盾構(gòu)推拼同步技術(shù)模型試驗(yàn)平臺(tái)的研發(fā)及應(yīng)用

在盾構(gòu)法隧道200年的發(fā)展歷程中，盾構(gòu)機(jī)作為“工程機(jī)械之王”，已成為集多學(xué)科為一體的地下高端裝備.目前，國內(nèi)外盾構(gòu)隧道不斷往大深度、大斷面、長距離的方向發(fā)展，并涌現(xiàn)出一批成功的江、海底隧道和城市快速道路隧道施工案例，單線盾構(gòu)掘進(jìn)長度甚至超過10 km.如何提高長距離或超長距離盾構(gòu)法施工工效，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)的連續(xù)推進(jìn)已然成為當(dāng)下盾構(gòu)施工技術(shù)和裝備研發(fā)界亟待突破的關(guān)鍵問題.常規(guī)盾構(gòu)法施工流程是在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)一環(huán)管片寬度的距離后，停機(jī)狀態(tài)下完成整環(huán)管片的拼裝、掘進(jìn)和拼裝交替進(jìn)行，最終完成整條隧道的構(gòu)筑.因此，盾構(gòu)工期主要由掘進(jìn)和拼裝兩部分時(shí)間組成，且兩者用時(shí)接近.然而，將常規(guī)盾構(gòu)作業(yè)方法運(yùn)用到長(超長)距離盾構(gòu)施工項(xiàng)目上將產(chǎn)生過長的項(xiàng)目建設(shè)周期，與當(dāng)下快速的物流和經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度并不匹配.因此，極有必要研發(fā)盾構(gòu)推拼同步施工技術(shù)，將部分甚至全部管片拼裝時(shí)間融入盾構(gòu)推進(jìn)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)施工工效的顯著提升.

日本在盾構(gòu)推拼同步技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展較早，自20世紀(jì)90年代起至今誕生了包含F(xiàn)-NAVI盾構(gòu)工法、Lattice格構(gòu)式油缸盾構(gòu)工法、雙油缸同步推拼工法、蜂窩型管片同步推拼工法和LoseZero推拼同步工法等在內(nèi)的多種推拼同步技術(shù)，并進(jìn)行工程試驗(yàn)應(yīng)用，然而研發(fā)和應(yīng)用成果文獻(xiàn)發(fā)布極少.國內(nèi)已有多家盾構(gòu)裝備制造企業(yè)正在進(jìn)行盾構(gòu)推拼同步技術(shù)的研究，尚未有工程應(yīng)用實(shí)例.

“十二五”期間，以中小企業(yè)為主體的民營經(jīng)濟(jì)增加值年均增速達(dá)14.6%。進(jìn)入“十三五”新形勢新常態(tài)下，一些長期積累的制約民營經(jīng)濟(jì)發(fā)展深層次矛盾進(jìn)一步顯現(xiàn)，增速雖有所放緩，但仍保持高于地區(qū)生產(chǎn)總值增長，占比持續(xù)提升。2017年全省民營經(jīng)濟(jì)完成增加值7798.2億元，比上年增長10.3%，占地區(qū)生產(chǎn)總值比重達(dá)到47.2%，拉動(dòng)全省經(jīng)濟(jì)增長4.8個(gè)百分點(diǎn)，對全省經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率達(dá)50.5%。

本文以上海市域鐵路機(jī)場聯(lián)絡(luò)線工程2號盾構(gòu)機(jī)為原型，基于幾何相似比1/2構(gòu)建了大型盾構(gòu)推拼同步技術(shù)模型試驗(yàn)平臺(tái)，給出了推拼同步模式下缺失頂力的再分配計(jì)算方法，并對該成套技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，著重聚焦盾構(gòu)姿態(tài)、推進(jìn)速度、油壓響應(yīng)、管片結(jié)構(gòu)受力安全等關(guān)鍵因素.所得研究成果將對盾構(gòu)推拼同步技術(shù)的工程應(yīng)用提供最為直接的技術(shù)指導(dǎo).

