盾构主要参数的计算和确定

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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盾构是一种地下隧道开挖机械，主要用于建设地下管道、地铁、隧道等。

盾构机的主要参数包括推进力、推进速度、刀盘直径、刀盘转速、排土能力等。

这些参数的计算和确定对于盾构机的运行和施工效果具有重要的影响。

首先，推进力是盾构机推动刀盘前进的力量。

推进力的确定需要考虑土壤的性质、刀盘直径、刀盘转速等因素。

一般来说，推进力的计算可以基于土壤力学参数和盾构机的特性进行估算。

土壤力学参数可以通过地质勘探和试验获得，而盾构机的特性包括刀盘直径、刀盘转速等，可以通过盾构机的设计参数和相关文献获得。

其次，推进速度是盾构机每单位时间的前进距离，影响了盾构机的工程进度和效率。

推进速度的计算可以通过推进力和阻力之间的平衡关系来实现。

阻力包括土压力、摩擦力、泥浆粘性力等因素。

推进速度的确定需要综合考虑土壤的力学性质、刀盘直径、刀盘转速等因素进行分析和计算。

刀盘直径是盾构机刀盘的直径，直接影响到盾构机的施工能力和效果。

刀盘直径的确定需要综合考虑地下隧道的设计要求、土壤的力学性质、盾构机的推进力等因素进行计算和确定。

一般来说，刀盘直径越大，盾构机的施工能力越强，但也会增加施工的阻力和难度。

刀盘转速是指刀盘转动的速度，直接影响到盾构机的掘进能力和切削效果。

刀盘转速的确定需要综合考虑土壤的硬度、刀盘直径、地下水位等因素。

一般来说，土壤硬度越大，刀盘转速越慢；刀盘直径越大，刀盘转速越大；地下水位越高，刀盘转速越慢。

排土能力是指盾构机排除掉土壤和岩石的能力，也是盾构机施工的重要参数之一、排土能力的计算可以通过刀盘的转速、刀盘的形状、泥浆的流速等因素进行分析和计算。

目前，常用的方法是通过实际施工数据和工程经验进行估算和确定。

综上所述，盾构主要参数的计算和确定需要综合考虑地质条件、土壤力学性质、盾构机的设计参数等因素。

在实际工程中，通常会进行一系列的试验和计算来确定最适合的参数，以提高盾构机的施工效率和质量。

盾构机主要参数

13
超前注浆系统
1.5m3/h (备选项)
14
随机通风系统
二次通风系统Æ600mm
15
供电系统
有
16
压缩空气系统
2 x 5.2m3/min @ 8bar空压机
序号
系统名称
参数说明
1
整体说明
地层土质种类
软岩和粘土
最小转弯曲线半径
250m
最大坡度
3.50%
2
整体
总长
9m (大约)
总重
370吨 (大约)
开挖直径
6,400mm
前盾外径
6,390mm
中盾外径
6,380mm
尾盾外径
6,370mm
盾尾间隙
45mm
装备总功率
1,650kW (大约)
最大掘进速度
80mm/min
行程
150mm
数量
14个
压力3Leabharlann 0bar型式被动式
最大行程差
150mm
最大转角
1.4度
5
管片安装器
类型
中心回转式
转速
0-1rpm
提升能力
120kN
径向行程
1,000mm
轴向行程
1,800mm
旋转角度
±200度
6
推进油缸
推力
42575kN
行程
2,000mm
数量 [台]
32个
工作压力
300bar
7
螺旋输送机
开挖、超挖直径
6,400mm/6,500mm
最大转速
0-1.5rpm
额定扭矩
4,616kNm
脱困扭矩

盾构及配套设备参数

★盾构机系统及参数★盾构机的主要尺寸及重量★后配套台车组盾构后配套设备主要技术参数主梁单片：22T（加30.5m×2轨道-43轨）支腿单片：2.5T×4台车单台：4.0T×4下端横梁：3.5T×2天车重量：38T四、编组车辆六、通风机序项目技术参数备注号1 型号2 隧道通风机2×55kw 轴流或防爆局扇七、充电器序项目技术参数备注号1 充电器型号KCA01-100/2752 交流输入电压380V 10% 三相三线制3 额定直流电流100A4 电压调整范围275V5 外形尺寸730×600×1760mm6 进线电源接入A/B/C三相按照正相序接入2009年10月10日轴流式通风机型号规格：BD(K)系列及BK系列风机的特点：范围宽、效率高，性能曲线无明显驼峰，风机无明显喘振现象。

