盾构施工计算

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盾构主要参数的计算和确定

盾构主要参数的计算和确定1、盾构外径：盾构外径D=管片外径D S+2(盾尾间隙δ+盾尾壳体厚度t)盾尾间隙δ--为保证管片安装和修复蛇行,以及其他因素的最小富余量，一般取25—40mm;结合五标地质取多少?2、刀盘开挖直径：软土地层，一般大于前盾0—10mm,砂卵石地层或硬岩地层，一般大于前顿外径30mm,五标刀盘开挖直径如何确定的?3、盾壳长度盾壳长度L=盾构灵敏度ξx盾构外径D小型盾构D≤3.5M，ξ=1.2—1.5；中型3.5M＜D≤9M，ξ=0.8—1.2；大型盾构D＞9M；ξ=0.7—0.8；4、盾构重量泥水盾构重量=（45---65）D2，由于本线路存在线下溶土洞的可能，再掘进中能否通过此核算，盾构主机是否沉陷？5、盾构推力盾构总推力F e=安全储备系数AX盾构推进总阻力F d安全储备系数A---一般取1.5---2.0。

盾构推进总阻力F d=盾壳与周边地层间阻力F1+刀盘面板推进阻力F2+管片与盾尾间摩擦力F3+切口环贯入地层阻力F4+转向阻力F5+牵引后配套拖车阻力F6盾壳与周边地层间阻力F1计算中，静止土压力系数或土的粘聚力取盾体范围内的何点的？刀盘面板推进阻力F2，对于泥水盾构或土压盾构土仓压力如何确定的？管片与盾尾间摩擦力F3中，盾尾刷与管片的摩擦系数取偏大好吗？盾尾刷内的油脂压力如何定？计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？6、刀盘扭矩刀盘设计扭矩T=刀盘切削扭矩T1+刀盘自重形成的轴承旋转反力矩T2+刀盘轴向推力形成的旋转反力矩T3+主轴承密封装置摩擦力矩T4+刀盘前面摩擦扭矩T5+刀盘圆周摩擦反力矩T6+刀盘背面摩擦力矩T7+刀盘开口槽的剪切力矩T8刀盘切削扭矩T1中的切削土的抗压强度q u如何确定？刀盘轴向推力形成的旋转反力矩T3计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？，刀盘圆周摩擦反力矩T6计算中，土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？刀盘背面摩擦力矩T7中土仓压力P W如何确定？7、主驱动功率主驱动工率储备系数一般为1.2---1.5，主驱动系统的效率η如何确定？8、推进系统功率推进系统功率W f=功率储备系数A W X最大推力FX最大推进速度VX推进系统功率ηW功率储备系数A W一般取1.2---1.5, 最大推力F、最大推进速度V如何定？推进系统功率ηW=推进泵的机械效率X推进泵的容积率X连轴器的效率9、同步注浆能力每环管片理论注浆量Q=0.25X(刀盘开挖直径D2—管片外径D S2)X管片长度L推进一环的最短时间t=管片长度L/最大推进速度v理论注浆能力q=每环管片理论注浆量Q/推进一环的最短时间t额定注浆能力q p=地层的注浆系数λX理论注浆能力q/注浆泵效率η地层的注浆系数λ因地层而变一般取1.5---1.8。

盾构出土量计算公式(一)

盾构出土量计算公式(一)盾构出土量计算公式盾构出土量概述盾构出土量是指在地下隧道工程中，使用盾构机挖掘隧道时移除的土壤和岩石的总量。

计算盾构出土量是评估施工进度和工程量的重要指标。

计算公式盾构出土量的计算取决于隧道的尺寸和盾构机的挖掘效率。

以下是几种常见的盾构出土量计算公式：1. 面积法盾构出土量可以使用以下公式计算：出土量 = 断面积 × 掘进进度其中，断面积是指每个掘进断面的面积，掘进进度是指完成掘进的百分比。

例如，如果断面积为100平方米，掘进进度为80%，则出土量为100平方米× 80% = 80平方米。

2. 体积法盾构出土量可以使用以下公式计算：出土量 = 隧道长度 × 横截面积 × 掘进进度其中，隧道长度是指盾构机挖掘的总长度，横截面积是指每个掘进断面的面积，掘进进度是指完成掘进的百分比。

例如，如果隧道长度为500米，横截面积为100平方米，掘进进度为80%，则出土量为500米× 100平方米× 80% = 40,000立方米。

3. 圈数法盾构出土量可以使用以下公式计算：出土量 = 圈数 × 圈长 × 横截面积其中，圈数是指盾构机挖掘的总圈数，每个圈的长度为圈长，横截面积是指每个掘进断面的面积。

