螺旋输送机在渣土输送上的应用

　　螺旋输送机是土压平衡式盾构的重要组成部分，是盾构实现渣土输送和土压保持的核心功能部件之一。然而，盾构螺旋输送机的设计开发过程常常受到地质情况、用户需求和制造条件等因素的制约。例如，对于不同类型的地层（如富水粉砂层、富水砂卵石层、软黏土层、干细砂层和硬岩地层等），盾构螺旋输送机的排渣方式各不相同，且实际的地质情况较为复杂，大多是由不同岩层组合而成的复杂地层。此外，不同类型隧道的开挖需求不一致，如地铁隧道、海底隧道和穿山公路隧道等对盾构螺旋输送机排渣量的要求也不同。另外，在制造工艺和耐磨块的选取等与地质条件不匹配的情况下，易出现盾构螺旋输送机的螺旋轴疲劳断裂和螺旋叶片磨损加剧的现象。上述制约因素分别在结构、功能和性能等方面对盾构螺旋输送机提出不同的设计需求。因此，在盾构螺旋输送机的设计过程中，常需要在已有设计方案的基础上进行设计调整，以快速适应新的需求。

　　设计调整广泛存在于产品的设计开发过程中。设计调整是指对产品指标和设计参数进行调整，以使产品和设计适应新的工作环境和用户需求。对于盾构螺旋输送机的设计调整，通常是对其已有的、功能相似的设计进行指标、结构和参数上的调整，以满足排渣、保压和调速等方面的不同需求。传统的基于直觉和经验的设计调整往往容易导致产品指标发生变动，而过大的指标变动会对盾构螺旋输送机的可靠性、安全性和可维护性等产生负面影响。此外，产品指标变动导致的部分影响存在于盾构螺旋输送机的全生命周期中，且通常难以在设计开发阶段通过实验与检测发现，从而留下安全隐患。

　　重用已有的、经过工程验证的设计不但能够有效利用现有知识与资源以及大量减少设计、制造和运维等环节的重复性工作，而且能够保障产品的可靠性、安全性和可维护性等全生命周期性能。为更大化重用已有设计方案和降低设计调整的负面影响，笔者基于已有的设计数据提出一种盾构螺旋输送机适应性设计智能决策方法。该方法通过对产品指标与设计参数的依赖性和相关性的分析，以实现以下目的：1）设计调整影响范围的准确标定；2）关键设计参数的有效识别；3）适应性设计方案的智能求解。