盾构土压力计算
盾构过程中土压力的计算与控制
盾构过程中土压力的计算与控制土压平衡盾构机工作面土压力及计算在城市市区内进行地铁、上下水管道、电力、通信、输气、共同沟以及地下道路的隧道工程中，具有施工机械化程度高、对周围环境影响小、施工快速等优势的盾构施工技术近年来得到广泛应用。
盾构施工中，开挖面的稳定是通过压力舱的支护压力得以实现的，开挖面支护压力过大会造成地表隆起，而压力过小，容易导致地表沉陷甚至坍塌。
土压平衡盾构机工作面土压力及计算土压平衡式盾构机主要由盾体、刀盘、螺旋输送机、推进装置等构成。
施工过程中，推进液压缸驱动盾构机向前推进，刀盘切削下的泥土充满密封仓和螺旋输送机壳体内的全部空间，形成一定的土压来平衡开挖面土层的水土压力，以此来保持开挖面土层的稳定和防止地表变形，开挖下来的泥土通过螺旋输送机排出盾体。
一、土压力的控制和分类1.控制：土压平衡盾构利用开挖的泥土支撑挖掘面，通过调节盾构推进速度和螺旋机转速和出土量来控制土仓的土压。
使土仓中的土压力与地下水土压力相平衡，以防止开挖崩塌和将地表沉降限制在允许范围内。
2.分类：静止土压力、被动土压力、主动土压力。
（重点）2.1主动土压力：挡土结构物向离开土体的方向移动，致使侧压力逐渐减小至极限平衡状态时的土压力，它是侧压力的最小值。
2.2被动土压力：挡土结构物向土体推移，致使侧压力逐渐增大至被动极限平衡状态时的土压力，它是侧压力的最大值。
土压平衡盾构机工作面土压力及计算2.3 静止土压力：土体在天然状态时或挡土结构物不产生任何移动或转动时，土体作用于结构物的水平压应力二、土压力平衡主动土压力＜土仓压力＜被动土压力•盾尾注浆的分类：三、土压力的计算（重点）根据土力学原理，可以将盾构机的刀盘近似为挡土墙，然后根据挡土墙理论分析掘进工作面的压力分布特性。
如图l 所示，根据土力学理论，天然土体内垂直静止土压力为σz ＝γz （1）（1）式中σz 为垂直静止土压力，γ为土的容重，z 为埋置深度。
而垂直于侧面的法向应力为静止侧压力σx ＝k 0 γz （2）（2）式中σx 为水平静止土压力，k 。
盾构机推力和扭矩计算
盾构机推力和刀盘扭矩的地层适应性评价1、推力计算盾构的推力应包含以下几个部分：1）盾壳和土层的摩擦力 FM其中μ为盾壳和土体间的摩擦系数，根据经验值取0.25。
计算得：FM=8074KN2）盾构推进正时面推进阻力其中Di 为盾构机内径Ps 为设计掘削土压（kN/m2）设计掘削土压Ps=地下水压+土压+预压其中地下水压在粘土层处相对于隧道中部的水头最大约11.5m ，那么水压力为115kN/m 2；土压按静止土压力计算：Po=Ko γH上式中：Po—静止土压力H—覆土厚度Ko—静止土压系数Ko=1－sin φ式中：φ—有效内摩擦角经计算Po=127 kN/m2预压力一般取30 kN/m2Ps=115+127+30=272kN/m2M BA S NL F F F +F +F =+∑()[]4/11h h V V M P P P P L D F +++⨯⨯⨯=πμBA F 214BA i s F D p π==9109.3 KN3）盾尾密封的摩擦力（经验值，周向每米密封的摩擦力） （管片外径6.4m ）4）拖拉后配套的力 FNL （经验值）5）总推力计算ΣF=17943.3KN在盾构上坡和转弯时盾构的推力按直线水平段的1.5倍考虑，盾构的实际推力应为：ΣF=17943.3×1.5=26914.95KN盾构机实际配备推力：S -488/S -698盾构机实际推力分别为34210KN 和50668KN 。
均能满足盾构的实际需要.2、扭矩计算1）刀具切削扭矩推进速度：刀盘转速： （根据类似工程选取经验值） 刀盘每转切深：岩土的抗压强度： ；刀盘直径： Dd=6.68mT 1=0.5x[100x0.0667x(6.68x0.5)2]=37.2KNm214BA i s F D p π=2S 'F i s F D π=S'10/F KN m=KN F NL 750=h m V /8.4max =rpm n 2.1=cm n V h 67.6/max ==100u q KPa =()[]2max 15.05.0⨯⨯⨯⨯=d u D h q T2）刀盘自重产生的主轴承旋转反力矩:其中：刀盘自重：主轴承滚动半径：滚动摩擦系数：3）刀盘推力荷载产生的旋转阻力矩 其中：推力载荷 ；刀盘不开口率： a=0.4；刀盘半径；P t =0.4x3.14x3.34x102=428KNT 3=428x1.3x0.004=2.23KN.m4）密封装置摩擦力矩式中：密封与钢之间的摩擦系数：；密封的推力：；密封数：密封的安装半径：5）刀盘前表面上的摩擦力矩； g R G T μ⨯⨯=12570G KN =m R 3.1=004.0=g μ2570 1.30.00429.6.T KN m=⨯⨯=g t R P T μ⨯⨯=3d t P R P ⨯⨯⨯=2παm R 14.32=()1/2102/d h h P P P KN m =+=2142m m m R n F T ⨯⨯⨯⨯=μπ2.0=m μKPa F m 5.1=3=n m R m 25.11=mKN T m .8.825.135.12.02214=⨯⨯⨯⨯=π()d p P R T ⨯⨯⨯⨯⨯=32532μπα其中土层和刀盘间的摩擦系数：；T5=2/3x(0.7x3.14x0.15x3.343x102)=835KN.m6）刀盘圆周的摩擦反力矩其中刀盘边缘宽度：；刀盘圆周土压力：T 