例如，如果圈数为100，圈长为10米，横截面积为100平方米，则出土量为100 × 10米× 100平方米= 100,000立方米。

示例说明假设某隧道工程的断面积为120平方米，掘进进度为70%，隧道长度为800米，横截面积为150平方米，盾构机挖掘了100个圈，每个圈的长度为12米。

根据不同的计算公式，可以得到以下盾构出土量的计算结果：1.面积法：出土量 = 120平方米× 70% = 84平方米2.体积法：出土量 = 800米× 150平方米× 70% = 84,000立方米3.圈数法：出土量= 100 × 12米× 150平方米 = 180,000立方米根据上述示例，可以看出不同的计算方法得出的盾构出土量结果是不同的。

盾构施工中相关计算

盾构施工中相关计算土仓压力的计算出土量的计算每环注浆量的计算注浆速度的计算对土压平衡式盾构而言，一个重要的因素就是要使密封仓的土压力和开挖面的水土压力保持动态平衡。

如果密封仓的土压力大于开挖面的水土压力，地表将发生隆起;反之，如果密封仓的土压力小于开挖面的水土压力，地表将发生沉陷，通过最近的学习和资料的收集，对现有的地仓压力计算作一下结合。

已便结合以后施工提供数据，将理论与实践结合，得到适合地区的土仓压力计算模型。

1.土仓压力设定的原则在盾构施工过程中，掘进时土压力设定的通用原则:在选择掘进土压力时主要考虑地层土压力、地下水压力(孔隙水压力)，并考虑预备压力;土仓的土压力可以维持刀盘前方的围岩稳定，不致于因土压偏低造成土体坍塌、地下水流失;为了降低掘进扭矩、推力，提高掘进速度，减少土体对刀具的磨损，土仓的土压力应尽可能得低，以使掘进成本最低。

总体而言，土仓压力控制如下图所示：土压平衡盾构正面推进力可表示为：()i z w N P P P =-+式中： i P — 密封舱土压力，kPa;z P — 开挖面侧向静止土压力，kPa; w P — 开挖面水压力，kPao为使开挖面保持稳定，理论上应尽量满足0N =。

2.土仓压力计算通常在设定土仓压力时主要考虑地层土压力、地下水压以及预先考虑的预备压力。

地层土压力的计算：地层土压力的计算是最为复杂，采用不同的计算模型就会有不同的结果，根据高等土力学中的知识，可以选择以下三种计算方法：静止土压力在静止的弹性平衡状态下天然土体的土压力，在深度z 处，其竖直面的应力，即静止土压力为：0z k z σγ=式中： γ— 土的有效重度，3/kN m ；z — 埋深，m ；0k — 土的静止侧压力系数静止侧压力系数0k 的数值可通过室的或原位的静止侧压力试验测定，在施工岩土勘察报告中均会给出。

0k 也可按经验确定:砂0.34-0.45;硬粘土、压密砂性土0.5-0.7;极软粘土、松散砂性土0.5--0.7。

盾构出土量计算公式

盾构出土量计算公式盾构出土量计算公式1. 引言在盾构施工过程中，了解和计算盾构出土量是非常重要的一项工作。

盾构出土量的准确计算可以帮助工程师合理安排施工进度、材料采购以及项目预算等方面。

本文将为您介绍盾构出土量计算的相关公式和示例。

2. 盾构出土量计算公式下面列举了三种常用的盾构出土量计算公式，并给出了具体的计算示例。

矩形隧道盾构出土量计算公式矩形隧道盾构出土量的计算公式如下：出土量 = (A + B) × C × D其中，A为隧道底面宽度，B为隧道顶部宽度，C为隧道高度，D 为盾构推进距离。

示例：假设矩形隧道底面宽度为10米，顶部宽度为12米，高度为6米，盾构每次推进10米，那么出土量计算如下：出土量 = (10 + 12) × 6 × 10 = 1320立方米圆形隧道盾构出土量计算公式圆形隧道盾构出土量的计算公式如下：出土量= π × (A + B) × C × D其中，π为圆周率（取），A为隧道内径，B为隧道壁厚，C为盾构推进距离，D为圆周角度（以弧度为单位）。

示例：假设圆形隧道内径为8米，壁厚为1米，盾构每次推进10米，圆周角度为1弧度，那么出土量计算如下：出土量 = × (8 + 1) × 10 × 1 = 立方米椭圆形隧道盾构出土量计算公式椭圆形隧道盾构出土量的计算公式如下：出土量= π × (A + B) × C × D其中，π为圆周率（取），A为椭圆短轴长，B为椭圆长轴长，C 为盾构推进距离，D为圆周角度（以弧度为单位）。

