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       以建立有效准确的盾构密封舱土压预测和控制模型,并实现动态控制密封舱内土压平衡为出发点,  佛山路灯车, 佛山租赁路灯车, 佛山哪儿有路灯车   首先从机理上对密封舱土压与掘进参数的关系,特别是刀盘扭矩对土压的影响,做了详细分析,研究发现刀盘扭矩和密封船土压有良好的相关性,把它作为预测模型的输入变量能够明显提高模型的预测精度,以此为基础确定了密封舱土压预测模型新的输入参数,即盾构推进速度、螺旋输送机转速、推进力、刀盘转速、刀盘扭矩以及当前时刻土压值。然后釆用基于小样本统计学习理论的,最小二乘径向基核函数支持向量机方法进行回归估计分别建立四点土压预测模型,并且采用粒子群算法对最小二乘径向基核函数支持向量机的两个参数进行优化,以提高预测精度。在此预测模型的基础上,采用粒子群算法对盾构密封船土压的两个控制参数一一推进速度和螺旋输送机转速,进行实时在线优化,使下一时刻土压值最大程度的动态逼近土压设定值,实现智能控制盾构机密封舱土压平衡。 由以下五部分构成:第一部分绪论本部分详细阐述了课题研宄背景和国内外盾构技术的发展过程,并且结合实际工程案例说明了研宄意义,最后概括出本文研宄的主要内容。第二部分土压平衡盾构机的结构与工作机理本部分主要介绍了土压平衡盾构机的主要组成部分并对其工作机理和过程进行说明。第三部分盾构土压平衡控制原理本部分首先分析了土压平衡盾构机施工时开挖面及密封舱土压稳定原理,然后给出密封舱土压设定值的计算方法。最后通过盾构掘进机理分析,确立关系到密封舱土压变化的主要掘进参数,为下文建立土压预测模型做好准备。第四部分基于LS-SVM和PSO的盾构机密封船土压预测.  本部分首先简单描述了最小二乘支持向量机和PSO算法的原理及优点,并且分析用其对盾构密封舱土压建立预测模型的可行性及优势,然后采用最小二乘径向基核函数支持向量机方法进行回归估计分别建立四点土压预测模型,并且釆用PSO算法对最小二乘径向基核函数支持向量机的两个参数优化,为第五部分采用PSO优化密封舱土压奠定了基础。第五部分基于PSO的盾构机密封舱土压优化控制本部分在第四部分建立的密封枪土压预测模型的基础上,以密封船内四点土压预测值与各自土压设定值偏差最小为优化指标,釆用粒子群算法对控制参数进行在线优化,实时自动控制密封驗土压平衡。




      本部分首先对土压平衡式盾构机的主要组成部分进行了简单说明,并且阐述了其主要功能,然后对土压平衡式盾构的工作机理进行了分析。本部分结构如下:土压平衡盾构机又称泥土加压式或削土密封式盾构,自从被初次应用至今,凭借其显著的施工优点己经被普遍应用于全球各种隧道建设项目中。土压平衡盾构机属于全封闭式盾构机,它具备改良土体的功能,能适用于多种地质情况比较均勾稳定、地下水位较低的软弱地层。由于其自身具有完备的各种操作系统,因此施工时一般不需要额外的辅助技术措施。土压平衡盾构机通常分为两种:一种是在砂性土层中向刀盘切削下来的泥土中注入适当的添加剂,并且搅拌成均匀、流动性的泥土,然后填满密封船并通过螺旋输送机运输到地表。另一种是在粘性地层中将刀盘切削下来的粘土直接填充在切削腔内,并用螺旋输送机来调节拍土量来控制土压平衡。



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      目前工程上使用较多的是前者。土压平衡盾构机在其前方设有一个全断面的切削刀盘,主轴支撑着刀盘和承压隔板并推动和带动刀盘旋转,刀盘背面与后部的承压隔板形成封闭的泥土舱,亦称为密封舱。在盾体中心或底部设有一个筒状的螺旋输送机进出口,与密封脸外相连通。土压平衡盾构机在推进液压紅作用下向前推行,刀盘切削前方泥土并通过刀盘上的幵口进入密封舱,与密封舱内已有的可塑土装混合并通过搅拌器搅拌以后填满整个土舱,控制土舱内保持适当的压力以保证与前方水土压力保持平衡,从而降低盾构施工对地表土体的扰动。同时,螺旋输送机将密封舱内的土体排出并通过传送带运输到地表,尽量维持进出土量动态平衡。当土体充满密封船时,密封舱内土压与开挖面上的水土压力应该基本保持平衡,这时开挖面与盾构面基本处于平衡状态或者稳定状态。总体来说,土压平衡盾构机能够根据土压和地质变化调整推进速度和排土量,很好的维持开挖面稳定和减少地表的变形,施工的自动管理水平及安全性较高,其优良的性能己经用大量的工程实例得到了证明,在中国各大城市的地铁隧道建设工程中做出了不可忽略的贡献。






     土压平衡式盾构机主要由以下部件构成:盾构壳体、刀盘及驱动系统、螺旋输送机、推进系统、管片拼装系统、加泥注装系统、搅拌系统、液压系统、水冷却系统、电气控制系统、数据采集与监控系统、注塑与搅拌系统等组成。 1)刀盘2)密封舱3)承压隔板4)推进千斤顶5)螺旋输送机6)管片拼装机7)管片8)盾构壳体. .盾构掘进的根本思想是利用一种钢质部件沿着隧道规划线路挖掘土体前进。此钢质部件首要作用是在最终建成随道衬砲前保护周围开挖的土体结构、保障内部操作人员和机械设备的安全,行业内一般简称此钢质组件为盾钩壳体。此外,盾构壳体还具有承受地下土体压力,防止地下水或流砂渗入的功能,主要由切口环、支承环和盾尾三个部分构成,外壳钢板把它们连为一体。(1)切口环切口环负责开挖和挡土,在盾构的最前端位置,掘进时首先接触并切削土体,将开挖区与盾体分幵,并与后部的承压隔板构成一个封闭空间,也就是密封舱。有些盾构切口环为了减少切土时对地层的扰动而在前端设有刃口。开挖面的稳定主要由切口环保持,工程上常根据切削下来土砂的状况来确定切口环的形状和尺寸。(2)支撑环支撑环,处于盾构的中间部位,占据了盾体的大部分空间,外形由较高硬度的圆筒结构围成,盾构的所有负载均由它承受着。沿着支撑环的四周,安置有推进系统的液压装置。而在其里面安装了监控设备、螺旋排土机等各类装备。在其尾部安置有铰接设备,其与盾尾相连,所以盾构机在掘进施工时就可以产生较大的转角,从而完成转弯和纠正操作。(3)盾尾盾尾起到为管片的拼装提供空间的作用,通常由盾构壳体钢板延展而组成,主要作用为保护隧道管片的衬棚安装。在其尾部安装了密封设备,用于预防水、土及注楽物质等通过盾尾和管片衬砌之间进入盾体。盾尾还设有注装系统,在盾尾前进后把注装材料输入到管片与土体之间的缝隙,从而保持土体稳定,降低地面沉降。




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