成果名称

长距离引调水工程TBM装备关键技术及应用

提名等级

一等

主要完成人

贾连辉、贺飞、贺开伟、李冰、周甲伟、宁向可、于庆增、李雷、张啸、荆留杰、林福龙、周小磊、李龙飞、潘守辰、陈威明

主要完成单位

中铁工程装备集团有限公司、华北水利水电大学、中国水利水电第六工程局有限公司

成果创新点

1.创建了TBM地质适应性自主设计理论方法，开发出两种新型结构的TBM装备，解决了传统TBM“地质适应差”的国际难题。首次建立了常规地质“网-喷-锚”敞开支护和岩爆地质“钢管片-辅推”封闭支护的双结构支护体系，在Ⅳ、Ⅴ类围岩条件下支护效率提升15%以上；首次开发了兼具“网-喷-锚”支护的护盾式TBM，曲线转弯能力从40倍洞径提高到10倍洞径。

2.建立了TBM刀盘复合破岩理论与技术，解决了传统TBM“破岩难”的国际难题。发明了一种集成高压水发生装置的TBM刀盘，创造性的采用了“水刀+滚刀”的“双刀破岩”模式，滚刀破岩荷载减小了25-30%；提出了基于小临空面逐刀悬切破岩的锥形刀盘设计理论，揭示了滚刀排布结构参数对岩石破碎宏观效能的影响规律；开发出耐磨抗冲击的刀座材料，研制出可有效抵抗偏心载荷的偏刃滚刀，相同地层刀圈磨损率降低17.5%。

3.突破了基于多源大数据和多元算法共融互馈的围岩识别感知技术，解决了“辨识难”国际难题。首创了刀具状态多参数融合智能诊断及掌子面地质感知技术，刀具状态平均识别率为92.72%；发明了锚杆钻机实时随钻监测系统和渣片机器视觉智能辨识系统；实现了掌子面在掘岩体力学参数精确实时感知；搭建了标准化海量异构信息大数据仓库，开发了国际首个TBM大数据云计算平台（3千万条/天/台）。