6=2x3.14x6.68x0.45x205x0.15=580KN.m7）刀盘背面的摩擦力矩刀盘背面的摩擦力矩由土腔室内的压力所产生，假定土仓室内的土压力为Pd8）刀盘开口槽的剪切力矩其中土的抗剪应力：在切削腔内，由于碴土含有水，取C=15KPa ，内摩擦角为 T 8=2/3x3.14x23x3.343x(1-0.7)=538KN.m9）刀盘土仓内的搅动力矩T 9其中刀盘支撑柱直径：；刀盘支撑柱长度；支撑柱数量刀盘支撑柱外端半径：；刀盘支撑柱内端半径：所以，刀盘总扭矩15.0=p μp z d P B D T μπ⨯⨯⨯⨯=26m B 45.0=()11/4205z h h v v P P P P P KPa =+++=()3722722.94.3p d T R P KN m απμ=⨯⨯⨯⨯⨯=()απτ-⨯⨯⨯⨯=132328R C T 15102523d C C P tg tg KPa τφ=+=+⨯︒=︒=5φ()b d z b n r r P L T ⨯+⨯⨯⨯=2/219φm b 6.0=φm L z 1.1=4=b n m r 4.12=m r 7.01=()m KN T .5.44442/7.04.136.1601.16.09=⨯+⨯⨯⨯=，此为额定扭矩。
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。
隧道土压力的计算方法
隧道土压力的计算方法
隧道土压力是指隧道施工过程中，土体对隧道衬砌的压力。
隧道土压力的计算是隧道施工中的一个重要环节，它可以帮助施工者更好地掌握隧道施工的安全性。
隧道土压力的计算方法主要有三种：
第一种是基于土体的计算方法，即根据土体的物理性质，如土体的密度、弹性模量、抗压强度等，来计算隧道土压力。
第二种是基于地质的计算方法，即根据地质结构，如地层的厚度、岩性、岩石的结构等，来计算隧道土压力。
第三种是基于施工的计算方法，即根据施工过程中的参数，如施工技术、施工工艺、施工机械等，来计算隧道土压力。
以上三种计算方法都可以用来计算隧道土压力，但是要根据实际情况选择合适的计算方法，以保证施工的安全性。
总之，隧道土压力的计算是隧道施工中的一个重要环节，可以帮助施工者更好地掌握隧道施工的安全性。
根据实际情况，可以选择基于土体、地质或施工的计算方法来计算隧道土压力，以保证施工的安全性。
盾构隧道开挖面水土压力计算书
成都地铁10号线土建三标华兴站～区间风井盾构区间隧道开挖面水土压力计算书一、工程概况成都地铁10号线土建三标华兴站～区间风井盾构区间，左线里程ZDK4+363.446～ZDK5+554.255，全长1188.249m，ZDK4+997.440=ZDK5+000.000，短链 2.56m，左线设两个平曲线，半径分别为700m、690m；右线里程YDK4+293.046～YDK5+538.242，全长1245.196m，右线设两个平曲线，半径分别为700m、650m。
本区间设两个联络通道，1号联络通道兼泵房里程为ZDK4+701.805（YDK4+694.929），2号联络通道里程为ZDK5+189.928（YDK5+180.029）。
根据《岩土工程勘察报告》可知，本盾构区间主要地层自上而下依次为杂填土、粉质粘土、卵石土（夹粉细砂）、泥岩，盾构隧道穿越地层主要为卵石土（夹粉细砂），在YDK4+598.1～YDK4+743.8（长度145.7m）段，隧道中下部为强风化泥岩，强风化泥岩侵入隧道断面最大值约4m。
隧道底部埋深平均值为20m，其中粉质粘土（含杂填土）厚度为4m，卵石土厚度为16m。
粉质粘土容重为1.92t/m3,侧压力系数为0.46；卵石土容重为2.2t/m3,侧压力系数为0.36。
静止水位在地面以下5m处。
本区间采用盾构法施工，盾构机刀盘开挖面直径为6.28m。
二、水土压力计算因为同等条件下静止土压力大于主动土压力，所以按静止土压力计算更为安全。
首先把4m厚的粉质粘土（含杂填土）按匀布荷载考虑，均匀作用在卵石土层上，把4m厚的粉质粘土（含杂填土）换算成当量的卵石土厚度，然后与其下部的卵石土厚度16m相加来计算卵石土的土压力。
4m厚的粉质粘土（含杂填土）换算成当量的卵石土厚度为：h换石===3.49m式中h换石—粉质粘土（含杂填土）换算成当量的卵石土厚度（m）h土—粉质粘土（含杂填土）厚度（m），h土=4mγ土—粉质粘土容重，γ土=1.92t/m3γ石—卵石土容重，γ石=2.2t/m31、隧道开挖面上部水土压力（1）土压力б石=k石（h换石+h石）γ石=0.36×［3.49m+（16m-6.28m）］×2.2t/m3=10.46232t/m2=104.6232KN/m2=104.6232KPa=0.105MPa=1.05bar式中б石—土压力（bar）k石—卵石土侧压力系数，k石=0.36h石—卵石土顶面至隧道开挖面上部的卵石土厚度（m），h石=16m-盾构机刀盘开挖面直径6.28m(2)水压力б水=h水γ水=（20m-5m-6.28m）×1t/m3=8.72t/m2=87.2KN/m2=87.2 