一、建设目标
配合国家“一带一路”、“交通强国”发展战略需要,路桥行业面临转型升级,越来越多的江苏企业省外、国外承揽项目,随着边远山区公路项目桥隧比重的增加,大量城市地下空间开发利用,迫切需要加强隧道施工实训条件建设。为满足城市轨道交通工程技术、地下与隧道工程技术、市政工程技术以及道路桥梁工程技术专业群的专业教学需要,拟开设盾构施工实训项目,增强隧道施工专业课程的教学效果。
隧道施工常用的盾构设备结构复杂,施工工艺难度大,采用常规教学手段很难达到理想的教学效果,而盾构机实物造价高昂,动则达上亿元,建造盾构施工仿真实训室。配置盾构机仿真教学设备、盾构VR实训系统以及盾构施工仿真实训软件,可以使学生更好的掌握隧道施工的工艺。盾构仿真教学设备采用制作一个“地层剖面”,以泥土沉积层为剖面主要表现效果,“地层剖面”长度和高度都略大于盾构机及其施工项目总体布置的总尺寸,通过盾构仿真设备展现盾构施工的全过程状态,让学生感受到“正在处于工作状态”,再通过实训教学软件强化学生对施工工艺的掌握。
二、项目完成后可开设的实训项目
1. 盾构机的整机结构和主要结构组成认知
盾构机整机结构认知,包括切口环、支承环、盾尾等部分,盾构机主要结构:刀盘、装片机、液压推进千斤顶、工业水箱、空压机、泥浆泵、装卸吊、轨道吊、灌浆泵、控制舱、高压柜、轨道辅机、变压器、水泥浆罐、空气罐、抽气扇、电源柜、脱水泵、泥浆车、泥浆管、空发气过滤器、滚道、液压机、管片堆放传送带等。
2. 地下工程施工工艺学习
(1)盾构推进。盾构设置7个220 mm长行程千斤顶, 15个140 mm短行程千斤顶。千斤顶均布, 22个千斤顶中设计4个可单独控制伸缩,并分4个“液压”分区进行压力控制,其中1、2、4分区中的第7、18、22号千斤顶安装行程传感器。错缝拼装时利用特殊设计靴板,以避免千斤顶推力直接作用于管片接缝上。(2)螺旋机出土。螺旋机主体结构按比例,可制作体现进料槽。进料槽与切口环焊接成一体,闸门开度这里采用手动式,取代“检测拉绳式传感器”。
(3)盾构机刮泥。皮带机在保持原结构的基础上,采用电滚筒驱动,以实现刮泥操作。
(4)管节拼装。拼装机主体结构缩小制作,可绕中心横梁旋转,也可平移,并增加配重块;装置对压力油箱进行改造,增装遥控功能。
3. 盾构VR实训系统:
使用VR技术,在虚拟的场景中给人真实的体验感受,在实操学习过程中可以更直观的了解学习盾构机的构造以及操作。
4. 盾构机操作工的培训
完成盾构机操作工国家职业技能标准编制任务,充分利用盾构机仿真模拟设备、地隧工程软件仿真实训,可开展盾构机操作工的培训。
三、开设的实训项目可服务的学生类型及人数
重点服务于城市轨道交通工程技术、地下与隧道工程技术(学院新开设专业)的实训教学,同时服务于土木工程专业、道路桥梁工程技术、市政工程技术、工程造价(公路与市政工程)等专业的遂道施工技术相关仿真实训教学。