5土压平衡盾构机土压力计算汇总

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土压平衡式盾构周围的土压力分析

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分方程，并应用了混合单元离散模型，可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形；尤其在
材料的弹塑性分析、大变形分析，该程序能较好地模拟地层材料在达到强度极限或屈服极限时发生的破
坏或塑性流动的力学行为，在岩土工程特别是地下
ｇｅｈｔｔｅｃｌｕａｉｎｍｅｈｄｉｏｒｃｆｒｃｍｐｒｎｈｕｓｔａｈａｃｌｔｔｏｃｒｅｔａｔｏａｉｇｔｅｏｓｅ
所以，有限元、有限差分等数值计算方法已在工程技
术领域占有重要地位，在岩土工程领域已出现多个优秀的计算软件。在现场的实际监测过程中，只能
示测点所在平面。计算中采用非线性莫尔库伦模型。
监测盾构周围土体中有限几个点的水平土压力，测
点以外的土压力是未知的，况且在土体中的任意一点都有六个应力分量，即，，，，，；ｒ但
建模过程和计算方法是正确合理的。
１应力场的数值计算
本文的计算以上海市轨道交通６号线滨州路站
一
关键词
城市轨道交通，盾构隧道，土压力，拟计算模
Ｔ３；Ｕ５．３Ｕ４２４５４
成山路站盾构隧道为实例。为了检验计算的可靠
中圈分类号
性，还进行了实际监测。在计算中采用ＦＡ３ＬＣＤ软件对区间的盾构隧道施工过程进行模拟计算，模拟
分程序，采用显式有限差分格式来求解场的控制微
ｏｈｒｎ．ｓｅａｎｅｓｄｆｓｉｌｃｉｅｂｓｆｔｅｆｏｔｉｎｄｕｄｒｉｅｏｈｅｄｍａｈｎｙｕｉｄｇｎ

土压平衡盾构土仓压力设定与控制(PPT 53页)

则：p仓1=p仓1’=2c仓tg(45°+φ仓/2)， p仓2=p仓2’=γ仓Dtg2(45°+φ仓/2)+2c仓tg(45°+φ仓/2)
土仓内土体是开挖面土体经刀盘切削后，受不同程度压缩和混合后的重塑土，土仓内土体物理力学性质与开挖面土体相比发生了一定的变化。
盾构土仓相对密闭，无法从土仓内采集出可试验的土体，土仓内土体γ仓、c仓、φ仓和K0仓等物理力学指标无法通过试验等手段得出，因此土仓内土压力无法采用上述方法进行计算，不能作为土仓压力设定的依据。尽管如此，对出土情况分析并参考经验数据估计土仓内土体的物理力学指标，采用现有的土压力理论对土仓内土压力进行估算，其结果可应用于土仓压力控制。
2.8 被动土压力
3 土压力计算方法与分析
3.1 建立计算模型隧道上方地面水平、地层均匀，土体自重应力q。假定盾构土仓内充满碴土，土压力按线性分布。
q
p土1
p仓1
p 仓 1’ F
p土2
p仓2
F p仓2 ’
3.2 土压力类型分析盾构土仓隔板支挡着土仓内的土体，土仓内土体
土仓压力是利用开挖下来的碴土充满土仓来建立的，通过使开挖的碴土量与排出的碴土量相平衡的方法来保持。必须使开挖土体充满土仓，并使排土量与开挖土量相平衡。
由于围岩的土量或碴土容重会有一定的变化，另外，由于添加剂的种类、添加量或排土方式等因素的影响，碴土的容重也会发生变化，所以要恰当地掌握排土量是比较困难的。仅单独根据排土量的管理来控制开挖面坍塌或地基沉降是困难的，最好是根据土仓压力管理和开挖土量管理同时进行。
p土2=(q+γD)tg2(45°-φ/2)-2ctg(45°-φ/2)。（3）被动土压力时，p土=(q+γh)tg2(45°+φ/2)+2ctg(45°+φ/2) 则：p土1=qtg2(45°+φ/2)+2ctg(45°+φ/2) ，

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 。

盾构掘进主要参数计算方式精编版

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×0.41×1.79Sωq—水平侧向力系数见表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。