1 工程背景

上海軌道交通市域線機(jī)場聯(lián)絡(luò)(西)3標(biāo)工程梅富路工作井，即2號風(fēng)井(長度為 5 658 m，最小轉(zhuǎn)彎半徑為520 m)區(qū)間隧道采用“驥躍號”超大直徑泥水氣平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工，擬將搭載推拼同步系統(tǒng).盾構(gòu)機(jī)整體設(shè)計(jì)如圖1(a)和1(b)所示.設(shè)計(jì)覆土為33 m，采用開口率為28%的常壓刀盤進(jìn)行土體開挖，開挖直徑為14.07 m，殼體長度為13.33 m.推進(jìn)系統(tǒng)包含34組(共68個(gè))油缸(缸徑為0.36 m，行程為3.3 m), 沿圓周均勻分布，除封頂塊范圍內(nèi)含2組油缸，其余管片范圍內(nèi)均含4組.常規(guī)推進(jìn)可采用固定6分區(qū)模式，如圖1(c)所示，其中：為推進(jìn)系統(tǒng)計(jì)算半徑.頂部1區(qū)和底部4區(qū)分別含6組和8組油缸，其他4個(gè)區(qū)各含5組油缸.隧道管片外徑為13.6 m，厚度為0.55 m，環(huán)寬為2.0 m，共9分塊(1塊封頂塊、2塊鄰接塊、6塊標(biāo)準(zhǔn)塊)，采用C60混凝土澆筑.除封頂塊以外，其余8塊對應(yīng)圓心角幾乎相同，整體上形成了“1+8”的模式.

盾構(gòu)常規(guī)推進(jìn)與推拼同步工效對比如圖2所示.其中：K為封頂塊管片編號；B1～B6為標(biāo)準(zhǔn)塊管片編號；L1和L2為鄰接塊管片編號.當(dāng)盾構(gòu)機(jī)油缸行程由初始行程1.20 m伸長至2.10 m，即滿足第1塊管片拼裝空間需求時(shí)，隨即進(jìn)行管片拼裝作業(yè).理論上，假設(shè)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度為3 cm/min，單環(huán)管片拼裝時(shí)間為50 min，當(dāng)油缸行程伸至3.20 m時(shí)，已完成將近7塊管片拼裝作業(yè)，盾構(gòu)機(jī)只需停機(jī)13 min完成剩余兩塊管片的拼裝.依此，將單環(huán)管片的整體作業(yè)時(shí)間從117 min縮短至80 min，推拼一環(huán)管片作業(yè)時(shí)間縮短31.6%.

2 盾構(gòu)推拼同步模型試驗(yàn)平臺(tái)

2.1 模型試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)說明

盾構(gòu)推拼同步模型試驗(yàn)平臺(tái)主要由負(fù)載系統(tǒng)、盾構(gòu)試驗(yàn)機(jī)、滑動(dòng)支撐、鋼管片和外框架組成.

..負(fù)載系統(tǒng) 負(fù)載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和計(jì)算模型如圖3所示，其中：、、為負(fù)載力分量；為第2組油缸中心至軸的距離；為頂塊中心對應(yīng)的分布半徑；為第3組油缸中心至軸的距離.負(fù)載系統(tǒng)主要由6組雙聯(lián)油缸(缸徑為0.36 m，行程為3 m)組成，2個(gè)油缸一組，沿圓周均勻分布，頂塊中心對應(yīng)的分布半徑為 1.800 m.同一組兩油缸平面夾角為16°，因由同一閥塊進(jìn)行壓力控制，壓力相同.油缸底部固定在負(fù)載端后靠墻上，前端通過支撐架落地，最大可提供在盾構(gòu)推進(jìn)方向上13.8 MN的負(fù)載阻力.

試驗(yàn)可通過相似計(jì)算，設(shè)定盾構(gòu)機(jī)在特定地質(zhì)條件以及對應(yīng)覆土厚度下的負(fù)載力(總負(fù)載力、水平合力矩和垂直合力矩)，圖3(b)給定了各組負(fù)載油缸對應(yīng)的負(fù)載力分配值，、、的計(jì)算須滿足以下3個(gè)方程：

（4）制定基礎(chǔ)業(yè)務(wù)信息庫建設(shè)實(shí)施規(guī)劃。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息庫需要有組織、有規(guī)劃地推進(jìn)建設(shè)。公安機(jī)關(guān)就以“信息主導(dǎo)偵查”理念作動(dòng)力，規(guī)劃推進(jìn)“金盾工程”的有效實(shí)施，使得信息化偵查賴以展開的信息資源系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)以及信息采集、加工、組織都取得了顯著的成績。基礎(chǔ)信息庫的建設(shè)應(yīng)當(dāng)秉承普遍適用、關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)、高質(zhì)量信息作為建設(shè)方向，以體現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)性、原生性。

6+45(+)=

(1)

(-)(+2)=

(2)

+(2++)-

(+15+15)-

(2+2+2)=

(3)

式中：為第2組油缸中心至軸的距離；、和分別為第1組、第3組和第4組油缸中心至軸的距離.

通過對、和的求解可獲得每組油缸的目標(biāo)頂力值，進(jìn)而可換算出各組油缸的無桿腔目標(biāo)壓力.

