盾构机刀盘参数

盾构机刀盘参数

一、刀盘类型

盾构机刀盘是盾构机的核心部件之一,根据不同的工程需求和地质条件,刀盘可以分为多种类型。常见的刀盘类型有开式刀盘、封闭式刀盘和混合式刀盘。

1. 开式刀盘

开式刀盘适用于地质条件较好的工程,刀盘中心开放,便于土层进入刀盘,减小土层阻力。开式刀盘通常由刀头、刀臂和刀盘壳体组成,刀头采用硬质合金制成,具有良好的耐磨性和抗冲击性。

2. 封闭式刀盘

封闭式刀盘适用于地质条件较差的工程,刀盘中心封闭,避免土层进入刀盘,减小刀盘磨损和故障率。封闭式刀盘通常由刀头、刀臂、刀盘壳体和密封装置组成,密封装置能有效防止泥水进入刀盘,延长刀盘使用寿命。

3. 混合式刀盘

混合式刀盘结合了开式刀盘和封闭式刀盘的优点,在不同的地质条件下灵活应用。混合式刀盘通常具有可调节的开合机构,可以根据实际情况选择开放或封闭的状态,以适应不同地层的掘进需求。

二、刀盘直径

刀盘直径是刀盘的重要参数,直径的选择与盾构机的工程要求密切

相关。刀盘直径的大小直接影响盾构机的推力和刀盘的承载能力。1. 小直径刀盘

小直径刀盘适用于直径较小的隧道掘进工程,如市政管网、地铁站台等。小直径刀盘具有结构紧凑、操作灵活的特点,适合在有限空间内进行作业。

2. 中直径刀盘

中直径刀盘适用于中等规模的隧道工程,如城市地铁、铁路隧道等。中直径刀盘具有推力和承载能力较大的特点,能够应对一定规模的地质变化和水压力。

3. 大直径刀盘

大直径刀盘适用于大型隧道工程,如跨海隧道、山岭隧道等。大直径刀盘具有强大的推力和承载能力,能够应对复杂的地质条件和高水压力,但也对盾构机的功率和控制要求提出了更高的要求。

三、刀盘转速

刀盘转速是刀盘的另一个重要参数,合理的转速选择可以提高盾构机的掘进效率和刀盘的使用寿命。

1. 低速刀盘

低速刀盘适用于较硬的岩石地层,转速较低能够提供更大的切削力,效果更好。低速刀盘适合用于大直径刀盘,能够更好地控制刀盘的承载能力和切削效果。

2. 中速刀盘

中速刀盘适用于一般的地质条件,转速适中,能够平衡刀盘的切削效果和刀盘的磨损。中速刀盘是较为常见的刀盘类型,在大多数工程中都能发挥良好的掘进效率和使用寿命。

3. 高速刀盘

高速刀盘适用于软土地层或泥浆地层,转速较高能够提供更好的切削效果。高速刀盘适合用于小直径刀盘,能够更好地控制刀盘的故障率和切削效率。

总结:

盾构机刀盘的参数选择是根据具体的工程需求和地质条件来确定的。刀盘类型、刀盘直径和刀盘转速都是影响刀盘性能和掘进效果的重要因素。合理选择刀盘参数可以提高盾构机的掘进效率、降低故障率,并确保工程的顺利进行。

