ZTS6250泥水平衡盾構設備研制及應用
2016年01月06日15:17
ZTS6250泥水平衡盾構設備研制及應用
本項目通過采用引進、消化、吸收和再創(chuàng)新的相互結合模式，完成了泥水平衡盾構機的自主研發(fā)，實現(xiàn)了開挖、襯砌、出碴的全自動化作業(yè)。該項目申請專利14項，其中發(fā)明專利6項，授權專利10項，其中發(fā)明專利2項。產(chǎn)品經(jīng)國家建筑城建機械質量監(jiān)督檢驗中心檢測，符合設計規(guī)范要求；而且通過了湖南省科技成果鑒定，一致認為成果技術達到國際先進水平，其中泥水高效環(huán)流技術達到國際領先水平。
ZTS6250泥水平衡盾構產(chǎn)品瞄準盾構發(fā)展的前沿技術，立足于服務國內重大工程需求，并為服務于國際工程需求打下基礎。而且泥水平衡盾構的產(chǎn)業(yè)化，將極大推進國內隧道施工盾構機的應用，實現(xiàn)隧道工程的盾構機工業(yè)化施工，將顯著提高施工效率，改善工作環(huán)境，減少環(huán)境污染和干擾，保障其高效性、安全性和環(huán)保性。主要創(chuàng)新點：
（1）實現(xiàn)泥水平衡盾構機的柔性設計和模塊化設計，建立了泥水平衡盾構機掘進過程功能模型、系統(tǒng)作用機理耦合模型和系統(tǒng)參數(shù)匹配模型等，以地質適應性為出發(fā)點，綜合考慮盾構機功能設計特點及選型準則，結合泥水平衡盾構機施工地質參數(shù)，建立泥水平衡盾構機數(shù)字化建模機理。
（2）基于巖土力學、巖石破碎學等理論基礎，分別建立了泥水平衡盾構機刀盤在掘進過程中切削巖土、不同刀具組合切削破巖的力學模型。在分析開挖系統(tǒng)—巖土耦合過程動態(tài)性能的基礎上，提出了開挖系統(tǒng)參數(shù)的設計準則，并形成刀盤地質適應性設計理論。
（3）初步建立了泥水平衡機掘進開挖系統(tǒng)性能評價體系，開發(fā)出開挖系統(tǒng)結構布置、參數(shù)化建模、力學性能分析、結構分析等功能于一體的CAD系統(tǒng)。
（4）通過對泥水平衡盾構機泥漿流體瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)流動特性分析，優(yōu)化系統(tǒng)運行參數(shù)與匹配，并針對性地設計了出碴碎石與攪拌功能，完善了系統(tǒng)管路延伸閉塞器裝置。
（5）解決了泥水平衡盾構機出碴系統(tǒng)的地質適應性問題，通過反沖洗模式和雙采石倉的設計，有效地防止了出碴堵管問題的發(fā)生，大大提高了系統(tǒng)開挖效率，節(jié)約了運行成本。
（6）對泥水平衡盾構整機液壓系統(tǒng)主要元件進行集成化研究與分析，實現(xiàn)了管片拼裝機系統(tǒng)快速準確的六個自由度控制，極大地提高了作業(yè)微動性能，降低了總驅動功率，提高系統(tǒng)性能和可靠性、節(jié)約成本，節(jié)省安裝空間。
獲獎等級：三等獎
完成單位：中國鐵建重工集團有限公司
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