示例：假设椭圆形隧道短轴长为8米，长轴长为12米，盾构每次推进10米，圆周角度为1弧度，那么出土量计算如下：出土量 = × (8 + 12) × 10 × 1 = 立方米通过本文的介绍，我们了解了盾构出土量的计算公式，并通过具体示例进行了说明。

盾构掘进主要全参数计算方式

目录1、纵坡 (2)2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法 (2)2.1 深埋隧道土压计算 (3)2.2 浅埋隧道的土压计算 (4)2.2.1 主动土压力与被动土压力 (4)2.2.2 主动土压力与被动土压力计算： (4)2.3 地下水压力计算 (5)2.4 案例题 (6)2.4.1 施工实例1 (6)2.4.2 施工实例2 (8)3、盾构推力计算 (10)4、盾构的扭矩计算 (10)1、纵坡隧道纵坡：隧道底板两点间数值距离除以水平距离n 200J：CO100.4)00如图所示：隧道纵坡二（200-100）/500=2 %0注：规范要求长达隧道最小纵坡>=0.3%,最大纵坡=<3.0%2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法根据上述对地层土压力、水压力的计算原理分析，笔者总结出在土压平衡盾构的施工过程中，土仓内的土压力设置方法为：a、根据隧道所处的位置以及隧道的埋深情况，对隧道进行分类，判断出隧道是属于深埋隧道还是浅埋隧道（一般来说埋深在2倍洞径以下时，算作是浅埋段，2倍以上算深埋）；b、根据判断的隧道类型初步计算出地层的竖向压力；c、根据隧道所处的地层以及隧道周边地地表环境状况的复杂程度，计算水平侧向力；d、根据隧道所处的地层以及施工状态，确定地层水压力；e、根据不同的施工环境、施工条件及施工经验，考虑0.010〜0.020Mpa的压力值作为调整值来修正施工土压力；f、根据确定的水平侧向力、地层的水压力以及施工土压力调整值得出初步的盾构施工土仓压力设定值为：(T初步设定=(T水平侧向力+ (T水压力+ (T调整式中，(T初步设定—初步确定的盾构土仓土压力；(T水平侧向力一水平侧向力；(T 7水压力一地层水压力；(T调整------ 修正施工土压力。

g、根据经验值和半经验公式进一步对初步设定的土压进行验证比较，无误时应用施工之中；h、根据地表的沉降监测结果，对施工土压力进行及时调整，得出比较合理的施工土压力值。

盾构超挖量的计算公式

盾构超挖量计算公式及其影响因素分析盾构法施工在城市地铁、隧道等地下工程中得到了广泛应用。

在盾构掘进过程中，由于盾构机刀盘切削范围与盾构壳体扫掠范围之间的差异，会产生一定的超挖量。

超挖量的大小不仅影响工程成本，还与隧道稳定性和安全性密切相关。

因此，准确计算盾构超挖量对于指导盾构施工、优化设计方案具有重要意义。

一、盾构超挖量计算公式盾构超挖量主要由盾构机刀盘切削范围与盾构壳体扫掠范围之间的差异产生。

一种常见的盾构超挖量计算公式为：超挖量= 盾构机刀盘切削范围的半径（r1）-盾构机壳体的扫掠范围的半径（r2）在实际应用中，为了更精确地计算盾构超挖量，还可以采用以下公式：超挖量= 盾构沿曲线推进时的开挖量（V_Q）-盾构沿直线推进时的开挖量（V_z）对于盾构曲线掘进引起的土体损失，可以采用几何学有关理论进行分析。

将每环管片分为n 小段进行推进，其中一环的推进长度为l，则每小段的土层损失为：V_i = L_s ×tan(l_i / R) ×D_s ×l_i式中：V_i为每小段超挖土体的体积；L_s为盾构长度；D_s为盾构机直径；l_i为第i小段的长度；R为隧道平曲线或纵曲线半径。