整机体积小，且不需建反风系统，风机直接反转反风量为正常风量的60%以上。

另外风机叶轮与电机采用直联方式。

结构上BD(K)系列为双叶轮对旋式、BK系列为单叶轮单级式，它们的叶片安装角度均为可调式，其中BD(K)系列可在48°/36°、45°/33°、42°/30°、39°/27°、36°/24°五组合角度间任意调整，BK系列可在27°、30°33°、36°、39°、42°六角度间任意调整。

转动部分为电机内置结构，电机的通风散热介质与风机输送的介质相互隔离，保证装置的安全性及高效性。

另外，根据生产需要，对旋风机也可单机运行，对旋风机比单机运转可增加风量45-70%，增加风压100-192%，与双机串联运转比，风量可增加速25%，风压可增加50%左右，对中高阻力矿井增加更为显著。

煤矿防爆局扇风机型号规格：DSFA、JSFA系列风机的特点：由于叶片采用先进的机翼扭曲技术，并结合风机在每个工况点的最高点功率，设计出现行的科学安装角度，使"局扇风机易烧毁"的结论成为历史！"安全、耐用"煤矿防爆主扇风机型号规格：BD(K)、BK系列风机的特点：新型、高效、节能、低噪。

盾构及配套设备参数

整机体积小，且不需建反风系统，风机直接反转反风量为正常风量的60%以上。

另外风机叶轮与电机采用直联方式。

转动部分为电机内置结构，电机的通风散热介质与风机输送的介质相互隔离，保证装置的安全性及高效性。

盾构掘进及主要参数计算

12:33
广州盾建
—3—
盾构掘迚过秳应及时处理的异常情况：
12:33
广州盾建
—4—
12:33
广州盾建
—5—
3.1 盾构掘迚模式
盾构的“模式”是根据特定的斲工环境，为确保开挖面稳定所采用的最有效的“出碴”斱式。
“模式”是盾构土仓出渣的一种操作斱式。
土压平衡盾构的 “模式”可分为敞开式、半敞开式、闭胸式三种。
泥水盾构模式可分为泥水平衡模式(直接控制模式) 和气压复合模式(间接控制模式或D模式)两种。
目前已经出现了双模式盾构，既具有泥水平衡模
式又具有土压平衡模式。
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广州盾建
—6—
土压平衡盾构的 3种平衡模式
12:33
敞开式模式
土压平衡模式
加气模式
土压平衡盾构的 “模式”可分为敞开式、半敞开式、闭胸式三种。
砂土的 λ值为0.35～0.45；粘性土的 λ值为0.5～ 0.7，也可利用半经验公式： λ =1-sin（φ）
其中 φ为土的有效内摩擦角，一般为12°～25°
当隧道上斱有多局土时，应采用加权平均值计算上部土压力（ λ 叏哪一局值？）：
00:18
广州盾建
14
上部土压力计算示意图
±0.00
h
盾构机
D
隧道外径6.0
00:18
广州盾建
盾构外径φ 6.25
—15—
③ 松弛土压力的计算
当隧道埋深较大，因土体在隧道上斱形成拱效应，上部土压力丌会完全作用于开挖面。
可按太沙基（Terzaghi）理论计算盾构所叐的垂直载荷。即松动圈高度ha：
ha
BC/ tg
1

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。

盾构法概念及盾构的基本组成和基本参数

《地下铁道》7.1 盾构法概念及盾构的基本组成和基本参数隧道与地下工程系7.1 盾构法概念及盾构的基本组成和基本参数■概述◆在流砂、淤泥类、软弱地层及复杂的城市地层中修建地下铁道时，采用盾构法施工，是一种有效的措施。