KPa=0.0872MPa=0.87bar式中б水—水压力（bar）h水—静止水位至隧道开挖面上部的含水层厚度（m）γ水—水的容重，γ水=1t/m3所以隧道开挖面上部水土压力б水土=б石+б水=1.05bar+0.87bar=1.92bar2、隧道开挖面中部水土压力（1）土压力б石=k石（h换石+h石）γ石=0.36×［3.49m+（16m-3.14m）］×2.2t/m3=12.9492t/m2=129.492KN/m2=129.492KPa=0.129MPa=1.29bar式中б石—土压力（bar）k石—卵石土侧压力系数，k石=0.36h石—卵石土顶面至隧道开挖面中部的卵石土厚度（m）(2)水压力б水=h水γ水=（20m-5m-3.14m）×1t/m3=11.86t/m2=118.6KN/m2=118.6 KPa=0.1186MPa=1.19bar式中б水—水压力（bar）h水—静止水位至隧道开挖面中部的含水层厚度（m）γ水—水的容重，γ水=1t/m3所以隧道开挖面中部水土压力б水土=б石+б水=1.29bar+1.19bar=2.48bar3、隧道开挖面下部水土压力（1）土压力б石=k石（h换石+h石）γ石=0.36×（3.49m+16m）×2.2t/m3=15.43608t/m2=154.3608KN/m2=154.3608KPa=0.154MPa=1.54bar式中б石—土压力（bar）k石—卵石土侧压力系数，k石=0.36h石—卵石土顶面至隧道开挖面下部的卵石土厚度（m）(2)水压力б水=h水γ水=（20m-5m）×1t/m3=15t/m2=150KN/m2=150KPa=0.15MPa=1.5bar 式中б水—水压力（bar）h水—静止水位至隧道开挖面下部的含水层厚度（m）γ水—水的容重，γ水=1t/m3所以隧道开挖面下部水土压力б水土=б石+б水=1.54bar+1.50bar=3.04bar二〇一五年五月十七日。
盾构机推力和扭矩计算
盾构机推力和刀盘扭矩的地层适应性评价1、推力计算盾构的推力应包含以下几个部分：1）盾壳和土层的摩擦力 FM其中μ为盾壳和土体间的摩擦系数，根据经验值取0.25。
计算得：FM=8074KN2）盾构推进正时面推进阻力其中Di 为盾构机内径Ps 为设计掘削土压（kN/m2）设计掘削土压Ps=地下水压+土压+预压其中地下水压在粘土层处相对于隧道中部的水头最大约11.5m ，那么水压力为115kN/m 2；土压按静止土压力计算：Po=Ko γH上式中：Po—静止土压力H—覆土厚度Ko—静止土压系数Ko=1－sin φ式中：φ—有效内摩擦角经计算Po=127 kN/m2预压力一般取30 kN/m2Ps=115+127+30=272kN/m2M BA S NL F F F +F +F =+∑()[]4/11h h V V M P P P P L D F +++⨯⨯⨯=πμBA F 214BA i s F D p π==9109.3 KN3）盾尾密封的摩擦力（经验值，周向每米密封的摩擦力） （管片外径6.4m ）4）拖拉后配套的力 FNL （经验值）5）总推力计算ΣF=17943.3KN在盾构上坡和转弯时盾构的推力按直线水平段的1.5倍考虑，盾构的实际推力应为：ΣF=17943.3×1.5=26914.95KN盾构机实际配备推力：S -488/S -698盾构机实际推力分别为34210KN 和50668KN 。
均能满足盾构的实际需要.2、扭矩计算1）刀具切削扭矩推进速度：刀盘转速： （根据类似工程选取经验值） 刀盘每转切深：岩土的抗压强度： ；刀盘直径： Dd=6.68mT 1=0.5x[100x0.0667x(6.68x0.5)2]=37.2KNm214BA i s F D p π=2S 'F i s F D π=S'10/F KN m=KN F NL 750=h m V /8.4max =rpm n 2.1=cm n V h 67.6/max ==100u q KPa =()[]2max 15.05.0⨯⨯⨯⨯=d u D h q T2）刀盘自重产生的主轴承旋转反力矩:其中：刀盘自重：主轴承滚动半径：滚动摩擦系数：3）刀盘推力荷载产生的旋转阻力矩 其中：推力载荷 ；刀盘不开口率： a=0.4；刀盘半径；P t =0.4x3.14x3.34x102=428KNT 3=428x1.3x0.004=2.23KN.m4）密封装置摩擦力矩式中：密封与钢之间的摩擦系数：；密封的推力：；密封数：密封的安装半径：5）刀盘前表面上的摩擦力矩； g R G T μ⨯⨯=12570G KN =m R 3.1=004.0=g μ2570 1.30.00429.6.T KN m=⨯⨯=g t R P T μ⨯⨯=3d t P R P ⨯⨯⨯=2παm R 14.32=()1/2102/d h h P P P KN m =+=2142m m m R n F T ⨯⨯⨯⨯=μπ2.0=m μKPa F m 5.1=3=n m R m 25.11=mKN T m .8.825.135.12.02214=⨯⨯⨯⨯=π()d p P R T ⨯⨯⨯⨯⨯=32532μπα其中土层和刀盘间的摩擦系数：；T5=2/3x(0.7x3.14x0.15x3.343x102)=835KN.m6）刀盘圆周的摩擦反力矩其中刀盘边缘宽度：；刀盘圆周土压力：T 6=2x3.14x6.68x0.45x205x0.15=580KN.m7）刀盘背面的摩擦力矩刀盘背面的摩擦力矩由土腔室内的压力所产生，假定土仓室内的土压力为Pd8）刀盘开口槽的剪切力矩其中土的抗剪应力：在切削腔内，由于碴土含有水，取C=15KPa ，内摩擦角为 T 8=2/3x3.14x23x3.343x(1-0.7)=538KN.m9）刀盘土仓内的搅动力矩T 