二、影响盾构超挖量的因素1. 土壤结构和力学性能：土壤的力学性质和结构会影响盾构机的掘进速度和切削效果，从而影响超挖量。

例如，软黏土会降低盾构机的掘进速度，增加切削阻力，导致超挖量增加；而岩石则会提高盾构机的掘进速度，减小切削阻力，降低超挖量。

2. 盾构机设计参数：盾构机的设计参数如功率、切削头形状和数量等也会影响掘进速度和切削效果。

功率越大、切削头越锋利，掘进速度越快，超挖量相对减小。

3. 施工条件：盾构机的掘进速度受到现场施工条件的限制，如顶土高度、地下水位等。

这些条件会影响土壤的稳定性和流动性，从而影响盾构机的掘进效果和超挖量。

4. 盾构机操作水平：盾构机操作人员的技能水平和经验对超挖量也有一定影响。

盾构土压力计算范文

盾构土压力计算范文首先，盾构土压力的计算需考虑到多种因素，包括土体类型、土体密度、盾构施工的深度等。

在进行计算前，需要明确以下几个基本概念：1.盾构土压力：指盾构施工中土体对盾构壁面施加的压力。

2.盾构机推力：指盾构机在施工中向前推进所需的推力。

3.土重：指单位体积土体的重量，在计算中一般采用土体干容重来表示。

根据经验公式，可以计算出盾构土压力的近似值。

一般情况下，盾构土压力可以由以下公式计算得出：P=Kp*δ*H其中，P表示盾构土压力，Kp为压力系数，δ为土体干容重，H为盾构掘进深度。

在公式中，压力系数Kp的取值与土体类型有关。

一般来说，Kp的取值范围在0.6-1.0之间，具体数值需要根据实际情况进行确定。

土体干容重δ可以通过室内试验获得，或者通过经验值进行估算。

例如，当土体类型为黏土时，一般可以取δ=18.5kN/m3；当土体类型为砂土时，可以取δ=16.5kN/m3盾构掘进深度H即为盾构壁面与地面的垂直距离，为施工中一个重要的参数。

通过以上公式的计算，我们可以得到盾构土压力的近似值。

然而，在实际工程中，由于实际情况相对复杂，单纯依靠公式得出的结果可能存在一定的误差。

因此，在实际工程中，一般会进行更为精确的计算，考虑更多的因素。

这包括盾构机的推力、推进速度、土体的变形特性等等。

在计算中可能涉及到更复杂的力学理论，需要进行更为详细的工程力学分析。

总之，盾构土压力的计算对于盾构施工过程中的安全性和效率起着至关重要的作用。

通过明确计算公式、考虑各种因素并进行精确计算，可以更加准确地估计盾构土压力，为盾构工程的顺利进行提供重要参考。

盾构施工计算

1.1 盾尾间隙的计算盾尾间隙包括以下几部分：理论最小间隙、管片允许拚装误差、盾尾制造误差、盾尾结构变形、以及盾尾密封的结构要求等。

（1）理论最小间隙管片外径D=6000mm ；盾尾端至第一环管片前端的距离L=2600mm ；R o —隧道曲线半径，考虑到盾构蛇行的因素取R o =350m ；则隧道管片内侧曲线半径：0/2347R R D m =-=盾尾端部至第一环管片前端对应的圆心角：-1-1 = sin (L/R)= sin (2.6/347)=0.429φ︒ 则理论间隙为：b1 =R(1-cos )=347(1-cos0.429)=0.0097m =9.7mm φ⨯︒取b1=10mm（2）管片精度及管片拚装误差： b2=5mm（3）盾尾制造误差： b3=5mm （4）盾尾变形： b4=5mm （5）其它因素：图3-9-1 盾尾结构图φ1500图3-9-2 盾尾理论间隙计算示意图b5=5mm（6）盾尾密封刷安装尺寸： b6=45mm 所以盾尾间隙为1234561055554575b b b b b b b mm=+++++=+++++= b=9.7mm 是曲线半径350m 时，管片在盾尾内的最小极限间隙值，考虑到管片本身的尺寸误差、拼装的精度、盾尾的偏移等因素，同时考虑到盾尾还要安装同步注浆管道和盾尾密封，根据经验实际选取盾的间隙为75mm 。

1.2 推力计算1.2.1 盾构外荷载的确定由于盾构工程沿线的隧道埋深差别很大，在ZCK17+000处的隧道顶部的覆土厚度约为37m ，而在较浅处的隧道顶部距地面不足6m 。

由于盾构从洞中通过时的时间相对较短，根据常用算法，盾构的外部荷载将按照最大埋深处的松动土压和两倍盾构直径的全土柱高产生的土压计算，并取两都中的最大值作为盾构计算的外部荷载。

在大石—汉溪区间最大埋深位置在ZCK17+000处，但此处围岩为7号地层，稳定性较好。

而YCK17+020处隧道顶部为6号地层，埋深约35m ，所以对盾构计算取此断面埋深为最大埋深值。

盾构掘进土压力计算

土压力计算方法二公式说明一、计算公式根据土压平衡盾构的工作原理，土仓压力需要与开挖面的正面水土压力平衡以维持开挖面土体的稳定，减少对土层的扰动。

基于力学原理，正面水土压力的理论值为：H q H K P P P w w w c γγ++=+=)('0 （式1）式中c P 为土压力，w P 为水压力。

)('q H K P w c +=γ （式2）式中w K 为静止土压力系数，一般通过试验确定，无试验资料时，可按参考值选取；砂土取0.35～0.45；粘性土取0.5～0.7，也可利用半经验公式'sin 1ϕ-=w K 计算，式中，'ϕ为土体的有效内摩擦角。