..盾構(gòu)試驗(yàn)機(jī) 盾構(gòu)試驗(yàn)機(jī)模型如圖4所示.本次試驗(yàn)創(chuàng)造性地將殼體直徑約為6.8 m的地鐵盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行改造，去除刀盤、前盾和盾尾等部分，保留中盾、推進(jìn)系統(tǒng)和管片拼裝機(jī)，并在試驗(yàn)機(jī)正面設(shè)置承力環(huán)結(jié)構(gòu)，以支承負(fù)載系統(tǒng)千斤頂.試驗(yàn)機(jī)總長約為5.7 m，總重約為160 t.由于原型盾構(gòu)機(jī)殼體直徑約為14 m，所以本次試驗(yàn)幾何相似比約為 1/2.由于強(qiáng)度相似比為1，經(jīng)相似第一定理換算，本次試驗(yàn)彈性模量相似比、應(yīng)變相似比、應(yīng)力相似比、位移相似比、速度相似比、推力相似比分別為1、1、1、1/2、1/2和1/4.

因受條件限制，江西銅業(yè)集團(tuán)銅材有限公司原來一直使用石油液化氣(LPG)，油氣成份復(fù)雜，含焦油量高，且現(xiàn)場灰塵大，易堵塞燒嘴回火過濾器，對豎爐內(nèi)銅原料的熔銅速率影響極大。該公司于2015年底實(shí)施了液化天然氣(LNG)改造工程，新的優(yōu)質(zhì)清潔能源油污極少，可有效地改善環(huán)境，提高空氣質(zhì)量，減輕大氣污染；每天應(yīng)堅(jiān)持對比各燒嘴壓力，若發(fā)現(xiàn)個(gè)別燒嘴壓差過低時(shí)，可在更換大系統(tǒng)如鑄輪、中間包、鋼帶時(shí)，更換回火過濾網(wǎng)；燒嘴堵塞較多時(shí)，可有計(jì)劃地分批進(jìn)行更換，以確保豎爐始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

推進(jìn)系統(tǒng)共含17組油缸(缸徑為0.24 m，行程為2.2 m)，故可較好地模擬原型盾構(gòu)機(jī)各種推進(jìn)工況.17組油缸均由獨(dú)立的比例減壓閥進(jìn)行壓力控制，且都配備行程和壓力傳感器.

需重點(diǎn)說明的是，盾構(gòu)機(jī)在實(shí)際地層中受周圍土體約束，姿態(tài)反應(yīng)較不靈敏.為模擬盾構(gòu)機(jī)極不利工作狀態(tài)，本次試驗(yàn)在試驗(yàn)機(jī)重心位置底部安裝了球面凸點(diǎn).試驗(yàn)過程中該球面凸點(diǎn)與滑動(dòng)支撐的支承梁接觸形成單點(diǎn)支撐，除豎向位移被約束以外，最大程度地釋放了盾構(gòu)試驗(yàn)機(jī)的自由度.

再者，在試驗(yàn)機(jī)底部安裝了升降油缸支撐端，方便在試驗(yàn)準(zhǔn)備階段通過調(diào)整升降油缸的行程使盾構(gòu)機(jī)處于預(yù)設(shè)高度.另外，在試驗(yàn)機(jī)前進(jìn)方向底部安裝擋板，該擋板可以與滑動(dòng)支撐的限位板接觸，帶動(dòng)滑動(dòng)支撐共同運(yùn)動(dòng).

走廊里，蔣大偉一邊走一邊打手機(jī)：五哥，我是大偉。手機(jī)里的聲音：大偉，啥事？蔣大偉神色嚴(yán)峻：有件事想求五哥幫忙，我今天拉了一位女顧客，是個(gè)大學(xué)生，她想到蘭江大橋跳橋自殺，我想讓她放棄自殺，可好說歹說她也不聽，現(xiàn)在我就要去蘭江大橋了，想求五哥和哥們幫個(gè)忙，在蘭江大橋下面救下這位女大學(xué)生。手機(jī)里沉默著，五哥好像在靜靜地聽著，蔣大偉急了：五哥，你在聽嗎？五哥的聲音：救人一命勝造七級浮屠，咱老百姓沒錢沒權(quán)，就剩一條命金貴了！還能見死不救？大偉，說吧，想讓五哥怎么做？蔣大偉說：五哥你聽著！一小時(shí)后叫哥們把車都開到蘭江大橋下面。

..滑動(dòng)支撐 滑動(dòng)支撐如圖5所示.滑動(dòng)支撐由4排滾輪、承臺(tái)、4個(gè)升降油缸、前后限位板、2個(gè)支承油缸和支承梁組成.