9其中刀盘支撑柱直径：；刀盘支撑柱长度；支撑柱数量刀盘支撑柱外端半径：；刀盘支撑柱内端半径：所以，刀盘总扭矩15.0=p μp z d P B D T μπ⨯⨯⨯⨯=26m B 45.0=()11/4205z h h v v P P P P P KPa =+++=()3722722.94.3p d T R P KN m απμ=⨯⨯⨯⨯⨯=()απτ-⨯⨯⨯⨯=132328R C T 15102523d C C P tg tg KPa τφ=+=+⨯︒=︒=5φ()b d z b n r r P L T ⨯+⨯⨯⨯=2/219φm b 6.0=φm L z 1.1=4=b n m r 4.12=m r 7.01=()m KN T .5.44442/7.04.136.1601.16.09=⨯+⨯⨯⨯=，此为额定扭矩。
盾构关键参数详细计算
第七节 关键参数的计算1．地质力学参数选取MCZ3-HG-063A 7-7-1，作为该标段盾32.5m ，盾构机壳体计算38.75m ，地下稳定水位2.5m 。
地质要素表 表7-7-1隧道基本上在<4－1>、<5Z-2>和<6Z-2>地层中穿过，为相对的隔水地层。
按上述条件对选用盾构的推力、扭矩校核计算如下：2.盾构机的总推力校核计算：土压平衡式盾构机的掘进总推力F ，由盾构与地层之间的摩擦阻力F 1、刀盘正面推进阻力F 2、盾尾内部与管片之间的摩擦阻力F 3组成，即按公式F=( F 1+F 2+F 3).K c式中：K c ——安全系数， 2.1 盾构地层之间的摩擦阻力F1计算可按公式 F1= *D*L*CC —凝聚力，单位kN/m 2 ，查表7-7-1，取C= 30.6kN/m2L—盾壳长度，9.150mD—盾体外径，D=6.25m得： F1=π*D*L*⋅C=3.14159⨯6.25⨯9.15⨯30.6＝ 5498 kN2.2 水土压力计算D——盾构壳体计算外径，取6.25m；L——盾构壳体长度，9.15m；pe1——盾构顶部的垂直土压。
按全覆土柱计算，为校核计算安全，采用岩土的天然密度ρ值计算。
qfe1——盾构机拱顶受的水平土压；qfe1＝λ×pe1pe2——盾构底部的垂直土压。
按全覆土柱计算，为校核计算安全，采用岩土的天然密度ρ值计算。
qfe2——盾构底部的水平土压。
qfe2＝λ×pe2qfw1——盾构顶部的水压qfw2——盾构底部的水压λ——侧压系数，取0.37；计算qfe1 qfe2qfw1qfw2pe1＝12×1.95×9.8＋13×1.88×9.8＋（32.5-12-13）×1.91×9.8 ＝609.2kN/m2pe2＝609.2 ＋6.25×1.91×9.8＝726.2 kN/m2qfe1＝0.37×609.2＝225.4 kN/m2qfe2＝0.37×726.2＝268.7 kN/m2qfW1＝(32.5-2.5) ×9.8＝294 kN/m2qfW2＝294+6.25×9.8=355.3 kN/m22.3 盾构机前方的推进阻力F 2作用于盾构外周和正面的水压和土压见图7-7-2所示。
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。
土压平衡盾构机土压力计算汇总课件
工程实例一：地铁隧道施工
总结词
复杂地质条件、高精度要求
详细描述
在地铁隧道施工中，土压平衡盾构机需要面对复杂的地质条件，如软土、硬岩、断层等。为了确保施工安全和隧 道质量，需要进行精确的土压力计算，以控制盾构机的推进力和出土量。
工程实例二：大型水管隧道施工
总结词
长距离、大埋深、高水压
详细描述
在大型水管隧道施工中，盾构机需要穿越较长的距离和深厚的土层。同时，还需要承受较高的水压力。 因此，土压力计算对于控制盾构机的推进力和保证隧道结构的稳定性至关重要。
工程实例三：城市综合管廊施工
总结词
狭窄空间、密集管线、环境保护要求高
VS
详细描述
在城市综合管廊施工中，盾构机需要在狭 窄的空间内穿越，同时需要避让众多的管 线。此外，由于城市环境的特殊性，对施 工过程中的环境保护要求较高。因此，土 压力计算需要更加精确，以防止对周围环 境和管线造成不良影响。
THANKS
感谢观看
02
在盾构机前方的土体中产生主动土压力，用于平衡前方土体的
重量。
主动土压力影响因素
03
与土的容重、土的厚度、土的摩擦角和内摩擦角等因素有关。
被动土压力计算
被动土压力计算公式
P_p = γ * h * tan(θ - φ)
被动土压力作用位置
在盾构机后方的土体中产生被动土压力，用于平衡后方土体的重 量。
土压力定义与类型
土压力定义
土压力是指土壤或其他地质体在 盾构机推进过程中对盾构机仓壁 产生的侧向压力。
土压力类型
主动土压力、被动土压力、静止 土压力等。
土压力计算方法
经典理论计算方法
基于土壤力学的基本原理，通过土壤的物理性质和盾构机的 几何参数进行计算。
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
土压力计算
土参数（1）地层类型：粉质粘土、粉土；（2）管片尺寸：内径5400mm、外径6000mm、宽1200mm；（3）软土层的土容重γ：取γ=20KN/m3；（4）土层的内摩擦角φ：φ=20°。
（5）粉质粘土层的粘聚力C：C=30.5KPa；（6）土层的静侧压力系数K：取K=0.25；（7）地面上置荷载P′：按20KN/m2考虑。