'γ为土的有效重度，单位3/m KNH 为计算点土层厚度。

q 为连续均布荷载。

H P w w γ= （式3）式中w γ为水的重度，H 为计算点土层厚度。

二、星会区间湖底掘进计算模型考虑2.1. 计算模型盾构机掘进穿越金鸡湖底施工，从地质纵断面图看盾构机主要通过④2粉砂层及⑤粉质粘土层，开挖面的正面水土压力考虑分为三部分，一为金鸡湖水；二为①1淤泥层，三为其他土层（包括①2素填土、③1粘土、③2粉质粘土、④1粉土、④2粉砂、⑤粉质粘土）。

2.2. 竖向分层计算原则静止土压力分层计算模式为：第一层按照均质土方法计算，计算第二层土土压力时，将第一层土换算成与第二层的性质指标相同的当量土层厚度'1h ，即211'1γγh h =，然后按换算后第二层土的厚度计算第二层范围的土压力，依此类推。

在本计算实例中，第一层金鸡湖水视为连续均布荷载）（Pa *10*3^101h q =；式中1h 为水深。

第二层为①1淤泥层，该层厚度为2h ，根据地质勘察报告，该层湿密度为3/38.1cm g =ρ，则重度为342/1038.1m KN ⨯=γ。

第三层为其他土层，该层厚度为3h ，计算该层范围土压时土层厚度32'393.138.1h h h +⨯=，根据地质勘察报告，该层平均湿密度为3/93.1cm g =ρ，则重度为343/1093.1m KN ⨯=γ。

盾构施工相关计算

隧道通风计算
图1 摩擦系数与雷诺准数及相对粗糙度的关系
中煤隧道工程有限公司 Coal Tunnel Engineering Co.,Ltd.
②隧道阻力风压损失
式（9）中：L——风管最大长度，根据工程概况取1400m
D——隧道内径，取5.5m； p——空气密度，取1.293kg/m3； VT——隧道平均风速，m/s；
式中：Cr土的抗剪应力，Cr C Pd tan =9.78t/m2,(φ=20°）；hmax为刀盘每转
最大切削深度，8cm；R0为最外圈刀具的半径，3.14m。
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盾构机扭矩计算
2、盾构的扭矩计算
②刀盘自重产生的旋转力矩 M2
M2=G·RC·μg=0.57t·m 式中：G为刀盘自重，55t；RC轴承的接触半径，2.6m；μg滚动摩擦系数，取0.004。 ③刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩 M3
M3=Wp·Rg·μz=1.57t·m 式中：Wp推力荷载，Wp=α·π·R2·Pd=314.84t；α刀盘密封系数，取0.7；
隧道通风计算
（10）（11）
（12）
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隧道通风计算
式（12）中，ζ1为风管变径阻力系数。根据表1计算：
表1 局部阻力系数表
局部阻力情况 3节45°圆形弯头圆形截面30°Z型弯管 A1→A2突然扩大 A1→A2突然缩小
M3刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩；M4为密封装置产生的摩擦力矩； M5为刀盘前表面上的摩擦力矩；M6为刀盘圆周面上的摩擦力矩； M7为刀盘背面的摩擦力矩；M8为刀盘开口槽的剪切力矩； M9为刀盘土腔室内的搅拌力矩。 ①刀具的切削扭矩 M1

盾构机的关键参数计算方法8

盾构机的关键参数计算方法1.1.1.1盾构机总推力计算根据隧道工程条件，盾构主要参数计算按盾构在最大土压和水压位置进行计算。

根据招标文件和地质堪察报告按盾顶埋深22m，地下水位埋深按2m，盾构穿越地层按粉质粘土地层进行核定。

1、计算参数管片内径：Φ5500mm管片外径：Φ6200mm管片厚度：350mm管片宽度：1500mm覆土厚度：20m水头压力：200kPa土容重：粘土γ＝19.1kN/m3,粉土γ＝19.9kN/m3土的侧压力系数：0.5盾构机重量：331.7t盾构机盾壳长度：9.55m管片外径：Φg=6200mm盾构尾部的外径为：Φ6390mm盾体直径为：D 0＝6410mm钢与土的摩擦系数μ1＝0.3车轮与钢轨之间的摩擦系数μ2＝0.2每一先行刀的容许负荷pr＝150kN后配套系统G1＝160t最大推力F：42,000kN额定扭矩：5316 kNm脱困扭矩：6934 kNm2、盾构荷载计算松动圈土压，见图2.1.6-1。

按覆土厚度H0=22m计算,H1=1m,H2=12m.H3=9m①Pe1=（γ-10）H2+（γ-10）H3 +γ*H1=219.3kPa ②Pe2=Pe1-64.5=153.8kPa③④ ⑤⑥ ⑦ ⑧ ⑨图2.1.6-1 荷载计算简图3、盾构机总推力计算盾构的总推进力必须大于各种推进阻力的总和，否则盾构无法向前推进。