2.溫故知新，及時(shí)復(fù)習(xí)。一是要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)，我上課時(shí)提問上一節(jié)所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)他們同遺忘作斗爭；二是培養(yǎng)學(xué)生會(huì)總結(jié)，及時(shí)將平時(shí)作業(yè)、單元練習(xí)中一題多解的題目、變式題等收集成冊，便于復(fù)習(xí)時(shí)參考，從而提高解題能力，鞏固所學(xué)的知識(shí)。

工程質(zhì)量監(jiān)督工作人力資源較為匱乏，究其原因，主要是工程質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制使得監(jiān)理費(fèi)用逐漸遞減，監(jiān)理人員工作認(rèn)清不高，人員流動(dòng)大造成的。同時(shí)，工程質(zhì)量監(jiān)督人員多為臨時(shí)性，人員專業(yè)技能及職業(yè)素養(yǎng)有待提升，部分監(jiān)督人員難以勝任專業(yè)性較強(qiáng)得監(jiān)管工作，使得監(jiān)管質(zhì)量嚴(yán)重下滑。

..模型鋼管片和應(yīng)變測點(diǎn)布置 為確定管片結(jié)構(gòu)受壓承載能力以及為推拼同步現(xiàn)場操作提供訓(xùn)練基礎(chǔ)，本次試驗(yàn)專門設(shè)計(jì)了模型鋼管片.鋼管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和測點(diǎn)布置如圖6所示.模型管片外徑為6.5 m，內(nèi)徑為6.0 m，環(huán)寬為0.95 m，采用Q235鋼板制作.各管片端板厚度為22 mm，弧形板和背板厚度為0.02 m.為加強(qiáng)千斤頂作用位置結(jié)構(gòu)剛度，在封頂塊中間以及其余管片三等分處安裝“L形”支撐板.管片塊之間和環(huán)之間采用常規(guī)的短直螺栓連接.在管片迎各千斤頂頂塊中心位置刻5 mm深方槽和直線槽，并在直線槽尾部鉆孔.安裝完應(yīng)變花(共17個(gè))后將數(shù)據(jù)線經(jīng)過鉆孔引入管片內(nèi)側(cè)，最終連入應(yīng)變采集系統(tǒng).

城寨倮族大部分青年人外出打工，造成近年城寨留守兒童問題日益突出。由于城寨地區(qū)外出打工人數(shù)眾多，村中基本上是老人和小孩，造成留守學(xué)生人數(shù)增多。大多數(shù)“留守兒童”都是由孩子的祖父母、外祖父母撫養(yǎng)。由于老人的精力已經(jīng)無法承擔(dān)起日常教育孩子的重任。一邊要耕種農(nóng)田、一邊要忙于家務(wù)，六十多歲的老人還能有多大精力照管孩子的學(xué)習(xí)呢？大多數(shù)老人的心態(tài)是：我只能管個(gè)孩子吃飽穿暖，剩下的就顧不上了。限于各種因素，老人對孩子的學(xué)習(xí)不夠重視。老人們本身文化水平不高，又長期生活在鄉(xiāng)村，因?yàn)檎J(rèn)識(shí)的限制，他們已經(jīng)無法真正理解教育對孩子的重要性。

最終，盾構(gòu)推拼同步技術(shù)模型試驗(yàn)平臺(tái)如圖8所示.

2.2 模型試驗(yàn)方法

推拼同步模型試驗(yàn)流程如下.

(1) 設(shè)定負(fù)載系統(tǒng)負(fù)載力矢量，確認(rèn)后負(fù)載系統(tǒng)油缸活塞桿并推動(dòng)試驗(yàn)機(jī)后退，使之與推進(jìn)端后靠接觸，過程中試驗(yàn)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)油缸處于被壓回狀態(tài)并鎖死，預(yù)設(shè)4 MPa壓力.

(2) 待負(fù)載油缸壓力穩(wěn)定至目標(biāo)值，開啟試驗(yàn)機(jī)常規(guī)推進(jìn)狀態(tài)，操作人員設(shè)定初始各分區(qū)油壓開度后，推進(jìn)系統(tǒng)油缸伸出，試驗(yàn)機(jī)開始推進(jìn).

(3) 操作人員結(jié)合盾構(gòu)姿態(tài)偏差和推進(jìn)速度，不斷調(diào)整各分區(qū)油壓開度，直至試驗(yàn)機(jī)姿態(tài)和推進(jìn)速度穩(wěn)定，并位于設(shè)定偏差范圍內(nèi).

(4) 切換進(jìn)入推拼同步狀態(tài)，該狀態(tài)下分為全油缸推進(jìn)模式和推拼同步模式，所有推進(jìn)油缸無桿腔目標(biāo)壓力均由系統(tǒng)自動(dòng)推送，首先進(jìn)入全油缸推進(jìn)模式以維持之前的推進(jìn)狀態(tài).