盾构机刀盘参数

盾构机刀盘参数 一、刀盘类型 盾构机刀盘是盾构机的核心部件之一,根据不同的工程需求和地质条件,刀盘可以分为多种类型。常见的刀盘类型有开式刀盘、封闭式刀盘和混合式刀盘。 1. 开式刀盘 开式刀盘适用于地质条件较好的工程,刀盘中心开放,便于土层进入刀盘,减小土层阻力。开式刀盘通常由刀头、刀臂和刀盘壳体组成,刀头采用硬质合金制成,具有良好的耐磨性和抗冲击性。 2. 封闭式刀盘 封闭式刀盘适用于地质条件较差的工程,刀盘中心封闭,避免土层进入刀盘,减小刀盘磨损和故障率。封闭式刀盘通常由刀头、刀臂、刀盘壳体和密封装置组成,密封装置能有效防止泥水进入刀盘,延长刀盘使用寿命。 3. 混合式刀盘 混合式刀盘结合了开式刀盘和封闭式刀盘的优点,在不同的地质条件下灵活应用。混合式刀盘通常具有可调节的开合机构,可以根据实际情况选择开放或封闭的状态,以适应不同地层的掘进需求。 二、刀盘直径 刀盘直径是刀盘的重要参数,直径的选择与盾构机的工程要求密切

相关。刀盘直径的大小直接影响盾构机的推力和刀盘的承载能力。1. 小直径刀盘 小直径刀盘适用于直径较小的隧道掘进工程,如市政管网、地铁站台等。小直径刀盘具有结构紧凑、操作灵活的特点,适合在有限空间内进行作业。 2. 中直径刀盘 中直径刀盘适用于中等规模的隧道工程,如城市地铁、铁路隧道等。中直径刀盘具有推力和承载能力较大的特点,能够应对一定规模的地质变化和水压力。 3. 大直径刀盘 大直径刀盘适用于大型隧道工程,如跨海隧道、山岭隧道等。大直径刀盘具有强大的推力和承载能力,能够应对复杂的地质条件和高水压力,但也对盾构机的功率和控制要求提出了更高的要求。 三、刀盘转速 刀盘转速是刀盘的另一个重要参数,合理的转速选择可以提高盾构机的掘进效率和刀盘的使用寿命。 1. 低速刀盘 低速刀盘适用于较硬的岩石地层,转速较低能够提供更大的切削力,效果更好。低速刀盘适合用于大直径刀盘,能够更好地控制刀盘的承载能力和切削效果。

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F

1+刀盘面板推进阻力F 2+管片与盾尾间摩擦力F 3+切口环贯入地层阻力F 4+转向阻力F 5+牵引后配套拖车阻力F6盾壳与周边地层间阻力F 1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F 2,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F 3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T 1+刀盘自重形成的轴承旋转反力矩T 2+刀盘轴向推力形成的旋转反力矩T 3+主轴承xx装置摩擦力矩T 4+刀盘前面摩擦扭矩T 5+刀盘圆周摩擦反力矩T 6+刀盘背面摩擦力矩T 7+刀盘开口槽的剪切力矩T8刀盘切削扭矩T 1中的切削土的抗压强度q

盾构机刀盘结构的参数化设计与优化

盾构机刀盘结构的参数化设计与优化 盾构机刀盘是盾构机中非常重要的部件之一,其结构的参数化设计与优化对于提高盾构机的施工效率和安全性具有重要意义。本文将围绕盾构机刀盘结构的参数化设计与优化展开讨论。 首先,盾构机刀盘的结构参数化设计是指通过对刀盘结构中各个参数进行合理的选择和优化,以满足工程需求并提高盾构机的施工效率。参数化设计的关键在于将刀盘结构分解为各个独立的参数,对每个参数进行综合考虑,选取最优解。参数化设计的好处在于可以根据具体工程需求和地质条件进行精确的选择,并且方便后续工程的调整和优化。 在盾构机刀盘结构参数化设计中,有一些常见的参数需要考虑。首先是刀盘直径,刀盘直径的选择直接影响到刀盘的切削能力和切削效率。通常情况下,切削能力越大,切削效率越高。其次是刀盘的刀头数量和布置方式,刀头数量越多,切削面积越大,但也会增加刀盘的重量和成本。再次是刀盘的刀头形状和材料,刀头的形状和材料影响着切削的稳定性和寿命。最后是刀盘的传动方式,传动方式的选择需要考虑到刀盘的旋转速度、传动效率和可靠性等因素。 在盾构机刀盘结构的参数化设计过程中,还需要考虑到一些优化的指标。首先是刀盘的切削力和扭矩,切削力和扭矩与刀盘的结构紧密相关,通过合理的参数优化可以降低切削力和扭矩,减小盾构机的能耗和振动。其次是刀盘的切削稳定性,切削稳定性是指刀盘在切削过程中的抗震性能和稳定性能。通过优化刀盘结构的参数,可以提高切削的稳定性,减少振动对刀盘及其附件的影响。最后是刀盘的寿命和维护成本,盾构机是一种昂贵且复杂的设备,优化刀盘结构可以延长刀盘的使用寿命并减少维护成本。 盾构机刀盘结构的参数化设计与优化可以采用多种方法和工具进行。其中,常用的方法包括有限元分析方法和遗传算法等。有限元分析方法可以通过对刀盘结构进行数值模拟,评估不同参数组合下的刀盘性能,从而选取最优参数。遗传算法则