包括盾构外围与土的摩擦力、盾构推进阻力（正面阻力）、由先行刀挤压阻力、管片与盾尾的密封阻力、后方台车的牵引阻力。

1.1.1.2盾壳与土体的摩擦力(1)、盾构外围与土的摩擦力)4()(221101011w q p q p LD w Lp D F e e e e w ++++=+=πμπμkN 6.11047）331742.1481048.1533.21955.9*41.6*14.3(3.0＝=++++kPa p q e e 1045.0*208*11===λkPa Pe q e 2.1485.0*2195.0*45.6*12*)145.6*)10((2=+=+-=λγkPaL D G p g 02.62)0.8*45.6/(10*320*/0===11e e q qf =22e e q qf =kpa qf w 2101=kpa qf w 2752=(2)、盾构推进阻力（正面阻力）kNqf qf qf qf D F w e w e 1383922752108.1533.219*40881.41*14.32*42211202=+++=+++π＝(3)、由先行刀挤压产生的阻力kN n p F r 2700150*18*3=== (4)、管片与盾尾的密封阻力kN W M F S C 8.1418.92.51.55.5)5.5-6.22.6(41416.323.04=⨯⨯⨯⨯⨯⨯÷⨯⨯=⨯=MC -管件与钢板刷之间的摩擦阻力，取0.3 WS-压在盾尾内部2环管片的自重 (5)、后方台车的牵引阻力kN G F 3201600*2.0*＝125==μ 所需最大推力kN F F F F F F 4.280483208.1412700138396.1104754321max =++++=++++=安全系数5.14.28048/42000/＝max ==F F α 根据分项计算推力的安全系数达到1.5，可以满足掘进的需要。

盾构施工关键参数的计算

-K 0φH B e ·у0+B H -K 0φ·B 1·уC1-eφ盾构施工关键参数的计算1）计算依据盾构掘进机选型主要性能参数的计算，根据工程和水文地质情况、盾构机厂商提供的结构和性能参数，参考有关资料进行。

2）计算内容盾构机的主要参数计算主要为土压平衡工况下盾构机推力和扭矩的计算。

⑴在软土中推进时，盾构机所需推力的计算地质参数选取：岩土容重 γ=2.0t/m 3岩土内摩擦角 φ=27°土的粘聚力 C=30Kpa=3.0t/m 2覆盖层厚度最大：H max =20.3m ；最小H min =10.0m 地面上置荷载 Po=2t/m 2水平侧压力系数 λ=0.62盾构掘进机外径 D=6.39m盾构掘进机总长 L=7.755m盾构掘进机总重 W=300t管片每环的重量 W g =19.29t水平垂直土压之比 K o =1由于隧道沿线的埋深差别不大，最大处为20.3m ，最小为10.0m ，因此，计算最大埋深处的松动土压和两倍盾构掘进机直径的全土柱高产生的土压，并取其中的较大值作为作用于盾构掘进机上的土压计算：松动高度计算：1×tg27° 0-1×tg27°× 5.71 )(20.32.002+ e 20.3( )5.71-1×tg27°× ×1-e 3.05.71×2.0.5.71 (1- ) h = =7.08m )(.式中：松动土压P SP S =γh 0=2×7.08=14.16t/m 2两倍盾构掘进机直径的全土柱土压：P q =γh 0式中：h 0=2D=2×6.39=12.78mP q =γh 0=2×12.78=25.56t/m 2由于P q ＞P S所以，取P q 计算。

P o = P q +2=25.56+2=27.56 t/m 2P o1= P o +W/（D ·L ）=27.56+300/（6.39×7.755）=33.61t/m 2 侧压力计算：P 1 =P o1λ=33.61×0.62=20.84 t/m 2P 2 = （P o +γD ）λ =（27.56+2.0×6.39）×0.62=25.01 t/m 2 盾构掘进机的推力由盾构掘进机的外壳与土体之间的摩擦阻力F 1、刀盘承受的主动水平压力引起的推力F 2、土的粘接力引起的刀盘推力F3以及盾尾与管片之间的摩擦阻力F4几部分组成。

盾构施工计算

盾构施工计算地面设备配置需求计算和说明概述：依据编制的《盾构区间施工计划》，两台盾构机都将在哈东站西向差时始发。

为满足两台盾构施工的需要，对主要地面配套设备需求参数进行计算。

哈尔滨东站现场具体情况如下：1、管片L=1.2M；2、盾构隧道通过土层主要为A3中砂层，A2粉砂层、粉质粘土层等，且中砂层表现透水、富水性好，易扰动等特性。

3、注浆带宽15cm；4、整环管片重量为：16.45T；5、区间最大坡度25‰；（南直-哈东区间）6、设备始发期间推进采用2+1+1的方式推进，当哈东站底板地连墙去除后，将采用5+2+1编组。