盾构机参数：（1）盾构的外径为：D=6250mm；（2）盾构长度：L=7400mm；（3）盾构的重量：W＝484t。
（4）盾构荷载：盾构荷载分布见图P e1——竖直土压；P e2——竖直抗力土压；P g——自重反压；q e1——盾构顶部水平土压；q e2——盾构底部水平土压；根据本标段盾构区间地层情况，本次计算取值以粉质粘土、粘土相关参数为准，按照隧道埋深最深考虑。
P e1=γH +P′=20×10.5+20=230KN/m2；P e2=P e1+γD=230+20×6.25=355KN/m2；P g＝4W/(πDL)=4×4840/(3.14×6.25×7.4)=133KN/m2；1）土压力确定采用主动土压力计算方法计算P=γ·H·tan2(45-φ/2) -2c·tan(45-φ/2)经计算P=0.0347 MPa；根据施工经验，盾构掘进实际土压力控制在1.3倍的理论值左右，即P=1.3×0.0347=0.0452MPa=4.52bar。
式中：H——掘削面上顶到地表的覆土厚度，H=10.5m3）刀盘中心受到土压力P=1.3×[γ·H2·tan2(45-φ/2) -2c·tan(45-φ/2)]=72.183Kpa根据施工经验，盾构掘进实际土压力控制在1.3倍的理论值左右.H2——刀盘中心距地表的距离F1=π(6.252×72.183×)/4=2213.42KN。
土压力计算
地层参数按《岩土勘察报告》选取，由于岩土体中基本无水，所以水压力的计算按水土合算考虑。
选取可能出现的最不利受力情况埋深断面进行计算。
根据洞门的纵剖面图，及埋深不大，在确定盾构机拱顶处的均布围岩竖向压力Pe 时，可直接取全部上覆土体自重作为上覆土地层压力。
盾构机所受压力：Pe =γh+ P0P01= Pe + G/DLP1=Pe ×λP2=(P+γ.D) λ h 为上覆土厚度，γ为土容重，γ=1.97 t/m3G 为盾构机重，G=360 tD 为盾构机外径，D=6.45 m ； L 为盾构机长度，L=8.0m ； P0为地面上置荷载，P0=2 t/m2； P01为盾构机底部的均布压力；P1为盾构机拱顶处的侧向水土压力；P2为盾构机底部的侧向水土压力；Pe=1.97×6.65+2=15.1t/m2P01=15.1+360/（6.45×8.0）=22.1t/m2 P1=15.1×0.47=7.1t/m2P2 =(15.1+1.97×6.45)×0.47=13.1t/m2盾构的推力主要由以下五部分组成：54321F F F F F F ++++=式中：F1为盾构外壳与土体之间的摩擦力 ；F2为刀盘上的水平推力引起的推力F3为切土所需要的推力；F4为盾尾与管片之间的摩阻力F5为后方台车的阻力3.0=μμ数，计算时取：土与钢之间的摩擦系式中：t F 5.6973.00.845.61.131.71.221.15411=⨯⨯⨯+++⨯=π）（）（d P D F 224π=为水平土压力式中：d P ，）（2D h P d +=λγm D h 875.9245.665.62=+=+ 2/1.9875.997.147.0m t P d =⨯⨯=t F 2971.945.64/22=⨯=）（π ）（C D F 234/π=式中：C 为土的粘结力，C=4.5t/m2t F 1475.445.6423=⨯⨯=）（πc c W F μ=4式中：WC 、μC 为两环管片的重量（计算时假定有两环管片的重量作用在盾尾内，当管片容重为2.5t/m3，管片宽度按1.2m 计时，每环管片的重量为19.3t ），两环管片的重量为38.6t 考虑。
土压盾构相关参数计算
盾构关键参数的计算1.1 说明盾构工作过程的力学参数计算是一个非常复杂的问题，由于地质因素、土层改良方法、掘进参数等一系列因素的影响，在盾构参数计算方法上存在很多不确定因素。
至今应用的盾构参数计算方法在很大程度上只是处于研究、探索阶段，甚至很大程度上是一些经验性的计算方法。
以下的计算在参考盾构生产厂家提供的有关计算资料及其它相关文献资料的基础上，根据南京地铁三号线地质勘察报告，结合我单位南京地铁二号线盾构施工经验，按照盾构厂商提供的设计方案来进行关键参数的校核计算。
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，在埋深最深处的隧道顶部的覆土厚度约为33m ，而在较浅处的隧道顶部距地面约为9.3m 。
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，并取两者中的最大值作为盾构计算的外部荷载。
在新庄站—市政府站区间最大埋深位置在K19+342处，此处隧道处于全断面岩层中，上部覆土为②-1b2-3、②-1c2-3、②-2b4、③-1h1-2、③-2b2、③-3e1、③-3a1-2地层，埋深约33m ，所以对盾构计算取此断面埋深为最大埋深值。
软土计算中地质参数均按照此断面的③-3a1-2号地层选取如下：岩土容重：3/9.18m KN =γ 岩土的内摩擦角：φ=17.60土的粘结力： c=47KN/m2覆盖层厚度： mH 33max =地面荷载：2020/P KN m =水平侧压力系数：45.0=λ盾构外径：m D 4.6= 盾构主机长度： m L 38.7= 盾构主机重量： W=350t 经验土压力系数：01K =松动土压（泰沙基公式）计算：()()()()1010/0/0111/B H tg K B H tg K s e P e tg K B c B P φφφγ--⨯+-⨯⨯-⨯=其中B1=R ×ctg[(45°+φ/2)/2] =3.2×ctg[(45°+17.6°/2)/2] =6.3m代入上式得 P5=︒⨯.617)3.6/319.18(3.6tg －×[1－e -1×tg17.6°×(33/6.3)]+20×e -1×tg17.6°×(33/6.3)=228.7(KN/m 2)计算两倍掘进机直径的全土柱土压： Pq=γ×2×D=18.9×2×6.4=242(KN/m2)q sP P >qP ∴取作为计算的数据。
