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高水壓高智能大直徑盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

    項目簡介

    本項目針對高水壓高智能大直徑盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用中的難點開展科研攻關(guān)，解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下刀盤系統(tǒng)適應(yīng)性及刀具常壓更換，大直徑盾構(gòu)通風(fēng)系統(tǒng)智能控制及刀盤驅(qū)動系統(tǒng)智能同步控制，復(fù)雜工況下的盾構(gòu)推進系統(tǒng)存在能效低及推進分區(qū)耦合，盾構(gòu)裝備的高水壓下防水密封等方面的難題，在如下關(guān)鍵技術(shù)方面形成突破：

    （1）完善了高水壓、復(fù)雜地質(zhì)條件下的大直徑盾構(gòu)刀盤系統(tǒng)設(shè)計方法，建立刀盤系統(tǒng)設(shè)計方案驗證試驗平臺，提出了高水壓環(huán)境下盾構(gòu)刀具常壓換刀方法，解決了大直徑盾構(gòu)高水壓條件下刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計及刀具更換難題。

    （2）實現(xiàn)了智能控制技術(shù)在盾構(gòu)裝備上的應(yīng)用，研發(fā)了盾構(gòu)二次通風(fēng)智能控制裝置新型軸流風(fēng)機靜葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保障了通風(fēng)質(zhì)量與設(shè)備的可靠性；掌握了大直徑盾構(gòu)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)大功率電機群智能同步控制技術(shù)，將大直徑盾構(gòu)主驅(qū)動電機同步性由原來的62%提高到96%，基本避免了大直徑盾構(gòu)主驅(qū)動電機因同步性造成的故障，解決了大功率電機群同步控制技術(shù)難題。

    （3）創(chuàng)新了大直徑盾構(gòu)推進系統(tǒng)控制原理，針對盾構(gòu)推進系統(tǒng)分組聯(lián)合驅(qū)動的需求和復(fù)雜的工況，提出一種基于變頻電機驅(qū)動定量泵，不同分區(qū)采用不同定量泵供油的盾構(gòu)推進液壓系統(tǒng)，解決了大直徑盾構(gòu)推進系統(tǒng)能效低與推進分區(qū)耦合大的缺陷，提高了盾構(gòu)裝備適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件的能力。

    （4）掌握了盾構(gòu)密封關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計要點，提出了適用于高水壓環(huán)境（1.7MPa）下盾構(gòu)主軸承密封和管片接縫密封設(shè)計方案，降低了主軸承系統(tǒng)再制造難度和成本，解決了高水壓下盾構(gòu)裝備關(guān)鍵部件和隧道結(jié)構(gòu)防水密封設(shè)計難題。

    本項目獲得發(fā)明專利9項，實用新型專利2項，軟件著作權(quán)1項，研究成果具有原創(chuàng)性、先進性和實用性，整體達到國際領(lǐng)先水平。為跨江越海隧道盾構(gòu)設(shè)計選型提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，提高了國產(chǎn)盾構(gòu)裝備的可靠性、安全性和技術(shù)水平。

    獲獎等級：二等獎

    完成單位：中鐵隧道局集團有限公司、盾構(gòu)及掘進技術(shù)國家重點實驗室、河南科技大學(xué)、浙江大學(xué)