这种方法能确保施工安全和作业机械化，施工速度快。

27.1 盾构法概念及盾构的基本组成和基本参数2.基本工作原理◆盾构施工时，先在隧道某段的一端建造竖井，盾构在竖井内组装完成;◆然后从竖井的墙壁开孔处出发，在地层中沿着隧道设计路线推进，在推进过程中不断地从开挖面排出适量的土体。

◆盾构推进中所受到的地层阻力通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌管片上，再传至竖井的后靠壁。

◆1970年代日本及德国针对在城市建设区域的松软含水地层中由于盾构施工所引起的地表沉陷、研究高精度钢筋混凝土衬砌和接缝防水等技术问题，并研制了各种新型的衬砌和防水技术，以及局部气压式、泥水加压式和土压平衡式等新型盾构及相应的工艺和配套设备。

1.国外发展简介近10多年来世界上采用盾构法建造的几座著名隧道：◆英法海峡隧道(全长48.5km，海底段37.5km)◆日本东京湾公路隧道(长9.4km)◆丹麦斯多贝尔特大海峡隧道(长7.9km)2.我国盾构技术的发展◆我国于1956年在海州露天矿用直径2.6m的盾构在砂土层开凿了疏水巷道。

◆上海从1960年用不同类型盾构成了一批地铁区间隧道、水底公路隧道、地下人防通道、引水隧道、排水隧道、电缆隧道等工程。

◆1980年，上海进行了地铁1号线试验段施工，研制了一台直径6.41m的刀盘式盾构，在淤泥质粘土地层中掘进隧道1230m。

◆1987年上海隧道股份公司研制成功了我国第一台直径4.35m的加泥式土压平衡盾构，穿越黄浦江底粉砂层，掘进长度583m。

2.我国盾构技术的发展◆我国盾构隧道施工技术在1990年代以来得到了较大发展。

◆1990年上海地铁1号线工程全线开工，18km区间隧道采用7台直径6.34m土压平衡盾构掘进。

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。
中煤隧道工程有限公司 Coal Tunnel Engineering Co.,Ltd.
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）
中煤隧道工程有限公司 Coal Tunnel Engineering Co.,Ltd.
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

盾构的主要技术性能和参数

2、盾构各部分的主要功能
（1）、刀盘。用于开挖土体，同时也具有搅拌泥土的功能。可以通过正反旋转，以便过载保护和纠正盾构机体的回转姿态。
（2）、注水、注泥设备。当盾构在进、出洞土体加固区推进或遇较大硬质障碍物时，需注水以降低刀盘正面阻力和刀盘摩擦产生的热量，保护刀头。盾构在流动性大、透水性强的砂层中推进时，应向密封舱内注入粘土泥浆，改良渣土，以维持土压平衡工作的必要条件。
压进力×起吊力
216kN×172kN(22tf×17.5tf)
螺旋输送机
壳体外径
Ф711.2 mm
螺旋输送机直径×螺距
Ф650 mm×P600 mm
旋转速度
最大18 rpm
回转扭矩
最大37.7kNm×19.1MPa；(3800kgfm×195kgf/cm2)
排土量
最大191m3/h(100%时)
项目
（8）、人行闸。通过变换气压使人员从中通过，到前方清除推进障碍物、更换刀片或进行其他检修作业。
（9）、后配台车。门式结构，中间为通道，两侧车架用以安装机电设备及其他构配件。车架和盾构之间通过双梁连接，使之与盾构机体同步跟进。
四、盾构的主要技术参数
1、FCB土压平衡式盾构的主要技术参数
项目
技术参数
R)控制盘
#3
6,100
L)液压泵/阀,同步注浆清洗设备
R)给脂泵/尾封油脂泵
#4
6,100( L )
6,500( R)
L)液压泵/阀,油箱
R)高压变压器
#5
6,500
L)用户电缆
R)用户电缆
注水、注泥压入点
大刀盘
3个
密封仓
4个
螺旋机
3个

