为从机制上深入研究超高水压下盾尾密封性能,利用机、电、液相关控制技术研制出超高水压盾尾密封性能试验台,重点设计要素有:1)动作姿态设计,试验台通过控制油缸伸缩实现轴向移动、径向移动和转向偏转等动作,模拟盾构掘进过程中的姿态变化;2)油脂供给设计,采用由5道盾尾刷形成的4个油脂腔,模拟超高水压盾构盾尾密封设计;3)超高水土压力供给设计,设计一套安全、可靠、承压可达2.5 MPa的泥水循环保压系统,模拟盾构超高水土压力。试验台为模拟超高水压复杂施工环境做好了充足的准备,通过后期测试在超高水压下的静态、动态盾尾密封性能,研究不同的水土压力、油脂腔数量、油脂质量、盾尾刷质量以及盾构掘进姿态、管片错台等因素对盾尾密封性的影响程度。

研究了国内外液压凿岩机防卡钎方案,分析现有防卡钎方案的优缺点,综合分析凿岩机3种卡钎类型和卡钎的机理,提出了一种新型智能防卡钎系统。该系统使用IEC61131-3标准中支持的结构化文本(ST)语言进行编程,可在符合该标准的控制器中任意移植,通用性较高。凿岩时针对不同岩层自适应调整防卡钎的参数,基于最小二乘法处理采集的数据,求解转钎压力和推进压力随时间变化的相关参数拟合响应函数,能够精准判定卡钎并应用电液比例控制技术随着实际凿岩工况无级调节凿岩机工作参数,执行防卡钎措施。对于Ⅰ类和Ⅱ类卡钎,智能防卡钎系统能在出现卡钎先兆时精确识别卡钎形式并执行对应的防卡措施,对于Ⅲ类卡钎,智能防卡钎系统能在卡钎后迅速响应处理,避免造成时间和人力的浪费。相较于普通防卡钎方案,本系统以预防为主,减少了处理卡钎的时间,既能...