一、每环出渣量计算：出渣量V渣=L×S×n=1.2×3.14×3.142×1.4=52m3（L为管片宽度，S为最大开挖面积，N为松散系数1.4）每环渣重Q渣=ρ×V=1.4×52=72.8T（ρ为渣土密度，因地层主要是砂层和粘土层，选经验数据为1.4）依据上述参数，拟选用的渣土斗为12M3,自重约5T。

选用砂浆车自重约5T，选用管片小车自重约2T,初步选取单列编组方式为5+2+1。

即：5个渣土车、2个管片车和1个砂浆车。

Q砂浆=ρ×V=1.7×4=6.8T（ρ为砂浆密度，依据经验选1.7。

根据注浆带宽度和盾构机开挖直径及管片外径等参数，可计算出每环注浆量每环约4M3）二、电瓶车选择1、采用5+2+1模式运行电瓶车牵引力计算（以25T电瓶车为基础）T=Q渣+5G渣+2G管车+G砂浆+Q管片+Q砂浆+Q电瓶车=78.4+25+4+5+16.5+6.8+25=160.7T25T电瓶车在25‰的坡度下最大牵引力为120T，则实际负载为最大牵引力的：P=160.7/120=133.9%（25T牵引力不够）45T电瓶车在25‰的坡度下最大牵引力为250T，则实际负载为最大牵引力的：P=160.7/250=64.3%（可以满足使用要求）2、采用2+1+1模式T= Q渣1/2 +2G渣+G管车+G砂浆+Q管片+Q砂浆+Q电瓶车=39.2+10+4+5+16.5+6.8+25=106.5T25T电瓶车在25‰的坡度下最大牵引力为120T，则实际负载为最大牵引力的：P=106.5/120=88.7% < 90%考虑到现有电瓶车因老化等原因，各种性能参数下降，预计只能达到原设计参数的90%左右。

盾构主要参数的计算和确定

1、盾构外径：盾构外径D=管片外径DS+2(盾尾间隙δ+盾尾壳体厚度t)盾尾间隙δ--为保证管片安装和修复蛇行,以及其他因素的最小富余量，一般取25—40mm;结合五标地质取多少?2、刀盘开挖直径：软土地层，一般大于前盾0—10mm,砂卵石地层或硬岩地层，一般大于前顿外径30mm,五标刀盘开挖直径如何确定的?3、盾壳xx盾壳xxL=盾构灵敏度ξx盾构外径D小型盾构D≤3.5M，ξ=1.2—1.5；中型3.5M＜D≤9M，ξ=0.8—1.2；大型盾构D＞9M；ξ=0.7—0.8；4、盾构重量泥水盾构重量=（45---65）D2，由于本线路存在线下溶土洞的可能，再掘进中能否通过此核算，盾构主机是否沉陷？5、盾构推力盾构总推力Fe=安全储备系数AX盾构推进总阻力Fd安全储备系数A---一般取1.5---2.0。

盾构推进总阻力Fd=盾壳与周边地层间阻力F1+刀盘面板推进阻力F2+管片与盾尾间摩擦力F3+切口环贯入地层阻力F4+转向阻力F5+牵引后配套拖车阻力F6盾壳与周边地层间阻力F1计算中，静止土压力系数或土的粘聚力取盾体范围内的何点的？刀盘面板推进阻力F2，对于泥水盾构或土压盾构土仓压力如何确定的？管片与盾尾间摩擦力F3中，盾尾刷与管片的摩擦系数取偏大好吗？盾尾刷内的油脂压力如何定？计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？6、刀盘扭矩刀盘设计扭矩T=刀盘切削扭矩T1+刀盘自重形成的轴承旋转反力矩T2+刀盘轴向推力形成的旋转反力矩T3+主轴承xx装置摩擦力矩T4+刀盘前面摩擦扭矩T5+刀盘圆周摩擦反力矩T6+刀盘背面摩擦力矩T7+刀盘开口槽的剪切力矩T8刀盘切削扭矩T1中的切削土的抗压强度qu如何确定？刀盘轴向推力形成的旋转反力矩T3，计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？刀盘圆周摩擦反力矩T6计算中，土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？刀盘背面摩擦力矩T7中土xx压力PW如何确定？7、主驱动功率主驱动工率储备系数一般为1.2---1.5，主驱动系统的效率η如何确定？8、推进系统功率推进系统功率Wf=功率储备系数AWX最大推力FX最大推进速度VX推进系统功率ηW功率储备系数AW一般取1.2---1.5,最大推力F、最大推进速度V如何定？推进系统功率ηW=推进泵的机械效率X推进泵的容积率X连轴器的效率9、同步注浆能力每环管片理论注浆量Q=0.25X(刀盘开挖直径D2—管片外径DS2)X管片长度L 推进一环的最短时间t=管片长度L/最大推进速度v 理论注浆能力q=每环管片理论注浆量Q/推进一环的最短时间t 额定注浆能力qp=地层的注浆系数λX理论注浆能力q/注浆泵效率η地层的注浆系数λ因地层而变一般取1.5---1.8。

