近年來(lái),城市交通道路建設(shè)需求飛速增長(zhǎng),然而,可利用的土地資源越來(lái)越少,因此地鐵隧道成為了未來(lái)城市交通建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。盾構(gòu)技術(shù)由于開挖速度快、對(duì)地面建筑和現(xiàn)有道路影響小等優(yōu)點(diǎn),成為了地鐵隧道建設(shè)的首要選擇。盾構(gòu)機(jī)在施工過程中需要按照預(yù)先設(shè)計(jì)的軌跡前進(jìn),有著嚴(yán)格的精度要求。然而,在掘進(jìn)過程中,由于復(fù)雜多變的地質(zhì)情況和隨機(jī)強(qiáng)載荷的影響,導(dǎo)致工作時(shí)的開挖路線與預(yù)先設(shè)計(jì)的路線之間經(jīng)常發(fā)生偏差。如果不能及時(shí)快速的糾正掘進(jìn)軌跡,使盾構(gòu)機(jī)按照預(yù)先設(shè)計(jì)的路線運(yùn)行,將會(huì)影響施工進(jìn)度,甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的事故乃至整個(gè)工程的失敗。因此,采用合適的控制策略來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速地姿態(tài)糾偏控制具有實(shí)際意義。針對(duì)目前盾構(gòu)姿態(tài)糾偏控制大多基于司機(jī)的經(jīng)驗(yàn),人工手動(dòng)的進(jìn)行控制,或者基于經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行PID控制,難以實(shí)時(shí)有效的進(jìn)行姿態(tài)控制,而且控制效果也不是很理想,容易形成蛇形糾偏的情況。本文對(duì)盾構(gòu)施工時(shí)的姿態(tài)控制系統(tǒng)的建模和控制策略進(jìn)行了分析和研究,希望能對(duì)盾構(gòu)的姿態(tài)控制起到一些幫助。主要研究工作如下:1、建立了盾構(gòu)姿態(tài)控制系統(tǒng)的模型。要想對(duì)盾構(gòu)的掘進(jìn)軌跡快速準(zhǔn)確的控制,需要準(zhǔn)確快速的控制液壓推進(jìn)系統(tǒng),通過大量的參考文獻(xiàn)總結(jié)出,需要在施工... 

【文章來(lái)源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

近幾年城市的軌道建設(shè)的新增里程（單位：公里）

于開挖速度快，對(duì)原有環(huán)境的影響小，不影響交通等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外地鐵建設(shè)以及其他地下工程的重要技術(shù)之一[2]。1.1.2研究意義盾構(gòu)（ShiledMachine）是一種專用于隧道地下施工的大型高科技設(shè)備，在地鐵隧道[3][4]、穿山公路[5]、水利工程[6][7]、水電設(shè)施[8]等大型工程中應(yīng)用廣泛。盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造非常復(fù)雜，大型盾構(gòu)機(jī)重達(dá)幾百噸，長(zhǎng)五六十米，造價(jià)高達(dá)數(shù)億元，被稱為“地下蛟龍”。盾構(gòu)的控制非常復(fù)雜，涉及機(jī)械力學(xué)、電氣控制、地質(zhì)力學(xué)、液壓流體力學(xué)、控制理論等學(xué)科和技術(shù)[9]。這一方法的主要建設(shè)的過程如圖1.2，DTA代表預(yù)先設(shè)計(jì)的挖掘路線，盾構(gòu)機(jī)需要沿著預(yù)先規(guī)定的路線工作，然而由于各種復(fù)雜的地質(zhì)因素和盾構(gòu)機(jī)本身的構(gòu)造的復(fù)雜性，在工作時(shí)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生偏差[10]，所以圖中可以看到還有一條糾偏曲線，完工隧道也不是嚴(yán)格的和設(shè)計(jì)軸線一致。圖1.2盾構(gòu)法施工掘進(jìn)過程

第一章緒論4常巨大。Brunel這次進(jìn)行施工的盾構(gòu)如圖1.3，之后經(jīng)過多年的發(fā)展，1869年出現(xiàn)了圓形斷面的盾構(gòu)機(jī)，并用于隧道的開挖，取得了成功。1887年，這種方法盾成功的應(yīng)用于地鐵的建設(shè)，這代表著盾構(gòu)施工技術(shù)的開始。從19世紀(jì)末開始，利用盾構(gòu)進(jìn)行開挖的技術(shù)傳入了許多歐美國(guó)家，開始了飛速的發(fā)展。九十年代第一款密封式的盾構(gòu)機(jī)在美國(guó)被制造出來(lái)，并成功進(jìn)行了施工；巴黎首次在修建了下水道隧道中使用了長(zhǎng)方形盾構(gòu)；1910年德國(guó)盾構(gòu)完成了易北河隧道的施工；1926年日本在丹那導(dǎo)水隧道的修建中使用了盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工，但是由于遇到硬巖地質(zhì)，最終放棄了。我國(guó)第一次使用盾構(gòu)法施工是在1954年，在遼寧阜新使用了盾構(gòu)機(jī)修建了疏水道，之后又在北京使用了盾構(gòu)法修建了下水道隧道。圖1.3Brunel注冊(cè)專利的盾構(gòu)1960年~1980年是盾構(gòu)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)期，許多新式的盾構(gòu)出現(xiàn)，可供使用的選擇種類極大地?cái)U(kuò)充了，包括著泥水以及土壓形式的盾構(gòu)[14]。日本首先研制出了通過泥水加壓維持盾構(gòu)工作平衡的盾構(gòu)機(jī)，之后又開發(fā)出了封閉式的利用土壓使開挖面維持平衡的盾構(gòu)機(jī)。這兩種盾構(gòu)方式直到現(xiàn)在，仍被廣泛使用。20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，盾構(gòu)技術(shù)開始飛速發(fā)展和成熟，許多之前的難題得以解決。盾構(gòu)開挖的隧道的距離不斷加大，一些大型的盾構(gòu)相繼出現(xiàn)，能夠一次性開挖更大面積的隧道，能夠使道路修建的更寬、更快。日本于九十年代修建的總長(zhǎng)度為15公里隧道，使用就是大型盾構(gòu)機(jī)；2003年德國(guó)使用復(fù)合盾構(gòu)機(jī)直徑為14.2米，修建了長(zhǎng)達(dá)14公里的隧

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超大直徑盾構(gòu)管片拼裝機(jī)關(guān)鍵技術(shù)[J]. 賈連輝,李太運(yùn).  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2020(04)
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博士論文
[1]盾構(gòu)推進(jìn)電液系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性及軌跡實(shí)時(shí)精確控制研究[D]. 劉志斌.浙江大學(xué) 2015

碩士論文
[1]地鐵隧道盾構(gòu)智能糾偏優(yōu)化控制研究[D]. 李洋.長(zhǎng)安大學(xué) 2019
[2]盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中軌跡跟蹤控制的研究[D]. 黃少會(huì).浙江大學(xué) 2018
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[4]盾構(gòu)機(jī)軌跡跟蹤控制的研究[D]. 楊霞.大連理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3076290