盾构施工土压力确定
土压平衡盾构施工土压力的确定摘要：在土压平衡盾构施工中，设置合理的施工土压对控制地表沉降有非常重要的意义。
本文通过对地层土压力、水压力的计算原理分析，确定出土压平衡盾构施工土压力的设置方法，最后结合现场施工对设置方法进行简单的验证。
关键词：土压平衡盾构施工土压力确定1、概述土压平衡盾构工法具有对地面、地下环境影响小、掘进速度快、地表沉降小等特点，已经越来越多地应用于城市地铁施工领域。
土压平衡盾构施工中，合理设置施工土压对控制地表沉降有非常重要的意义。
土压平衡盾构施工过程中，施工土压力的设定遵循以下原则：a.土仓内的土压力应可以维持刀盘前方的围岩稳定，不致因土压偏低造成土体坍塌、地下水流失。
b.土仓内的土压应尽可能低，以降低掘进扭矩和推力，提高掘进速度，降低土体对刀具的磨损，以最大限度地降低掘进成本。
因此，对盾构土仓内的土压力值的确定，就显得十分重要。
2、地层土压计算地层压力的计算原理有多种，目前我国铁路隧道设计规范是在太沙基土压力理论的基础上，提出以岩体综合物性指标为基础的岩体综合分类法。
根据隧道的埋置深度不同，将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道；然后根据隧道的具体情况，采用不同的计算方式进行地层土压计算[1]。
2.1深埋隧道的土压计算对于深埋隧道，一般根据隧道围岩分类和隧道结构参数，按照《铁路隧道设计规范》的计算公式计算围岩竖直分布松动压力和水平松动压力。
地层的水平侧向力为：σ= q×0.41×1.79Sω水平侧向力式中，S—围岩级别，如Ⅲ级围岩，则S=3；ω—宽度影响系数，且ω=1+i（B-5）；B—隧道净宽度，单位以m计；i—以B=5m为基准，当B<5m时，取i=0.2，当B>5m，取i=0.1；q—根据围岩级别确定的水平侧压力系数，具体见表1：2.2.1主动土压力与被动土压力盾构隧道施工过程中，刀盘扰动改变了原状天然土体的静止弹性平衡状态，从而使刀盘附近的土体产生主动土压力或被动土压力。
盾构土压力计算
城市地铁盾构施工土压力选择随着北京2008年申奥成功，我国的城市地铁施工必将走向了一个崭新的一页。
城市地铁盾构施工具有快速、安全、对地面建筑物影响小等诸多优点，已经被越来越多的人们所认可。
在城市地铁盾构施工中，如何设置合理的土压，对于控制地表沉降有着至关重要的意义。
一、土压平衡复合式盾构机三种工况的简要介绍土压平衡复合式盾构有三种工况，即敞开式、半敞开式、土压平衡三种掘进模式。
地层围岩条件较好时，螺旋输送机伸入土仓，螺旋输送机的卸料口完全打开，土仓内不保持土压，维持刀盘、土仓、螺旋输送机之间的完全敞开，实现敞开式模式掘进。
当围岩稳定性变坏，工作面有坍塌时或有坍塌的可能，或地下涌水不能得到有效控制时，缩回螺旋输送机，关闭螺旋输送机的卸料口，压入压缩空气，土仓会被压力封闭，控制地下水的涌出，防止坍塌的进一步发生，即可实现半敞开式掘进模式；若水压力大或工作面不能达到稳定状态，则先停止螺旋输送机的出碴，切削下来的碴土充满土仓。
与此同时，用螺旋输送机排土机构，进行与盾构推进量相应的排土作业，掘进过程中，始终维持开挖土量与排土量的平衡来维持仓内碴土的土压力。
以土仓内的碴土压力抗衡工作面的土体压力和水压力，以保持工作面的土体的稳定，防止工作面的坍塌和地下水的涌出，从而使盾构机在不松动的围岩中掘进，确保不产生地层损失，实现土压平衡掘进模式。
二、掘进土压力的设定在选择掘进土压力时主要考虑地层土压，地下水压（孔隙水压），预先考虑的预备压力。
2.1地层施工土压在我国铁路隧道设计规范中，根据大量的施工经验，在太沙基土压力理论的基础上，提出以岩体综合物性指标为基础的岩体综合分类法，根据隧道的埋资深度不同，将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道。
再根据隧道的具体情况采用不同的计算方式进行施工土压计算。
2.1.1深埋隧道与浅埋隧道的确定深、浅埋隧道的判定原则一般以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则。
深埋隧道围岩松动压力值是根据施工坍方平均高度（等效荷载高度）确定的。
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内的土压力和开挖面的水土压力保持动态平衡。
如果密封仓内的土压力大于开挖面的水土压力，地表将发生隆起;反之，如果密封仓内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，得到适合西安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;土仓内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，土仓内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 的数值可通过室内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。