(5) 待試驗(yàn)機(jī)推進(jìn)參數(shù)穩(wěn)定后進(jìn)入推拼同步模式，點(diǎn)擊待拼裝管片，對應(yīng)范圍內(nèi)油缸縮回，剩余工作油缸進(jìn)行無桿腔壓力調(diào)整，本次試驗(yàn)用等待管片應(yīng)變穩(wěn)定的時(shí)間模擬管片拼裝時(shí)間.

(6) 待管片應(yīng)變穩(wěn)定，縮回的油缸重新伸出后進(jìn)入全油缸推進(jìn)模式，各油缸無桿腔壓力重新調(diào)整回之前的目標(biāo)壓力，待管片應(yīng)變穩(wěn)定進(jìn)入下一塊管片拼裝.

(7) 循環(huán)往復(fù)，完成一整環(huán)管片拼裝模擬后，本試驗(yàn)工況結(jié)束.

關(guān)于兩類油缸的功能說明如下：① 滑動(dòng)支撐的升降油缸伸出，頂起盾構(gòu)試驗(yàn)機(jī)并調(diào)整其至設(shè)定高度；② 滑動(dòng)支撐的支承油缸伸出，待支承梁與試驗(yàn)機(jī)底部球面凸點(diǎn)基本接觸后切換成被動(dòng)保壓狀態(tài)，作為試驗(yàn)過程中試驗(yàn)機(jī)的支承裝置；③ 4個(gè)升降油缸活塞桿回縮1 cm，作為試驗(yàn)機(jī)防墜的另一道保險(xiǎn).

需要說明的是，推拼同步過程中未成環(huán)管片結(jié)構(gòu)整體受力與已成環(huán)結(jié)構(gòu)有所不同，而本次試驗(yàn)研究重點(diǎn)僅為管片迎千斤頂環(huán)面頂塊作用點(diǎn)處的抗壓能力，且若在試驗(yàn)過程中同步拼裝管片則應(yīng)變采集無法與待拼裝管片隨動(dòng)，故本次試驗(yàn)將整環(huán)管片預(yù)先安裝于試驗(yàn)平臺(tái)上.本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容涵蓋推進(jìn)系統(tǒng)全油缸壓力、油缸行程、盾構(gòu)姿態(tài)、推進(jìn)速度、管片應(yīng)變等.

本文討論了真空擴(kuò)散焊接工藝參數(shù)(焊接溫度、焊接壓力和保溫時(shí)間)對焊接接頭性能的影響，研究了6061鋁合金擴(kuò)散焊接工藝與性能之間的關(guān)系，并在最優(yōu)工藝參數(shù)下實(shí)現(xiàn)了6061鋁合金水冷板的可靠性連接.

3 盾構(gòu)推進(jìn)力分配方法解析

3.1 全油缸推進(jìn)模式

盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入推拼同步的初始階段以及一塊管片拼裝完成、下一塊管片拼裝前都會(huì)進(jìn)入全油缸推進(jìn)模式作為過渡階段以維持盾構(gòu)機(jī)穩(wěn)定的推進(jìn)姿態(tài).本文借鑒盾構(gòu)常規(guī)推進(jìn)時(shí)的6分區(qū)方法，將推進(jìn)系統(tǒng)總頂推力分配成如圖9所示的逐級遞增的模式.其中：、和為各區(qū)頂力計(jì)算分量；為第2區(qū)頂力作用點(diǎn)至軸的距離；為第3區(qū)頂力作用點(diǎn)至軸的水平距離；～分別為各分區(qū)頂力作用點(diǎn)至坐標(biāo)原點(diǎn)的距離；為試驗(yàn)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)計(jì)算半徑；1～17為油缸編號.

需要特別說明的是，推拼同步技術(shù)是對油缸的無桿腔壓力進(jìn)行控制，有桿腔壓力很小且不可控.因此，本文對于總頂推力矢量的計(jì)算基于的是各油缸的無桿腔壓力，有桿腔壓力不納入.當(dāng)常規(guī)推進(jìn)狀態(tài)切換進(jìn)入推拼同步狀態(tài)瞬間，推進(jìn)系統(tǒng)17組油缸的無桿腔壓力隨即被儲(chǔ)存并換算成總頂推力參數(shù)(總頂推力、負(fù)載水平合力矩和負(fù)載垂直合力矩).最終，6分區(qū)頂力初分配模式需滿足以下3個(gè)方程：

6+45(+)=

(4)

(-)(+2)=

(5)

+(2++)-

(2+2+2)-

(+15+15)=

(6)

式中：、和分別為第1、第3和第4區(qū)頂力作用點(diǎn)至軸的距離；為第2區(qū)頂力作用點(diǎn)至軸的水平距離.

