硬岩隧道掘进机推进系统姿态自适应控制

张 振，龚国芳，吴伟强，刘 统，饶云意，周建军

（1.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027；2.中铁隧道集团盾构及掘进技术国家重点实验室，河南郑州450003）

硬岩隧道掘进机推进系统姿态自适应控制

张 振1，龚国芳1，吴伟强1，刘 统1，饶云意1，周建军2

（1.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027；2.中铁隧道集团盾构及掘进技术国家重点实验室，河南郑州450003）

针对全断面硬岩隧道掘进机（TBM）油缸并联推进系统产生的推进干扰力降低关键部件使用寿命和隧道开挖精度的问题，提出姿态自适应推进系统.建立推进机构的数学模型，将推进油缸分为2组，对2组推进油缸的大腔压力进行动态分配.使用ADAMS AMESim Simulink三软件联合仿真，对比分析并联推进系统与姿态自适应推进系统.结果表明：在额定推进力和0.1°、0.3°、0.5°调向角度下，姿态自适应推进系统产生的推进干扰力为并联推进系统的2％，姿态自适应推进系统平行于主梁的推进正压力的超调小于5％.姿态自适应推进系统可以显著减小推进干扰力，具有良好的稳定性.

隧道掘进机（TBM）；推进系统；姿态自适应；干扰力

全断面硬岩隧道掘进机（hard rock tunnel boring machine，TBM），是集机械、液压、电气、控制、岩土力学等多学科技术于一体，适用于硬岩地质的一次成型的大型隧道开挖装备[1-2].TBM施工法以其高效、安全、对环境影响小的优点，已经在多数硬岩隧道开挖场合取代了钻爆法等传统方法[3-4].单对水平支撑敞开式TBM适用于岩石完整性较好的隧洞，具……