盾构掘进主要参数计算方式

盾构掘进主要参数计算方式目录1、纵坡 (3)2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法 (4)2.1深埋隧道土压计算 (5)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： (6)2.3地下水压力计算 (7)2.4案例题 (8)2.4.1施工实例1 (8)2.4.2施工实例2 (10)3、盾构推力计算 (12)4、盾构的扭矩计算 (12)1、纵坡隧道纵坡：隧道底板两点间数值距离除以水平距离如图所示：隧道纵坡=（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：σ初步设定=σ水平侧向力＋σ水压力＋σ调整式中，σ初步设定－初步确定的盾构土仓土压力；σ水平侧向力－水平侧向力；σ水压力－地层水压力；σ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。

2.1深埋隧道土压计算深埋隧道σ水平侧向力= q ×0.41×1.79S ωq —水平侧向力系数见表1表1 水平侧压力系数表围岩分类 Ⅰ～Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 水平侧压力系数q1/61/6～1/31/3～1/21/2～1i=0.2，当B>5m ，取i=0.1；S —围岩级别，如Ⅲ级围岩，则S=32.2浅埋隧道的土压计算 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。

盾构选型及参数计算方法

盾构选型及参数计算方法盾构选型及参数计算方法1.1、序言盾构是一种专门用于隧道工程的大型高科技综合施工设备，它具有一个可以移动的钢结构外壳（盾壳），盾构内装有开挖、排土、拼装和推进等机械装置，进行土层开挖、碴土排运、衬砌拼装和盾构推进等系列操作，使隧道结构施工一次完成。

它具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点，从松散软土、淤泥到硬岩都可应用，在相同条件下，其掘进速度为常规钻爆法的4～10倍。

较长地下工程的工期对经济效益和生态环境等方面有着重大影响，而且隧道工程掘进工作面又常常受到很多限制，面对进度、安全、环保、效益等这些问题，使用盾构机无疑是最好的选择。

些外，对修建穿越江、湖、海底和沼泽地域隧道，采用盾构法施工，也具有十分明显的技术和经济优势。

采用盾构法施工，盾构的选型及配置是隧道施工中关键环节之一，盾构选型应根据工程地质水文情况、工期、经济性、环境保护、安全等综合考虑。

盾构的选型及配置是一种综合性技术，涉及地质、工程、机械、电气及控制等方面。

1.2盾构机选型主要原则1.2.1盾构的选型依据盾构选型主要应考虑以下几个因素：1）工程地质、水文条件及施工场地大小。

2）业主招标文件中的要求。

3）管片设计尺寸与分块角度。

4）盾构的先进性、适应性与经济性。

5）盾构机厂家的信誉与业绩。

6）盾构机能否按期到达现场。

1.2.2 盾构的型式1）敞开式型盾构敞开式型盾构是指盾构内施工人员可以直接和开挖面土层接触，对开挖面工况进行观察，直接排除开挖面发生的故障。

这种盾构适用于能自立和较稳定的土层施工，对不稳定的土层一般要辅以气压或降水，使土层保持稳定，以防止开挖面坍塌。

有人工开挖盾构、半机械开挖盾构、机械开挖盾构。

2）部分敞开式型盾构部分敞开式型盾构是在盾构切口环在正面安装挤压胸板或网格切削装置，支护开挖面土层，即形成挤压盾构或网格盾构，施工人员可以直接观察开挖面土层工况，开挖土体通过网格孔或挤压胸板闸门进入盾构。

盾构掘进主要参数计算方式

盾构掘进主要参数计算方式Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】目录1、纵坡隧道纵坡：隧道底板两点间数值距离除以如图所示：隧道纵坡=（200-100）/500=2‰注：规范要求长达隧道最小纵坡>=%,最大纵坡=<%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～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： σ初步设定=σ水平侧向力＋σ水压力＋σ调整式中，σ初步设定－初步确定的盾构土仓土压力； σ水平侧向力－水平侧向力； σ水压力－地层水压力； σ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。

深埋隧道土压计算深埋隧道σ水平侧向力= q ××ω q —水平侧向力系数见表1i=，当B>5m ，取i=；S —围岩级别，如Ⅲ级围岩，则S=3浅埋隧道的土压计算 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。

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。