將計(jì)算得到的、和值代入各區(qū)分配的頂力公式，根據(jù)油缸組數(shù)取平均值后可換算成各油缸初始的無桿腔目標(biāo)壓力.

3.2 推拼同步模式

盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入推拼同步模式以后，待拼裝管片范圍內(nèi)的油缸回縮退出工作，缺失的頂推力需要分配至剩余工作油缸，作為增量頂力與剩余工作油缸的初始頂力進(jìn)行疊加，以維持總頂推力矢量不變，確保盾構(gòu)機(jī)的穩(wěn)定推進(jìn).由于除封頂塊以外，其余管片拼裝時(shí)的缺失頂力再分配方法一致，所以本文以B3塊為例進(jìn)行闡述.缺失頂力的再分配計(jì)算模型如圖10所示.其中：Δ、Δ和Δ為各區(qū)增量頂力的分量；和為待拼裝管片范圍內(nèi)缺失的油缸頂力；、和分別為減壓區(qū)增量頂力、第1增壓區(qū)增量頂力和缺位油缸頂力作用點(diǎn)至軸的距離；將待拼裝管片中間位置旋轉(zhuǎn)至軸正半軸，將剩余工作油缸分成3個(gè)區(qū)，千斤頂回縮區(qū)對應(yīng)直徑另一端為減壓區(qū)(G1)，左右兩側(cè)分別為第1(G2)和第2增壓區(qū)(G3)，、和分別為減壓區(qū)、第1和第2增壓區(qū)增量頂力作用點(diǎn)至原點(diǎn)的距離；為第2增壓區(qū)增量頂力作用點(diǎn)至軸的距離；為缺位油缸頂力作用點(diǎn)至軸的距離.Δ、Δ和Δ的計(jì)算須滿足以下3個(gè)方程：

新時(shí)期，人們對于公路橋梁養(yǎng)護(hù)和加固的質(zhì)量要求不斷提升，要確保其養(yǎng)護(hù)及加固的規(guī)范，實(shí)踐過程中，工程建設(shè)人員必須注重以下要點(diǎn)的全面把控：

負(fù)載系統(tǒng)需提供負(fù)載力為7.979 MN、水平合力矩為0，以及垂直合力矩為 -4.328 MN·m.經(jīng)換算，第1組油缸無桿腔目標(biāo)壓力為2.13 MPa，第2和第6組為5.07 MPa，第3和第5組為8.0 MPa，第4組為10.93 MPa.

4.2.3 解決方案：終端eDRX默認(rèn)開啟、核心網(wǎng)開啟eDRX、基站關(guān)閉eDRX，基站未開啟edrx導(dǎo)致終端和核心網(wǎng)時(shí)間不能對齊，開啟基站eDRX后問題解決。由于路燈不需要節(jié)電，后期需要在終端開卡的時(shí)候把EDRX功能關(guān)掉。

-3++=+

(7)

綜上，在推拼同步狀態(tài)下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)油壓響應(yīng)迅速，油壓閉環(huán)控制效果良好，推進(jìn)系統(tǒng)總頂推力矢量穩(wěn)定可控.

(8)

-+(-2++)=

3.1.4 苗期管理 要經(jīng)常查看，當(dāng)40%以上的幼苗出土?xí)r應(yīng)及時(shí)揭除地膜，及時(shí)清除雜草，適當(dāng)控水。苗床較干時(shí)可在苗床上澆水，但不能超出四周的土埂，避免水溢出。苗高20 cm左右、苗徑0.4～0.5 cm時(shí)控水降溫，一周以后移植。

(9)

將計(jì)算得到的Δ、Δ和Δ值代入各區(qū)分配的增量頂力公式，根據(jù)油缸組數(shù)取平均值后換算成各油缸的平均無桿腔目標(biāo)壓力增量，并疊加到初始油壓后，形成最終的油缸無桿腔目標(biāo)壓力.

(+)

4 盾構(gòu)推拼同步模型試驗(yàn)實(shí)例應(yīng)用

4.1 試驗(yàn)工況說明

本工況模擬市域2號盾構(gòu)機(jī)在覆土6 m條件下的推拼同步操作，設(shè)定推進(jìn)速度為15 mm/min.選用的管片拼裝工況如圖11所示，理論上該管片拼裝工況條件下對管片結(jié)構(gòu)的承壓能力要求最高.

