TBM推進(jìn)機構(gòu)誤差分析與研究

TBM推進(jìn)機構(gòu)誤差分析與研究摘要：本文基于TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)，探討了TBM推進(jìn)機構(gòu)的誤差分析與研究。首先介紹了TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)的原理及發(fā)展歷程，然后詳細(xì)闡述了TBM推進(jìn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。接著，對TBM推進(jìn)機構(gòu)中可能出現(xiàn)的誤差進(jìn)行了分析，并從工程實際出發(fā)，進(jìn)行了誤差分析的具體工作。最后，提出了對TBM推進(jìn)機構(gòu)誤差進(jìn)行控制與研究的方向與建議。關(guān)鍵詞：TBM,推進(jìn)機構(gòu),誤差分析,研究Abstract：BasedontheTBMtunnelingtechnology,thispaperdiscussestheerroranalysisandstudyoftheTBMpropulsionsystem.Firstly,theprincipleanddevelopmentofTBMtunnelingtechnologyareintroduced.Then,thestructureandworkingprincipleoftheTBMpropulsionsystemareexplainedindetail.Then,thepossibleerrorsintheTBMpropulsionsystemareanalyzed,andspecificworkiscarriedoutfromtheperspectiveofengineeringpractice.Finally,suggestionsareputforwardforthecontrolandresearchoftheTBMpropulsionsystemerrors.Keywords:TBM,Propulsionsystem,Erroranalysis,Research正文：1.TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)的原理和發(fā)展歷程TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)是一種高效，自動化的地下工程掘進(jìn)方法，它結(jié)合了機械、液壓、電氣、自動控制等多種學(xué)科知識，廣泛應(yīng)用于地下隧道、水利、能源等領(lǐng)域中。TBM模式還逐步應(yīng)用于地鐵、城市軌道交通等交通領(lǐng)域。TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)的核心就是推進(jìn)機構(gòu)，本文將圍繞TBM推進(jìn)機構(gòu)的誤差分析與研究展開。TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)的原理核心是采用機械鉆頭鉆進(jìn)地下，同時液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆頭向前推進(jìn)進(jìn)而推進(jìn)整個機器。在掘進(jìn)過程中，通常會穿越一些層狀不均質(zhì)土層，交替出現(xiàn)的粘土、黏土、砂卵石、巖石等難以對鉆機造成較大的損害，具有較好的適應(yīng)性。TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)的核心控制模塊是機械部件，液壓部件和電氣部件的集成控制系統(tǒng)。采用完全自動化控制，以保證TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)的高效性和安全性。TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)的起源可以追溯到19世紀(jì)70年代。1874年，英國杰出的工程師詹姆斯·亨利出版了一篇名為“液壓瞬時攻克地層質(zhì)地的機器”的論文。隨著時間的推移，TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)從最開始的傳統(tǒng)的手動鉆機，逐步發(fā)展到現(xiàn)代化的數(shù)字電氣控制的液壓推進(jìn)機。2.TBM推進(jìn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理TBM推進(jìn)機構(gòu)是TBM隧道掘進(jìn)技術(shù)中最重要的組成部分。