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全断面隧道掘进装备载荷建模与数字化设计关键技术及应用
"本项目属工程装备设计制造技术领域。我国是地下施工最多，全断面隧道掘进装备需求量最大和发展速度最快的国家。由于引进装备不适应我国复杂多变的地质情况，导致可靠性差，严重影响施工效率与效益，因此亟需发展相关设计技术并自主研制。掘进装备的关键核心部件是刀盘，缺少地质适应性好与可靠性高的刀盘设计技术是困扰掘进装备自主研制的瓶颈问题。项目组围绕国家重大隧道工程需求，攻克了刀盘地质适应性与高可靠性设计关键技术，促进了我国掘进装备自主设计能力跨越式发展。 本项目技术发明一为提出了广谱地质适应性掘进载荷建模新理论。创建了掘进装备总载荷预测模型，突破了现有建模理论仅适用于单一地质的局限性，降低了总载荷预测误差，为刀盘地质适应性与高可靠性设计提供了载荷条件；本项目技术创新二为发明了软土类刀盘地质适应性设计新技术。建立了掘进装备刀盘高精度参数化建模新方法，实现了复杂地质条件下掘进过程全物理仿真及刀盘结构强度优化设计，突破了刀盘轻量化设计关键技术，降低了设计制造成本；本项目技术创新三为发明了硬岩类刀盘高可靠性设计新技术。提出了随机动态载荷作用下刀盘强度设计方法“
天津大学
2021-04-10
长大隧道全断面岩石掘进机掘进技术研究与应用
开展适应于不同围岩条件的开敞式TBM施工技术研究，在多项重大工程中成功应用。
石家庄铁道大学
2021-05-04
基于交替供电及全断面隧道掘进机的地质超前探测方法
本发明公开了一种基于交替电流及全断面隧道掘进机的地质超 前探测方法，其包括以下步骤:(1)提供一个地质超前探测系统，所述 地质超前探测系统包括位于隧道内的隧道掘进机、恒流源、程控继电 器及光纤电流传感器，所述隧道掘进机包括护盾、刀盘及连接所述护 盾及所述刀盘的主驱动轴承;(2)以预定周期切换所述恒流源的电流施 加位置，以使所述恒流源交替供电给所述护盾及所述刀盘，同时测量 对应的电压(3)根据基尔霍夫电流定律及电压与电流的关系计算出所述 隧道掘进机的侧向地质体及前方地质体的视电阻率，进而分别分析所 述
华中科技大学
2021-04-14
一种小断面竖井快速掘进装置
本实用新型提供一种小断面竖井快速掘进装置，其特征在于:包括圆环钢架、钢架支撑装置和钻机 角度调节装置，所述的钢架支撑装置包括若干沿圆环钢架底部周向设置的固定支架，所述的钻机角度调 节装置包括连接在圆环钢架内侧壁的若干角度可调的钻机固定筒。本实用新型结构简单、使用方便、在 变坡段、弧线段开挖时，可通过角度调节装置实现不同的开挖坡比;在竖井掘进过程中，能有效避免人 工掘进时井壁粗糙的问题，保证井壁平整
武汉大学
2021-04-14
隧道掘进施工导向系统的电子激光靶
隧道掘进施工导向系统的电子激光靶，属于定位测量装置，可用于矿井、水工隧道、地铁隧道、市政管道、共同沟等领域，本发明在筒状机箱内沿轴向依序装有棱镜、平凸透镜、位置敏感传感器、倾角计和处理电路；位置敏感传感器的光敏面位于平凸透镜的焦平面上·78·且与平凸透镜轴线垂直，该光敏面的中心在轴线上；位置敏感传感器与处理电路电信号连接。本发明将 ELS 与棱镜合二为一极大地减小ELS 的体积，简化操作，直接利用全站仪的红外线，经凸透镜聚焦，打在处于焦平面上的位置敏感传感器上，产生电流，经处理产生信号输出到外部计算
华中科技大学
2021-04-14
隧道掘进机关键技术及其产业化