網(wǎng)絡(luò)在為人們帶來諸多便利的同時(shí)，也產(chǎn)生了一定的阻礙性影響。比如，消極的理論思想會(huì)造成不良風(fēng)氣在校園中彌漫。對于這種問題，圖書管理員要加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)空間凈化管理的重視程度，使知識(shí)內(nèi)涵能持續(xù)沉淀，使消極思想能快速清除。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全管理，避免信息盜取、信息濫用等問題的發(fā)生，保證閱讀者個(gè)人信息的安全性，為大學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)綠色、安全、融洽的閱讀環(huán)境。

關(guān)節(jié)扭傷后，在皮膚無破損的情況下，局部可用冰塊或濕毛巾冷敷，以便促進(jìn)毛細(xì)血管收縮，減輕腫脹疼痛現(xiàn)象。扭傷時(shí)不能立即熱敷或亂揉，以免加重傷痛。扭傷24小時(shí)后，方可采取局部熱敷，以促進(jìn)受傷部位血液循環(huán)，盡快消腫。必要時(shí)可使用一些活血化瘀、消腫止痛的中成藥。對于重癥的關(guān)節(jié)扭傷，應(yīng)及時(shí)到醫(yī)院診療。（來源：科普中國）

4.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

..油壓響應(yīng)與推進(jìn)力矢量 盾構(gòu)試驗(yàn)機(jī)推進(jìn)過程中受軌道滾動(dòng)摩擦的影響，因此常規(guī)推進(jìn)狀態(tài)下當(dāng)推進(jìn)系統(tǒng)總頂推力、水平合力矩和垂直合力矩分別為 10.094 MN、-106 kN·m和 -6.653 MN·m時(shí)，試驗(yàn)機(jī)推進(jìn)速度和姿態(tài)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，試驗(yàn)切換進(jìn)入推拼同步狀態(tài).

為展現(xiàn)推進(jìn)系統(tǒng)全油缸在推拼同步過程中的油壓響應(yīng)能力，本文在每塊管片范圍選取1個(gè)油缸(共9個(gè))進(jìn)行全過程油壓呈現(xiàn)，如圖12所示.從圖12中可以較為直觀地看出，由于油缸無桿腔壓力受比例積分微分(PID)閉環(huán)控制，故實(shí)際油壓均在目標(biāo)值附近振蕩.另外，受負(fù)載系統(tǒng)壓力的影響，推進(jìn)系統(tǒng)油壓偶有突變跳躍的現(xiàn)象.整體上，各油缸在不同目標(biāo)壓力條件下響應(yīng)迅速且執(zhí)行效果良好，油壓誤差控制在2%以內(nèi).

圖13給出了推進(jìn)系統(tǒng)總頂推力及其垂直合力矩隨時(shí)間增長的變化情況.進(jìn)入推拼同步狀態(tài)后，總頂推力表現(xiàn)穩(wěn)定，排除偶有突變的情況，整體誤差控制在±2%以內(nèi)(見圖13(a)).垂直合力矩的波動(dòng)幅度相較于總頂推力略大，整體誤差控制在±4%以內(nèi)(見圖13(b)).

..外框架 試驗(yàn)平臺(tái)外框架如圖7所示.主要由負(fù)載端后靠墻、推進(jìn)端后靠墻、4根主拉桿和8根斜拉桿組成，形成一個(gè)封閉圍合的內(nèi)承力結(jié)構(gòu)，尺寸為13 m×8 m×8 m.所有構(gòu)件均采用Q345焊接式H型鋼進(jìn)行制作.主拉桿、斜拉桿、負(fù)載端后靠墻立柱與部分橫梁、推進(jìn)端后靠墻橫梁等主受構(gòu)件采用雙拼形式，推進(jìn)端后靠墻立柱采用三拼形式，框架總重約為150 t.本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)的最大負(fù)載力為 12 MN，框架前后主要承受盾構(gòu)推進(jìn)方向的內(nèi)頂力.

(-)=(-)

..盾構(gòu)姿態(tài)與推進(jìn)速度 圖14給出了推進(jìn)全過程盾構(gòu)姿態(tài)偏差變化情況.其中：水平偏差正、負(fù)為水平方向偏離原推進(jìn)方向向右與向左；垂直偏差正、負(fù)為豎直方向偏離原推進(jìn)方向向上與向下.

從圖14中可以看出，拼裝一塊管片過程中，盾構(gòu)姿態(tài)水平和垂直偏差在±6 mm范圍內(nèi)波動(dòng)，每拼裝完一塊管片推進(jìn)系統(tǒng)恢復(fù)全油缸推進(jìn)模式后，盾構(gòu)機(jī)都將恢復(fù)到原始姿態(tài)，證明了全油缸推進(jìn)模式在推拼同步過程中作為過渡時(shí)段在維持盾構(gòu)姿態(tài)穩(wěn)定方面的重要性.