它主要由推進(jìn)部分、前導(dǎo)部分、仰臥推進(jìn)單元、立式推進(jìn)單元等多個部分組成。由于它是和輸送物料機構(gòu)緊密地結(jié)合在一起的，所以它通常被稱為鉆掘/推進(jìn)設(shè)備(也稱作“罐子”).在所有的TBM隧道掘進(jìn)工作中，推進(jìn)機構(gòu)與前導(dǎo)環(huán)節(jié)是整個生產(chǎn)鏈條的主要組成部分。其作用是保證整個隧道的推進(jìn)進(jìn)度，保證工程安全。TBM推進(jìn)機構(gòu)的工作原理是通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動推力機構(gòu)將TBM鉆掘機配備的鉆頭切斷地殼，并推進(jìn)整個鉆機前行。機器推進(jìn)時，根據(jù)隧道截面的形態(tài)，正確控制推力機構(gòu)的推力和鉆頭轉(zhuǎn)速，保證機器始終勻速直線推進(jìn)，從而減少工程誤差，控制隧道線形偏差。3.TBM推進(jìn)機構(gòu)中可能出現(xiàn)的誤差在鉆掘推進(jìn)的整個控制過程中，TBM推進(jìn)機構(gòu)中可能出現(xiàn)的誤差可以分為以下幾類：（1）機械誤差：由于加工、組裝或運輸中的機械振動、變形和磨損等原因造成的機械誤差，可能對隧道線形進(jìn)度造成影響。（2）液壓誤差：由于液壓系統(tǒng)溫度變化、油管連接松餾、油泵或非正常油泵工作和液壓元件磨損等原因造成的液壓誤差，可能導(dǎo)致推進(jìn)速度偏快或偏慢，影響推進(jìn)進(jìn)度、隧道線形和跑偏等工程問題。（3）電氣誤差：由于電纜連接不良、信號線干擾和電氣元件磨損等原因造成的電氣誤差，可能會影響各系統(tǒng)之間的連接，造成推進(jìn)機構(gòu)的控制失靈。（4）周圍環(huán)境誤差：鉆掘進(jìn)入圍巖和土，受地質(zhì)變化的變異性影響，容易偏離所選進(jìn)鐵定坐標(biāo)，還有導(dǎo)向失誤、轉(zhuǎn)向不正、偏轉(zhuǎn)偏差等產(chǎn)生的誤差。4.誤差分析的具體工作在鉆掘推進(jìn)過程中，TBM推進(jìn)機構(gòu)的誤差分析可通過以下具體工作解決：（1）對設(shè)備能力進(jìn)行評估：在選擇機械和推進(jìn)系統(tǒng)以前，需要進(jìn)行精確的評估，以確定機械的能力、推進(jìn)系統(tǒng)的功率和推進(jìn)截面結(jié)構(gòu)等，以確保正確推進(jìn)。（2）對機械和液壓系統(tǒng)進(jìn)行加工和組裝：選擇質(zhì)量優(yōu)良、精度高的印模來保證裝置的最大化生產(chǎn)。而各個機器配件的精度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)達(dá)到精確到0.1毫米的標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能避免機械結(jié)構(gòu)發(fā)生變形等實際問題。（3）預(yù)測和跟蹤模型誤差：對于機械部分，利用數(shù)值建模和仿真等方法，預(yù)測可能的誤差并進(jìn)行調(diào)整，如通過模擬加強密度更改沿著TBM隧道線?？课恢玫恼`差值。（4）采取適當(dāng)?shù)拇胧┨岣邫C器性能：通過仔細(xì)選擇機器和推進(jìn)系統(tǒng)的元件，以提高整體生產(chǎn)力。同時，采取措施防止不必要的抖動，進(jìn)一步減少誤差。5.對TBM推進(jìn)機構(gòu)誤差進(jìn)行控制與研究的方向與建議針對TBM推進(jìn)機構(gòu)誤差控制與研究，以下是幾個相關(guān)的方向及建議：（1）完善機器的自動控制系統(tǒng)：合理的控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)可以自動檢測TBM推進(jìn)機構(gòu)中可能出現(xiàn)的誤差?？梢酝ㄟ^引入現(xiàn)代化的感應(yīng)器、傳感器和計算機等技術(shù)手段，實時跟蹤信息并做出反應(yīng)。（2）加強機器的結(jié)構(gòu)設(shè)計：為了減少機械和液壓誤差，應(yīng)采用優(yōu)越的機械結(jié)構(gòu)和高度精細(xì)的制導(dǎo)系統(tǒng)模擬分析，以及本機內(nèi)部軟件和周邊政策規(guī)定。同時，在機器進(jìn)入不同地質(zhì)環(huán)境時采取不同的策略，以處理典型和非典型的錯誤問題。（3）積極探究新的MCM（ManagementandControlModel）理論：基于整個建筑行業(yè)生產(chǎn)方式的調(diào)整與后裔化發(fā)展和工程管理的需求，在TBM推進(jìn)機構(gòu)中探索或