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现代隧道技术 2021, Vol. 58 Issue (1) :54-60    DOI:
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基于掘进能耗的TBM掘进参数优化研究
(1 黄河勘测规划设计研究院有限公司,郑州 450003;2 郑州大学土木工程学院,郑州 450001)
Study on Optimization of TBM Driving Parameters Based on the Energy Consumption
(1 Yellow River Engineering Consulting Co., Ltd, Zhengzhou 450003;2 School of Civil Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001)
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摘要 TBM掘进过程中,受地质条件的影响,掘进能耗差别较大,研究TBM掘进能耗对于实现经济、高效施工具有重要的意义。文章首先根据TBM工作原理,建立掘进能耗计算公式及掘进参数优化公式;其次以兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工为背景,分析不同地质条件下的掘进能耗与贯入度的关系;最后根据大量的实测数据拟合贯入度与推力、刀盘扭矩的函数关系,并根据TBM掘进能耗、设备性能及围岩稳定性等对掘进参数进行优化。研究结果表明:随着围岩类别的降低,掘进能耗随之下降,Ⅲ类花岗岩相对Ⅱ类花岗岩掘进能耗下降约45%;掘进能耗随着贯入度的增加而降低,降低幅度逐渐减少;贯入度与掘进推力呈幂数关系,与刀盘扭矩呈线性关系。
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杨继华 1 郭卫新 1 闫长斌 2 苗 栋 1
关键词:   
Abstract: In TBM tunelling, energy consumptions during TBM driving are different subjected to geological condi? tions, so the study of TBM energy consumption is of great significance for economic and efficient construction. Firstly, according to the working principle of TBM, the energy consumption calculation formula and parameters optimization formula are established. Secondly, taking the double shield TBM construction in the water convey tunnel of Lan?zhou water source project as the background, the relationships between TBM energy consumption and penetration under different geological conditions are analyzed. Finally, according to a large number of measured data, the function relationships between penetration and thrust, cutter torque are fitted, and the TBM driving parameters are optimized according to energy consumption, equipment performance and stability of surrounding rock. The results show that, with the decrease of rock classification, TBM energy consumption decreases, the TBM energy consumption in class Ⅲ granite drops about 45% contrast to that in class Ⅱ granite; TBM energy consumption decreases with the increase of penetration, and the reduction decreases gradually; the penetration has exponential relationship with driving thrust and linear relationship with cutterhead torque.
KeywordsTBM,   Energy consumption,   Penetration,   Thrust,   Cutterhead torque,   Driving parameters optimization     
基金资助:基金项目:国家自然科学基金资助项目(41972270);黄河勘测规划设计研究院有限公司自主研究开发项目(2019-ky14)
作者简介: 作者简介:杨继华(1980-),男,博士,高级工程师,主要从事岩土工程勘察、设计与研究工作,E-mail:yangjihua68@sohu.com.
引用本文:   
杨继华 1 郭卫新 1 闫长斌 2 苗 栋 1 .基于掘进能耗的TBM掘进参数优化研究[J]  现代隧道技术, 2021,V58(1): 54-60
YANG Jihua1 GUO Weixin1 YAN Changbin2 MIAO Dong1 .Study on Optimization of TBM Driving Parameters Based on the Energy Consumption[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2021,V58(1): 54-60
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2021/V58/I1/54
 
没有本文参考文献
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