盾构掘进主要全参数计算方式

目录1、纵坡................................................. 2..2 、土压平衡盾构施工土压力的设置方法 (3)2.1 深埋隧道土压计算................................... 4.2.2 浅埋隧道的土压计算................................. 5.2.2.1 主动土压力与被动土压力 ........................ 5.2.2.2 主动土压力与被动土压力计算： (5)2.3 地下水压力计算..................................... 6..2.4 案例题............................................. 8..2.4.1 施工实例1 ................................................................ 8.2.4.2 施工实例2 ............................................................ 1. 13 、盾构推力计算 (12)4 、盾构的扭矩计算 (13)1、纵坡隧道纵坡：隧道底板两点间数值距离除以水平距离n eooxco LOO.IIDOO5CO.CG2 3如图所示：隧道纵坡二（200-100 ）/500=2 %。

注：规范要求长达隧道最小纵坡>=0.3%,最大纵坡=<3.0%2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法根据上述对地层土压力、水压力的计算原理分析，笔者总结出在土压平衡盾构的施工过程中，土仓内的土压力设置方法为：a、根据隧道所处的位置以及隧道的埋深情况，对隧道进行分类，判断出隧道是属于深埋隧道还是浅埋隧道（一般来说埋深在2倍洞径以下时，算作是浅埋段，2倍以上算深埋）；b、根据判断的隧道类型初步计算出地层的竖向压力；c、根据隧道所处的地层以及隧道周边地地表环境状况的复杂程度，计算水平侧向力；d、根据隧道所处的地层以及施工状态，确定地层水压力；e、根据不同的施工环境、施工条件及施工经验，考虑0.010〜0.020Mpa的压力值作为调整值来修正施工土压力；f、根据确定的水平侧向力、地层的水压力以及施工土压力调整值得出初步的盾构施工土仓压力设定值为：0初步设定=0水平侧向力+ c水压力+彷调整式中，0初步设定一初步确定的盾构土仓土压力；0水平侧向力—水平侧向力；0水压力—地层水压力；0调整修正施工土压力。

盾构机吊装计算书

附件6：计算书1.单件最重设备起吊计算（1）单件设备最大重量：m=120t。

（2）几何尺寸：6240mm×6240mm×3365mm。

（3）单件最重设备吊装验算图1 中盾吊装示意图工况：主臂（L）=30m；作业半径（R）=10m额定起重量Q=138t(参见性能参数表)计算：G=m×K1+q =120×1.1+2.5=134.5t式中：m=单件最大质量；K1=动载系数，取1.1倍；q=吊索具质量，吊钩2t+索具0.5t；额定起重量Q=138t＞G=134.5t（最大）故：能满足安全吊装载荷要求。

为此选择XGC260履带式起重机能满足盾构机部件吊装要求。

2 钢丝绳选择与校核图2钢丝绳受拉图主吊索具配备：（以质量最大120t为例）主吊钢丝绳规格：6×37-65.0盾构机最大重量为120t，吊具重量为2.5t.总负载Q =120t+2.5t=122.5t主吊钢丝绳受力P：P=QK/(4×sina) =34.57ta=77°（钢丝绳水平夹角），K-动载系数1.1钢丝绳单根实际破断力S =331t钢丝绳安全系数=331 /34.57=9.575，大于吊装规范要求的8倍安全系数，满足吊装安全要求。

（详见《起重机设计规范》（GB/T3811-2008）符合施工要求）。

3.吊扣的选择与校核此次吊装盾构机，选用了6个55T的“Ω”型美式卸扣连接盾构机前盾、中盾的起吊吊耳与起吊钢丝绳，设每个卸扣所承受的负荷为H’，则H’=K1×Q÷4式中K1：动载系数，取K1=1.1，Q：前盾的重量。

则H’=K1×Q÷4=1.1×120÷4=33T<55T因此所选用的6个该型号“Ω”型美式卸扣工作能力是足够的，可以使用。

吊装器具选择如下：（1）美式弓型2.5寸55t卸扣6只。

（2）6×37+1-∮65钢丝绳4根，2根用于主钩吊装，两根用于辅助翻身。