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城市地铁盾构施工土压力选择随着北京2008年申奥成功，我国的城市地铁施工必将走向了一个崭新的一页。
城市地铁盾构施工具有快速、安全、对地面建筑物影响小等诸多优点，已经被越来越多的人们所认可。
在城市地铁盾构施工中，如何设置合理的土压，对于控制地表沉降有着至关重要的意义。
一、土压平衡复合式盾构机三种工况的简要介绍土压平衡复合式盾构有三种工况，即敞开式、半敞开式、土压平衡三种掘进模式。
地层围岩条件较好时，螺旋输送机伸入土仓，螺旋输送机的卸料口完全打开，土仓内不保持土压，维持刀盘、土仓、螺旋输送机之间的完全敞开，实现敞开式模式掘进。
当围岩稳定性变坏，工作面有坍塌时或有坍塌的可能，或地下涌水不能得到有效控制时，缩回螺旋输送机，关闭螺旋输送机的卸料口，压入压缩空气，土仓会被压力封闭，控制地下水的涌出，防止坍塌的进一步发生，即可实现半敞开式掘进模式；若水压力大或工作面不能达到稳定状态，则先停止螺旋输送机的出碴，切削下来的碴土充满土仓。
与此同时，用螺旋输送机排土机构，进行与盾构推进量相应的排土作业，掘进过程中，始终维持开挖土量与排土量的平衡来维持仓内碴土的土压力。
以土仓内的碴土压力抗衡工作面的土体压力和水压力，以保持工作面的土体的稳定，防止工作面的坍塌和地下水的涌出，从而使盾构机在不松动的围岩中掘进，确保不产生地层损失，实现土压平衡掘进模式。
二、掘进土压力的设定在选择掘进土压力时主要考虑地层土压，地下水压（孔隙水压），预先考虑的预备压力地层施工土压在我国铁路隧道设计规范中，根据大量的施工经验，在太沙基土压力理论的基础上，提出以岩体综合物性指标为基础的岩体综合分类法，根据隧道的埋资深度不同，将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道。
再根据隧道的具体情况采用不同的计算方式进行施工土压计算。
深埋隧道与浅埋隧道的确定深、浅埋隧道的判定原则一般以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则。
深埋隧道围岩松动压力值是根据施工坍方平均高度（等效荷载高度）确定的。
根据经验，深、浅埋隧道分界深度通常为2〜倍的施工坍方平均高度，即Hp= （2〜）hq式中：Hp--深、浅埋隧道分界的深度hq-- 施工坍方平均高度，hq=x 26-S coS —围岩类别，如川类围岩，则S=3o—宽度影响系数，且o =1+i （B-5）B —隧道净宽度，单位以m计。
i —以B=5n为基准，B每增减im时的围岩压力增减率。
当B<5m寸，取i二，B>5m取i=。
深埋隧道的土压计算在深埋隧道中，按照太沙基土压力理论计算公式以及日本村山理论，可以较为准确的计算出盾构前方的松动土压力。
但在实际施工工程之中，可以根据隧道围岩分类和隧道结构参数，按照我国现行的《铁路隧道设计规范》中推荐的计算围岩竖直分布松动压力q 的计算公式：q= x 26-S YO丫一围岩容重地层在产生竖向压力的同时，也产生侧向压力，侧向水平松动压力C a由经验公式可得：(X a=E a X (J Za浅埋隧道的土压计算静止土压为原状的天然土体中，土处于静止的弹性平衡状态，这时的土压力为静止土压力。
在任一深度h处，土的铅垂方向的自重应力x z=Y h为最大主应力，而水平应力X x 二为最小主应力(如图所示)，其间存在如下关系：x x=k。
. x z=k。
. Y h式中:k。
为侧向土压力系数，k . = u /1- uu为岩体的泊松比。
计算地面以下深度为z处的地层自重应力x z，等于该处单位面积上土柱的质量。
如下图所示：X z = 丫l h l+ 丫2h2+ 丫3山 3 丫n h n=工丫i h i式中：丫i--第i层土的天然容重(地下水位以下一般采用浮容重)，kN/mLh i—第i层土的厚度，mn—从地面到深度z处的土层数。
静止侧向土压力系数k。
，即土的侧压力系数确定(1)经验值：砂：k。
二〜。
粘土k。
二〜。
(2)半经验公式，(目前一般在设计中采用雅基公式)（Jaky）（砂层）K 0= 1-si n ©Brooker 公式（粘性土层）K0=©'式中，K）:静止土压力系数。
© 、©'为土的有效内摩擦角。
（3）日本规范日本《建筑基础结构设计规范》建议，不分土的种类，k 均为在浅埋隧道的施工过程中，由于施工的扰动，改变了原状的天然土体的静止的弹性平衡状态，从而使刀盘前方土体产生主动或被动土压力。
在盾构机推进时，由于推力（土压力）设置偏低，工作面前方的土体向盾构机刀盘方向发生一个微小的移动或滑动，土体出现向下滑动的趋势或，为了抗拒土体向下滑动的趋势的产生，土体中的抗剪力逐渐增大。
当土体中的侧向应力减小到一定的程度，使土体中的抗剪强度得到充分发挥，此时土体中的侧向土压力减小到最小值，土体处于极限平衡状态，即主动极限平衡状态。
与此相应的土压力称为主动土压力Ea。
如下图所示：在盾构机推进时，由于推力（土压力）设置偏高，刀盘对土体的侧向应力逐渐增大，刀盘前部的土体出现向上滑动的趋势，为了抗拒土体向上滑动的趋势的产生，土体中的抗剪力逐渐增大。