软土地基土压平衡盾构切削刀盘扭矩的计算 吕静

软土地基土压平衡盾构切削刀盘扭矩的计算吕静 摘要:刀盘扭矩不仅是盾构选型时一个重要的设计参数,还是盾构施工运行中 一个关键的控制参数。在施工过程中,如果刀盘扭矩过大,盾构机就有可能被卡死,而不能继续推进,目前工程中对于扭矩的计算大都采用经验公式进行确定, 即将扭矩的值看作是盾构机直径的一个扭矩系数。本文分析了软土地基土压平衡 盾构切削刀盘扭矩的计算。 关键词:软土地基;土压平衡盾构切削刀盘扭矩;计算; 在盾构机切削岩土体时,必须有大于切削扭矩的反作用,才能确保盾构顺利 掘进而不产生侧翻,这个作用就是反扭矩。当反扭矩大于切削扭矩,可以保证盾 构切削顺利进行;但当切削扭矩大于反扭矩,则盾构机有侧翻的危险。在掘进中 发生盾构机侧翻纠正难度大,严重影响施工进度,造成巨大经济损失。 一、概述 盾构刀盘在驱动装置驱动扭矩的作用下, 依靠刀盘旋转和其上布置的刀具切割 地层开挖隧道, 并随着盾构千斤顶的推进实现连续的机械化隧道掘进。众所周知, 刀盘的装备扭矩是设计、制造盾构机的关键参数, 若该参数取值不当, 会使盾构机 在复杂地质条件下出现刀盘扭矩不足, 造成施工困难,因此准确地估算刀盘装备 扭矩, 定量地研究刀盘扭矩的影响因素, 对盾构机的选型、设计和使用十分重要。 在刀盘扭矩的构成中, 刀具切削产生的地层抵抗扭矩( 简称切削扭矩) 占有较大的 比重, 目前一般是参考经验公式估算, 即假定刀具切削面积为刀盘半径与切削深度 的乘积, 将此切削面积与地层的单轴抗压强度和平均力臂的乘积做为切削扭矩。 经验估算法虽然简单、方便, 但公式中不能反映出不同类型刀具的切削机理, 也不 能反映出刀具布置的位置、数量, 以及刀具参数和地层参数等对切削扭矩的影响。因此探讨和研究切削扭矩的其它计算方法一直是盾构技术研究人员的努力方向。 二、盾构刀盘扭矩的构成 盾构机机型( 土压式, 泥水式) 不同, 刀盘的结构形式( 面板式和辐条式) 不同, 刀盘扭矩的影响因素和计算方法也不尽相同。以下将重点以土压平衡盾构为对象进 行研究。土压平衡式盾构机在掘进过程中, 作用于刀盘上的载荷主要有: 刀盘正面 的土压力、刀盘侧面的土压力以及泥土舱内的碴土压力。由于刀盘的旋转运动, 刀盘在切削土体的同时还与地层摩擦, 从而产生各个阻力和阻力扭矩。通过对盾 构掘进时刀盘受力状况的全面分析可以得出,作用在刀盘上的扭矩由九个部分构成, 即刀盘上刀具切削产生的地层抗力扭矩T1、刀盘正面与土体的摩阻力扭矩T2、 刀盘背面与碴土的摩阻力扭矩T3、刀盘转动时刀盘开口内土体的剪切摩阻力扭矩 T4、刀盘侧面( 外周) 与土体之间的摩阻力扭矩T5、刀盘构造柱和搅拌臂搅拌碴土 产生的摩阻力扭矩T6, 以及刀盘转动时机械自身内摩擦阻力扭矩,它们包括刀盘密 封的摩阻力扭矩T7、轴承的摩阻力扭矩T8 和减速装置的机械损失扭矩T9 等。即 盾构总设计扭矩Td 为:Td = T1+T2 +T3 +T4 +T5+T6 +T7 +T8 +T9,准确地估算刀盘装 备扭矩、定量地研究刀盘扭矩的影响因素, 对盾构机的选型、设计和使用十分重要。 三、软土地基土压平衡盾构切削刀盘扭矩的计算 1.关键施工参数识别分析。在均匀地层中,可能影响扭矩变化的因素有盾构 掘进速度、刀盘转速、推力、土仓压力、贯入度等。通过对扭矩与刮刀贯入度之 间的关系进行分析,结果表明在各类地质条件下刀盘扭矩与刀具贯入度(刀盘每 转切土深度)之间的线性关系均非常明显,通过对二者之间关系进行线性回归。