土压平衡盾构机土压力计算汇总课件

土压平衡盾构机土压力计算汇总课件
目录
• 土压平衡盾构机概述 • 土压力计算基本理论 • 土压平衡盾构机土压力计算 • 土压平衡盾构机土压力控制 • 土压平衡盾构机土压力计算实例
01
土压平衡盾构机概述
定义与特点
定义
土压平衡盾构机是一种隧道掘进设备，通过盾构机的切削和推进作用，实现隧道挖掘和衬砌。
根据地质勘察资料和施工经验，预先设定切口水压和排土压力的参考值，并在推进过程中根据实际情况进行调整。
实时反馈控制
通过传感器监测盾构机切口水压和排土压力，以及地表沉降和隆起等参数，实时反馈到控制系统，对切口水压和排土压力进行调整。
土压力控制技术
压力传感器技术
在盾构机刀盘、切口水压和排土压力处安装压力传感器，实时监测土压变化，为控制系统提供反
被动土压力影响因素
与土的容重、土的厚度、土的摩擦角和内摩擦角等因素有关。
静止土压力计算
静止土压力计算公式
P_s = γ * h * tan(φ)
静止土压力作用位置
在盾构机下方的土体中产生静止土压力，用于平衡下方土体的重量。
静止土压力影响因素
与土的容重、土的厚度、土的内摩擦角等因素有关。
04
土压平衡盾构机土压力控制
土压力控制原理
土压力平衡
土压平衡盾构机通过控制切口水压和螺旋输送器的排土压力，使开挖面土压与盾构周围土压保持平衡，以减少地表沉降和隆起。
土压力分布
土压力在盾构机推进过程中是动态变化的，根据地质条件、推进速度和切削刀具状态等因素，合理调整切口水压和排土压力，确保土压力的稳定。
土压力控制策略
预设值控制
特点
土压平衡盾构机具有对地层适应性较强、施工效率高、对周围环境影响较小等优点，广泛应用于地铁、铁路、公路等隧道工程建设。

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。

土压平衡盾构土仓压力设定与控制

土压平衡盾构土仓压力设定与控制土压平衡盾构是一种用于地下隧道开挖的先进施工技术。

在盾构机挖进土体的过程中，为了保证人员和设备的安全，需要通过设定和控制土仓压力来保持平衡。

本文将介绍土压平衡盾构土仓压力的设定与控制的方法。

一、土压平衡盾构土仓压力设定的目标土压平衡盾构土仓压力设定的目标是在盾构机挖进土体的过程中，保持土压平衡，即土压力与地下水压力之间的差值不超过一定范围。

这样可以有效控制土体的变形和沉降，保证隧道的稳定施工。

二、土压平衡盾构土仓压力设定的方法1. 理论计算法：根据盾构机的挖进速度、土体性质和地下水压力等参数，通过理论计算得出合理的土仓压力设定值。

这种方法相对简单，但需要精确的参数输入和土质性质的准确评估。

2. 经验法：根据历次相似工程经验，结合地质勘察结果，设定合适的土仓压力。

这种方法适用于类似地质条件下的盾构施工，但需要经验丰富的专业人员进行判断。

3. 反馈控制法：利用传感器测量土仓压力和地下水压力，通过实时反馈控制系统对土仓压力进行调整。

这种方法可以根据实际情况灵活调整土仓压力，但需要高精度的传感器和快速响应的控制系统。

三、土压平衡盾构土仓压力控制的方法1. 主动控制：根据土仓压力设定值，通过改变土仓内部的工作压力来控制土仓压力的变化。

这种方法可以实现对土仓内部的土体压力进行主动调节，但需要有稳定的供土系统和准确的土压力控制装置。

2. 被动控制：在土仓内设置排土管，通过调节排土管的开闭程度来控制土仓压力的变化。

这种方法相对简单，但需要准确把握土仓内外土体的平衡关系，以防止排土管过度开启引起土层失稳。

3. 水封控制：在土仓与盾尾之间设置水封装置，通过调节水封压力来控制土仓压力的变化。

这种方法可以实现对盾尾处土仓压力的有效控制，但需要稳定的供水系统和精确的水封装置。

四、土压平衡盾构土仓压力设定与控制的注意事项1. 土仓压力设定值应根据实际地质条件和施工需求进行合理确定，避免过大或过小造成隧道沉降或土体塌陷。

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。

盾构机土压力计算

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。

5土压平衡盾构机土压力计算

平均土压力=（上部土压力+下部土压力/2）*1.3 计算土压力时依据断面图依上到下分层逐个计算注：盾构施工土压力是个动态管理，要根据现场实际测量增大或减少土压力。
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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
三、土压力的计算
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 ＝ k0 γz （2）（2）式中σx为水平静止土压力，k。为土的静止侧压力系数，对于砂土可取经验值0．34～0．45，黏性土0．50～0．70，或者按照半经验公式计算 k0 =1一sinψ （3） (3)式中ψ为土的有效内摩擦角。 (4)容重=密度*g,单位是KN/立方米
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。