土体处于另一极限平衡状态，即被动极限平衡状态。
与此相应的土压力称为被动土压力Ep如下图所示：根据盾构机的特点及盾构机施工的原理，结合我国铁路隧道设计施工的具体经验，施工采用朗金理论计算主动土压力与被动土压力。
当盾构机推力偏小，土体处于向下滑动的极限平衡状态，具体如下图所示：此时土体内的竖直应力c z 相当于大主应力a 1,水平应力c a 相当于小主应力C土压力。
画出土体的应力圆，此时水平轴上a 3处的E 点与应力圆在抗剪强度线切点M 的连线和竖直线间的夹角B 为破裂角。
由图可知:B =1/2 / ENM=1/2(90- ©) =45° - © 12a a = a a = a z tan 2 (45- ©/2 ) -2ctan (45o - ©/2 )式中，a z :深度为Z 处的地层自重应力，C ： 土的粘着力，Z ：地层深度，© :地层内部摩擦角当盾构机的推力偏大，土体处于向上滑动的极限平衡状态，具体如下图所示：此时刀盘前方的土压力a p 相当于大主应力a i ,而竖向应力a z 相当于小主应力a a 。
画出土体的应力圆，当应力圆与抗剪强度线相切时，刀盘前方的土体被破坏， 向前滑移。
此时作用在刀盘上的土压力a p 即土体的被动土压力。
破裂角B'由图可知:B' =1/2 / ENM=1/2(90+©) =45° +© /2 a p = a i = a z tan 2 (45o +©/2 ) +2ctan(45o +©/2 )式中，a z ：深度为z 处的地层自重应力，C ： 土的粘着力，Z ：地层深度，© : 地层内部摩擦角地下水压力计算与控制ao 水平应力a a 为维持刀盘前方的土体不向下滑移需要的最小土压力, 即土体的主动当地下水位高于隧道顶部，由于地层中孔隙的存在，从而形成侧向地下水压。
地下水压力的大小与水力梯度、渗透系数、渗透速度以及渗透时间有关。
在计算水压力时，由于地下水在流经土体时，受到土体的阻力，引起水头损失。
作用在刀盘上的水压力一般小于该地层处的理论水头压力。
在掘进过程中，由于刀盘并非完全幵口，而是中间有70〜80%的支挡结构，随着刀盘的不断往前推进，土仓内的压力介于原始的土压力值附近。
加上水在土中的微细孔中流动时的阻力。
故在掘进时地层中的水压力可以根据地层的渗透系数进行酌情考虑。
当盾构机因故停机时，由于地层中压力水头差的存在，地下水必然会不断的向土仓内流动，直至将地层中压力水头差消除为止。
此时的水压力为：a w=q X Y hq—-根据土的渗透系数确定的一个经验数值。
砂土中q=〜，粘性土中q=〜。
丫一水的容重h-地下水位距离刀盘顶部的高度。
在实际施工中，由于管片顶部的注浆可能会不密实，故地下水可能会沿着隧道衬砌外部的空隙形成过水通道，当盾构长时间停机时，必将形成一定的压力水头。
—a wi=q 砂浆X Y h wq 砂浆—- 根据砂浆的渗透系数和注浆的饱满程度确定的一个经验数值，一般取q=〜。
丫一水的容重h w—补强注浆处和刀盘顶部的的高差。
在计算水压力时，刀盘后部的水压力与刀盘前方的水压力取大值进行考虑。
预备压力由于施工存在许多不可遇见的因素，致使施工土压力小于原状土体中的静止土压力。
按照施工经验，在对沉降要求比较严格的地段计算土压力时，通常在理论计算的基础之上再考虑10〜20kg/m2（〜cm2的压力作为预备压力。
三、施工实例广州地铁二号线【越〜三区间隧道】盾构工程位于广州市越秀区和白云区，该工程全长米。
隧道上覆土厚度最大约28米，最小约9米。
隧道通过的地层软硬不均、复合交互、变化频繁。
区间隧道穿越地层大部分是中风化岩〈8〉、强风化岩〈7〉和微风化岩〈9〉，其次为全风化岩〈6〉和残积土层〈5-2〉。
整个区间隧道的地下水位较高，高岀隧道顶部8〜27米。
该工程穿越铁路车站轨道，对地表沉陷控制要求特别严格。
以下为前一段时间工地土压力理论计算值与实际土压值和掘进产生的沉降对应四、几点体会通过以上分析可知，由于刀盘对土体的推力不同，在土仓内产生的土压力不同, 土体中的侧向土压力的方向与大小也在不断的发生着变化。
被动土压力和主动土压力是侧向土压力的最大和最小的极限值。
而静止土压力介于两者之间，即Ep>Eo>E&当盾构机刀盘前方的土压力大于Ep, 土体被向盾构机移动，地面隆起。
当盾构机刀盘前方的土压力小于Ea时，土体向下滑动，可能引起地层和地面的沉降。
如下图：土压力管理与控制一般给出一个适当的范围。
根据施工所处的地段、地层、施工环境给出一个土压上限值，以及一个土压下限值。
地层地质状况良好、稳定性好，土压力低。
地层变化大，沉降要求高等条件下，土压力高。
（上限值）Pmax地下水压+ （静止土压或被动土压）+预备压力（下限值）Pmin=t下水压+ 主动土压在施工中，深埋隧道按照铁路隧道设计规范来考虑施工土压力时，一般得出的土压力都偏大。
如果地层地质状况良好，考虑盾构机外径1〜2倍以内的土压力较为合适。
在浅埋隧道施工时，为了使工作面前方的土体保持稳定的状态，不致因盾构掘进发生变形或产生移位的趋势，应以静止土压力为主要依据。
当隧道埋深不大或围岩极不稳定时时，可以用朗金理论计算主、被动土压力，从而来确定盾构施工的土压力值。
按照朗金理论计算的主动土压是考虑开挖面的稳定由土体本身强度来维持，是基于允许开挖面有一定的变形或移动，所以对于自稳性较差的地层、软弱或变形系数较大、容易失水的地层，以此理论考虑主动土压是偏小的，也是比较危险的。