本次試驗(yàn)采集前1 min內(nèi)推進(jìn)系統(tǒng)全油缸行程數(shù)據(jù)(剔除回縮油缸)進(jìn)行盾構(gòu)平均推進(jìn)速度計(jì)算，結(jié)果如圖15所示.從整體趨勢上看，當(dāng)試驗(yàn)處于推拼同步模式時(shí)，由于泵源流量輸出并不改變，部分油缸回縮后推進(jìn)系統(tǒng)供油過量，推進(jìn)速度略有上升.當(dāng)恢復(fù)至全油缸推進(jìn)模式后推進(jìn)速度回落至設(shè)定速度，速度波動(dòng)范圍為-2～+4 mm/min.

..管片結(jié)構(gòu)應(yīng)變 圖16給出了全斷面17個(gè)應(yīng)變測點(diǎn)在試驗(yàn)過程中的變化情況.與推進(jìn)系統(tǒng)油壓變化規(guī)律類似：在進(jìn)入推拼同步模式前，管片全斷面受壓，各應(yīng)變測點(diǎn)建立初始應(yīng)變值；進(jìn)入推拼同步后，減壓區(qū)的應(yīng)變測點(diǎn)壓應(yīng)變量值減小，個(gè)別應(yīng)變測點(diǎn)進(jìn)入受拉狀態(tài)，而增壓區(qū)的壓應(yīng)變值繼續(xù)增大；進(jìn)入全油缸推進(jìn)模式后，各測點(diǎn)回到初始值狀態(tài).

量值上，最大壓應(yīng)變(3.78×10)出現(xiàn)在B1塊拼裝時(shí)的10號測點(diǎn).市域2號機(jī)實(shí)際工程中最大覆土厚度為33 m，以荷載等比例換算，工程應(yīng)用中最大壓應(yīng)變將達(dá)到 1.075×10，換算成混凝土壓應(yīng)力為38.7 MPa，安全系數(shù)為1.68，具有較充分的抗壓富余量.

..原型盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)分析 結(jié)合第2.2.2節(jié)中羅列的相似比，將試驗(yàn)結(jié)果換算成原型盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，如表1所示.

從表1可以看出，“驥躍號”盾構(gòu)機(jī)采用推拼同步技術(shù)后在系統(tǒng)推進(jìn)力控制方面具備充分的可靠性，推進(jìn)系統(tǒng)力的閉環(huán)控制在實(shí)際工程應(yīng)用中具有較高的可行性；盾構(gòu)姿態(tài)偏差以及推進(jìn)速度偏差均在合理控制范圍內(nèi)，后續(xù)可通過對泵源流量輸出的動(dòng)態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)兩者的進(jìn)一步穩(wěn)定；管片結(jié)構(gòu)受力具有足夠的安全余量，在承受局部較大荷載條件下具備一定的承載能力，實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)可結(jié)合混凝土的澆筑質(zhì)量以及油缸頂力分布等情況對管片安全進(jìn)一步管控.

5 結(jié)論

基于工程背景與原型盾構(gòu)機(jī)對超大直徑盾構(gòu)推拼同步模型試驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建進(jìn)行了詳細(xì)的說明，給出了全油缸推進(jìn)模式和推拼同步模式下推進(jìn)系統(tǒng)總頂推力的控制方法，并結(jié)合試驗(yàn)工況對全系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)驗(yàn)證，得出以下結(jié)論.

(1) 推拼同步過程推進(jìn)系統(tǒng)油壓響應(yīng)效果良好，推進(jìn)力矢量較為穩(wěn)定，驗(yàn)證了對油壓進(jìn)行閉環(huán)控制的推拼同步技術(shù)的可行性和可靠性.

(2) 通過對推進(jìn)系統(tǒng)油壓的主動(dòng)控制，盾構(gòu)在推進(jìn)過程中的姿態(tài)和速度保持良好，兩者在進(jìn)入全油缸推進(jìn)模式時(shí)，均能恢復(fù)到初始狀態(tài).

(3) 試驗(yàn)全過程中，管片應(yīng)變變化規(guī)律受千斤頂頂力變化影響明顯，從最大壓應(yīng)變角度推算，推拼同步技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程后管片抗壓能力充分，受力安全.

后續(xù)將繼續(xù)開展在非恒定負(fù)載條件下的推拼同步技術(shù)糾偏試驗(yàn)驗(yàn)證，并將結(jié)合數(shù)值模擬手段繼續(xù)探討管片結(jié)構(gòu)的抗壓抗裂能力.