顶管掘进机泥水平衡系统优化算法研究.pdf

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1、BRJDGEANDTUNNELCONSTRUCTIoNANDMACHINERY文章编号：1000—033X(2014)060080—03顶管掘进机泥水平衡系统优化算法研究邢娅莉(广东交通职业技术学院，广东广州510800)摘要：针对目前顶管掘进机存在的智能化程度低、控制精度差等问题，将模糊控制的思想引入到顸管机泥水平衡控制中，提出了最优压力比的动态控制理念。工程应用显示，该方案能够取得较好的施工效果，可带来明显的经济效益和社会效益。关键词：非开挖技术；顶管掘进机；模糊控制；优化算法中图分类号：U415．

2、5文献标志码：BResearchonOptimizedAlgorithmforSlurryControlSystemofPipeJackingMachineXINGYa—h(GuangdongCommunicationPolytechnic，Guangzhou510800，Guangdong，China)Abstract：Aimedattheproblemsoflowdegreeofintelligence，lowcontrolaccuracyandotherissuesinthecurrentmain

3、pipejackingmachine，anewslurrycontrolsystembasedonfuzzycontroltheorywasintroduced．Optimumpressureratiocontrolwasproposed．Theschemehasbeensuccessfullyappliedtotheactualconstructionproject，andhasachievedgoodresults，andithasbroughtinsignificanteconomicandsoc

4、ialbenefits．Keywords：trenchlesstechnology；pipejackingmachine；fuzzycontrol；optimizedalgorithm顶管机泥水管理系统存在智能化程度较低、对施工O引言人员依赖度高及可靠性较差等问题。非开挖技术是利用岩土钻掘的技术手段，在地泥水压力平衡顶管机的构造如图1所示，图中表以最少的开挖量或不需开挖的条件下铺设、更换P。为机头正面土压力，P为地下水压力，P为泥水或修复各种地下管线的一种施工新技术。顶管掘进循环排泥压力，P为泥水仓检测

5、到的土压力。由于机(简称顶管机)是非开挖技术中铺设新管线的施工排泥压力传感器安装在工作阀前方，所以当设备不机械。目前，在中国地下水丰富的南方地区主要采顶进，机内工作阀处于旁通状态时，P一P。工作用泥水平衡型顶管机，该类顶管施工中的关键要素阀开启时，为了保证地下水的稳定，特别是在地下水丰富并具有流动性的砂层顶进时，必须保证P比为泥水管理问题。本文结合佛山市里水镇和顺片区P大0．01～0．02MPa，以防止地下水通过排泥管首期截污工程I标段的工程实践，将模糊控制思想道流失。泥水仓里的泥水压力通过刀盘上并切削

6、下引入泥水平衡控制中，提出新式的顶管机控制方案。l泥水平衡型顶管机工作原理泥水平衡型顶管机在施工过程中，用水力或机械切削泥土，再用水力输送弃土，同时利用泥水压力来平衡地下水压力和土压力。因此，泥水平衡式顶管施工关键要素是施工中的泥水管理问题。传统的图1泥水衡型顶管机原理收稿日期：2013—09268OB砌DGEANDTUNNELCoNSTRUCTIoNANDMACHINERY来的土体传递到刀盘前面的土体，双方达到压力平3模糊控制的应用衡。这样，地下水与刀盘正面的土体都能达到动态平衡，保证顶进面稳定[1]

7、。建立模糊规则前，先根据施工地质勘探报告和许多研究与实践表明，顶进速度需要根据现场排出的岩碴判断工程所处的地层类型，然后根据现土质情况确定，一般在6～25m·h之间，淤泥质场监测的掘进数据，对关键掘进参数进行分析计算，土强度小，土压力小，顶进速度较大；而砂质土强度以确定顶进速度控制范围、切深控制范围及切割比居中，土压力一般，顶进速度值稍慢；粘土强度大，土能分布[3]。其中，切割比能的分布是确定最优压力压力大，顶进速度最小。比的重要依据，最低切割比能对应最优压力比，由推为适应频繁变化的岩石类型和强度，需要

8、不断力作用比能S和顶进速度作用比能S组成，按式调整顶进速度，保证其尽可能在最优压力比下工作。(1)计算掘进过程中的切割比能。而在顶管机掘进过程中，由于地层不断变化，土压力SE—SEf+SE一FNA+2FRASP(1)也呈动态变化。因此，宜采用定性的、不精确的语言式中：A为刀盘切割的面积；F、F分别为刀具的法规则加以描述，如“若顶进速度达不到最优压力比的向作用力和切向作用力；P为刀盘每转切深；S为要求，则应适当增加顶进速度”等]。基于此，提出