状设置的岩片切压刀盘固定，岩片切压刀盘上设置切压刀片，岩片切压刀盘径向内侧与主动轴固定，主动轴穿过锥状壳体轴线伸出锥状壳体，岩片切压刀盘周边与滚筒动力支架的内表面固定，本发明公开了一种硬岩掘进组合刀盘及其制备的新型硬岩隧道掘进机，相对现有技术，本发明的切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，在工作的过程中对主动轴旋转对硬岩进行切割，将硬岩呈片状切下，然后被岩片切压刀盘上的切压刀片切成小片，这样省时省力，并且产生的粉尘较少。

摘要： 一种硬岩掘进组合刀盘，包括呈锥状壳体的滚筒动力支架，在滚筒动力支架的前端固定切割刀盘，切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，环形金刚石切刀与沿中心呈放射状设置的岩片切压刀盘固定，岩片切压刀盘上设置切压刀片，岩片切压刀盘径向内侧与主动轴固定，主动轴穿过锥状壳体轴线伸出锥状壳体，岩片切压刀盘周边与滚筒动力支架的内表面固定，本实用新型公开了一种硬岩掘进组合刀盘及其制备的新型硬岩隧道掘进机，相对现有技术，本实用新型的切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，在工作的过程中对主动轴旋转对硬岩进行切割，将硬岩呈片状切下，然后被岩片切压刀盘上的切压刀片切成小片，这样省时省力，产生的粉尘较少。

摘要： 本实用新型涉及硬岩隧道掘进机及掘进机用拼装机。掘进机用拼装机包括机架，机架上设有用于与掘进机主梁移动配合的主梁移动配合结构；旋转架转动配置在机架上；拱架拼装机构包括设置在旋转架上带动拱架旋转的拱架卡持结构；旋转架上设有用于可拆安装管片拼装机构的可拆安装结构，所述可拆安装结构和拱架卡持结构均处于旋转架轴向的同一侧，以使管片拼装机构和拱架卡持结构处于旋转架轴向的同一侧。拱架拼装机构和管片拼装机构的工作活动空间重叠，这样使得机架在掘进机主梁上前后移动的最大行程大大增加，进而提高了拼装效率，解决了目前的拼装机前后工作行程较短进造成的工作效率较低的技术问题。

摘要： 本实用新型涉及硬岩隧道掘进机及掘进机净化系统，属于掘进机的安全装置领域。掘进机净化系统包括换气气路，包括进风气路、出风气路和风机，风机为隧道内外空气交换提供动力；传感器模块用于检测隧道内的粉尘及有害气体；控制器与传感器模块和风机连接，以根据传感器模块的检测信息控制风机的风量。本实用新型的掘进机净化系统中设置有传感器模块，通过传感器模块能够检测隧道内的粉尘及有害气体，控制器能够根据传感器模块的检测信息控制风机的风量，从而加快隧道内外空气的交换速度，进而提高掘进机对隧道内空气净化的能力，减轻粉尘或者有害气体对隧道内施工人员的危害。

摘要： 一种加装于硬岩掘进机的钻孔装置及硬岩掘进方法，属于硬岩掘进技术领域，本发明克服现有硬岩掘进机在技术上的不足之处，为硬岩掘进机提供了一种集钻孔、掘进于一体的新型掘进方式。本发明的钻孔装置包括护板、连接座、伸缩缸、驱动电机及钻头，所述钻头与驱动电机的输出端相连接，所述驱动电机与伸缩缸的一端相连接，所述伸缩缸的另一端固接于连接座内，所述驱动电机与连接座通过轨道相配合；所述护板设置在伸缩缸、驱动电机及钻头的上方。采用钻孔装置与硬岩掘进机的截割头配合使用的硬岩掘进方法，不但提高了硬岩掘进机的截割效率，而且延长了截割头内截齿的使用寿命，大大降低了掘进施工成本。

摘要： 一种加装于硬岩掘进机的液压冲击锤装置及硬岩掘进方法，属于硬岩掘进技术领域。本发明可适用于大断面全硬岩和半岩巷道的掘进作业，对巷道围岩层的结抅强度影响很小，还可提高掘进截割效率。本发明的液压冲击锤装置包括锤头、锤柄、液压缸及连接座，所述锤头与锤柄相固接，锤柄与液压缸的一端相连接，所述液压缸的另一端与连接座相连接。采用液压冲击锤装置与硬岩掘进机的滚刀式截割头配合使用的硬岩掘进方法，其步骤为：利用滚刀式截割头对岩体进行截割，使岩体形成割槽；割槽截割完成后，使滚刀式截割头退回到远离岩体的位置；液压冲击锤装置启动；使液压冲击锤装置的锤头靠近割槽的边缘，直到触碰岩体，锤头开始锤击岩体，直至岩体碎落。

摘要： 一种加装于硬岩掘进机的钻爆装置及硬岩掘进方法，属于硬岩掘进技术领域。本发明的钻头与驱动电机相连，驱动电机与第二推进缸相连接，第二推进缸固接于连接座内，护板设置在第二推进缸、驱动电机及钻头的上方；连接座与安装座相固接；微炸药安放筒与第一推进缸相铰接，第一推进缸固接于滑座上；第一调节缸和第三调节缸的一端均铰接于滑座上，第一调节缸的另一端铰接于第三调节缸的缸体上，第三调节缸的另一端铰接于安装座上；第二调节缸的一端铰接于第三调节缸的缸体上，另一端铰接于安装座上。采用钻爆装置与硬岩掘进机的截割头配合使用的掘进方法，提高了截割效率，延长了截割头的使用寿命，大大降低了掘进成本。

摘要： 一种加装于硬岩掘进机的钻孔装置及硬岩掘进方法，属于硬岩掘进技术领域，本发明克服现有硬岩掘进机在技术上的不足之处，为硬岩掘进机提供了一种集钻孔、掘进于一体的新型掘进方式。本发明的钻孔装置包括护板、连接座、伸缩缸、驱动电机及钻头，所述钻头与驱动电机的输出端相连接，所述驱动电机与伸缩缸的一端相连接，所述伸缩缸的另一端固接于连接座内，所述驱动电机与连接座通过轨道相配合；所述护板设置在伸缩缸、驱动电机及钻头的上方。采用钻孔装置与硬岩掘进机的截割头配合使用的硬岩掘进方法，不但提高了硬岩掘进机的截割效率，而且延长了截割头内截齿的使用寿命，大大降低了掘进施工成本。

摘要： 一种加装于硬岩掘进机的液压冲击锤装置及硬岩掘进方法，属于硬岩掘进技术领域。本发明可适用于大断面全硬岩和半岩巷道的掘进作业，对巷道围岩层的结抅强度影响很小，还可提高掘进截割效率。本发明的液压冲击锤装置包括锤头、锤柄、液压缸及连接座，所述锤头与锤柄相固接，锤柄与液压缸的一端相连接，所述液压缸的另一端与连接座相连接。采用液压冲击锤装置与硬岩掘进机的滚刀式截割头配合使用的硬岩掘进方法，其步骤为：利用滚刀式截割头对岩体进行截割，使岩体形成割槽；割槽截割完成后，使滚刀式截割头退回到远离岩体的位置；液压冲击锤装置启动；使液压冲击锤装置的锤头靠近割槽的边缘，直到触碰岩体，锤头开始锤击岩体，直至岩体碎落。