迈步式掘支锚机组力学特性与自主定形定向截割方法研究的任务书.docx

迈步式掘支锚机组力学特性与自主定形定向截割方法研究的任务书
一、研究背景
近年来，国内外大型隧道工程建设呈现快速发展的趋势，随着地质条件的复杂性和隧道施工技术的进步，掘进方式也不断创新，其中，迈步式掘支锚（SCL）技术因其施工效率高、适用范围广、工艺相对成熟等诸多优势，在这些隧道工程中得到广泛应用。SCL隧道掘进中的一个重要设备就是掘支锚机，其作用是掘进地层岩土、支护隧洞壁、锚固杆、料斗、输送带和电缆，是SCL隧道掘进中最主要的装备之一。因此，对于掘支锚机的力学特性和自主定形定向截割方法的研究具有必要性和重要性。
随着SCL掘进技术的不断改进，掘支锚机对掘进效率的要求也越来越高，因此，研究其力学特性，掌握其运动和变形规律，对于提高掘进效率和控制隧道变形具有重要意义。此外，随着SCL掘进技术的不断发展，掘进隧道采用SCL技术的变形特性也会逐渐明显，如何采用适当的方法控制隧道变形，降低风险，增强隧道的稳定性，是SCL隧道掘进技术发展中需要研究解决的问题之一。
二、研究目的
为了探究掘支锚机的力学特性和自主定形定向截割方法，本研究旨在：
1.通过分析掘支锚机的结构，探究其力学特性和运动规律，为提高掘进效率和控制隧道变形打下基础。
2.研究掘支锚机自主定形定向截割方法，实现对隧道变形的控制，增强隧道的稳定性。
3.通过模拟实验和现场实践，进一步验证所得结论和方法的正确性和可行性。
三、研究内容和方法
本研究主要包括以下内容：
1.掘支锚机力学特性分析：分析掘支锚机的结构和工作原理，探究其运动规律、力学特性和变形规律，建立数学模型，对其各项特性进行分析和验证。
2.掘支锚机自主定形定向截割方法研究：结合隧道掘进的实际情况，研究掘支锚机采用自主定形的掘进方式，通过在掘进过程中对隧道变形的监测，采用截割和支护等方法，实现隧道变形的控制和稳定。
3.实验验证与应用研究：运用数值模拟和实际掘进工程应用等方法，对所得结论、方法和技术进行验证评价，优化和改进提高其适用性和可行性，为实际掘进工程提供理论和技术支持。
具体研究方法包括：
1.文献资料研究和整理，探究SCL技术的发展趋势和掘支锚机的相关研究。
2.数值模拟研究，建立掘支锚机的数学模型，并通过计算机仿真等方法进行掘进模拟和分析。
3.实验设计和实施，通过对SCL掘进现场的实际探测和数据采集，分析和验证掘支锚机的力学特性和掘进变形特性等。
4.现场应用研究，结合实际掘进工程中的实际情况，开展掘进变形控制实践，研究掘支锚机采用自主定形定向截割等方法对隧道变形进行控制和支护的效果和应用性。
四、研究预期成果及意义
通过对掘支锚机的力学特性和自主定形定向截割方法的研究，预计可以得到以下成果：
1.对掘支锚机的力学特性和运动规律进行深入剖析，掌握其变形规律和对隧道变形的影响，为掘进工程的优化设计和变形控制提供理论依据。
2.提出掘支锚机自主定形定向截割方法，在不断优化施工技术的同时，实现对隧道变形的精准控制和支护。
3.建立数学模型并验证其正确性和可行性，为SCL隧道掘进技术的发展提供实践和技术支持。
4.在实际掘进工程中应用所得方法和技术，提高掘进效率和施工质量，降低施工成本和风险，具有较高的实际应用价值和社会经济效益。
因此，本研究对于促进隧道掘进技术的发展，提高我国隧道建设水平和竞争力，具有重要意义和应用价值。