硬岩隧道掘进机（TBM）是隧道掘进领域科技附加值最高的装备，是国家铁路、水利、国防等重大工程领域不可或缺的大国重器。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
本项目历经10余年产学研用联合攻关，攻克了TBM设计制造关键技术。解决了TBM“掘不动、掘不快、掘不准”三大国际行业难题，实现了TBM自主设计制造和产业化生产。该项目突破的关键技术包括高效破岩刀盘刀具、大扭矩多源驱动与脱困技术、掘进方向精准调控。
硬岩隧道掘进机（TBM）是隧道掘进领域科技附加值最高的装备，是国家铁路、水利、国防等重大工程领域不可或缺的大国重器。未来10年，我国需用TBM开挖的隧道达2万公里，占全球市场80%以上。立项之初，我国TBM长期被国外垄断，单台TBM售价高达3~5亿元。即使采用国外TBM也存在地质适应性差、故障率高、工期拖延严重乃至人员伤亡等严重问题。
项目成果孵化了铁建重工和中铁装备国内两家龙头企业，产品主要技术指标达到或超过国际同类产品，替代了进口，出口到黎巴嫩、秘鲁、越南等国家，累计生产3-10m 系列TBM 产品百余台套，占国内新增市场份额93%，取代了美国罗宾斯、德国海瑞克成为全球TBM 最大制造商。
浙江大学
2022-07-22
大断面浅埋隧道下穿高速公路施工技术
本新技术成果来自省部级科技计划，获得省部（学会）三等以上科技奖励，并获得国家发明专利授权。该成果成功解决了大断面浅埋隧道下穿高速公路的施工技术难题，研究成果处于国内领先水平。该成果已在国内下穿高速公路隧道施工当中推广应用。
西南交通大学
2016-06-27
一种土压平衡盾构机隧道掘进参数智能控制方法
本发明公开了一种土压平衡盾构机隧道掘进参数智能控制方法， 其特征在于：该方法包括如下步骤：S1：采集数据提取影响盾构机掘 进性能的因素节点，S2：构建影响盾构机掘进性能所述因素节点的拓 扑结构，获取各节点之间的模糊关联矩阵 Wij，S3：构建土压平衡盾 构机掘进模糊控制网络图，根据迭代推理公式动态演化计算各个因素 节点在 t+1 时刻上的状态值，S4：利用所述模糊控制网络图进行多阶 段决策分析，实现对土压平衡盾构机掘进参数的实时分析与纠偏控制。 本发明的方法，通过统筹采用专家先验知识、模糊逻辑、图论
华中科技大学
2021-04-14
一种适用于大断面黄土隧道的开挖方法
本新技术成果来自省部级科技计划，获得省部（学会）三等以上科技奖励，并获得国家发明专利授权。该成果成功解决了大断面黄土隧道的施开挖方法，能够经济、安全和快速地实现大断面黄土隧道的建造。
西南交通大学
2016-06-27
一种单洞大断面特长隧道施工通风系统及通风方法
成果描述：本发明公开了一种单洞大断面特长隧道施工通风系统和通风方法，所述通风系统包括设置在所述隧道中心线一侧的施工通风临时隔墙(2)，保证施工通风临时隔墙(2)与隧道两侧边墙分别围绕成封闭巷道的断面面积比接近2∶1，将其中断面面积较小的封闭巷道作为输送新鲜风的新鲜风进风巷道(4)，掌子面回流的污染风则从断面面积较大的污染风排出巷道(5)内排出隧道外；在隧道洞口出口处，施工通风临时隔墙(2)延伸出洞外，将洞口附近区域的新鲜风源与污染风分离；本发明采用射流巷道式通风方式，解决了单洞大断面特长隧道施工时超长距离送风的难题，有效提高对掌子面送风效率，并节约了成本，取得了较好的经济效益。市场前景分析：轨道交通基础设施建设领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。
西南交通大学
2021-04-10