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。

土压平衡盾构土仓压力

土压平衡盾构土仓压力随着城市建设的不断发展，地下建筑的建设也变得日益重要。

在地下建筑中，盾构隧道在城市道路、地铁、隧道等领域中广泛应用。

在盾构隧道施工过程中，一项重要的技术就是土压平衡盾构技术。

在这种技术中，土仓是土压平衡盾构中的关键设备之一，其作用是保证施工中隧道周围的土壤不塌方，防止地面陷落和损害建筑物。

土压平衡盾构主要是通过将机械盾构机推进至需要建设的地下空间，然后沿着斜向或水平方向钻进土壤中。

在钻进土壤的同时，机械盾构机利用盾构机前端的盾构壳将土层推挤到机械盾构机后方的土仓中。

随着机械盾构机不断前进，土仓中的土壤不断增加，从而形成了一种动态平衡的土压力，它避免了地下空间中的水和泥浆流入到隧道中，同时也保证了施工安全。

在土压平衡盾构技术中，土仓压力是一个重要的参考指标。

如果土仓的压力太小，就可能会导致隧道周围的土层发生坍塌，从而影响施工进程。

反之，如果土仓的压力太大，就容易导致管片的破损和变形等情况。

因此，在施工前需要对应的建筑工程材料和设备进行检查和测试，以确保施工过程中土仓压力的稳定性。

在土仓压力测试中，一种常用的方法是使用压力传感器。

压力传感器可安装在机械盾构机的土仓内，通过数值读出土仓内的实时压力情况，并将数据传送给控制中心。

控制中心可根据这些数据调节土仓中的土壤流动速度，以保持土仓压力的平衡。

除了使用压力传感器之外，还可以使用闸阀和刮板等装置来控制土仓的土壤流动速度和方向。

通过调整闸阀和刮板的位置，可以控制土仓中土壤的流动和停留时间，从而达到平衡土仓内的压力的目的。

土压平衡盾构技术的应用已经相当成熟，但施工过程仍然存在不可预知的因素，这些因素可能会对土仓压力造成影响，进而影响施工的安全与效率。

因此，在土仓压力测试过程中，需要密切关注测试数据的变化及其原因，并及时调整施工方案，确保隧道施工进程的稳定。

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。

土压平衡盾构土仓压力设定与控制

土仓压力稳定性评估：评估土仓压力稳定性
土仓压力控制效果评估：根据土仓压力稳定性评估结果，评估土仓压力控制效果
评估结果分析
土仓压力设定：根据土质、地层条件等因素设定
控制效果：通过监测和控制土仓压力，确保盾构机正常工作
评估方法：采用数值模拟、现场监测等方法进行评估
评估结果：土仓压力控制效果良好，提高了盾构机的工作效率和安全性
施工工艺：盾构机推进速度、出土量、注浆量等
安全因素：土仓压力过高或过低对盾构机及施工人员的影响
经济因素：土仓压力设定对施工成本、工期的影响
土仓压力控制技术
控制技术分类
压力控制技术：通过控制土仓压力，确保盾构机正常工作
流量控制技术：通过控制土仓流量，确保盾构机正常工作
土仓压力设定与控制实践案例
案例选择原则
选择具有代表性的案例，能够反映土仓压力设定与控制的实际情况选择具有挑战性的案例，能够展示土仓压力设定与控制的难点和问题选择具有创新性的案例，能够展示土仓压力设定与控制的新方法和新技术选择具有实际应用价值的案例，能够为土仓压力设定与控制的实践提供参考和借鉴
压力设定步骤：首先确定土仓压力初始值，然后根据实际推进情况调整压力设定值
压力设定注意事项：避免土仓压力过大导致盾构机推进困难，避免土仓压力过小导致盾构机推进不稳定
压力设定影响因素
土质：土的性质、密度、含水量等
盾构机性能：盾构机的类型、尺寸、速度等
施工环境：地下水位、地层稳定性、地下水压力等
土仓压力稳定性：土仓压力保持稳定，避免过大波动
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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。

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。

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。

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。