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。

盾构机的主要部件及技术参数

盾构机的主要部件及技术参数 (一)盾构机主要部件 盾构机主要部件 1、盾体 综述盾体根据本工程工况设计,盾体设计为梭型,即前盾直径〉中盾直径〉尾盾直径。盾体包括三个主要组件:前盾、中盾、盾尾 (1)前盾 前盾由壳体、隔板、主驱动连接座、螺旋输送机连接座、连接法兰等焊接而成。主要设计特点如下: ①切口耐磨设计及固定搅拌棒 前盾前部设计为锥形,并焊有耐磨层,增加耐磨性。为了改善渣土的流动性,土压仓内隔板上设有两个搅拌棒,每个搅拌棒中间有一个注入添加材料通孔,加上隔板上两个加料孔共四个,其中两个搅拌棒注泡沫,另两个注膨润土。搅拌棒强制搅拌渣土和添加材料,增加和易性。搅拌棒表面用耐磨焊条网状堆焊,增加耐磨性。隔板上有6个铰接式水平超前注浆孔,一个固定式水平注浆孔,满足地质水平加固的需求。 ②前舱门 人舱内部压力隔板上部设有Φ600mm前舱门孔和一个前舱门。工作人员通过前舱门进入开挖仓检查更换刀具及处理

仓内问题。 ③土压传感器 开挖仓内配置了6个土压传感器,可将压力信号传给PLC 并直观的显示在主控室内的显示屏上。 ④其它 隔板上设有一个电液通道和一个水气通道,当维修人员进入土压仓内维修刀盘或者更换刀具时,电液通道给土压仓内提供低压照明电源和焊接电源,水气通道给土压仓内提供切割部件所需的氧气和乙炔以及人员应急呼吸的新鲜空气。此外隔板上还开有保压孔、进水孔、排水孔等,盾壳壁上设有6个膨润土接口。 (2)中盾 中盾和前盾之间采用螺栓连接,中盾主要由连接法兰、两层隔板和米字梁组成。主要设计特点如下: ①铰接密封 中盾和盾尾之间采用被动铰接形式,设计有两道密封,一道为橡胶密封,一道为紧急气囊密封。正常情况下,橡胶密封起作用。在异常情况下,或者橡胶密封需要更换时,使用紧急气囊密封。在密封环端部设置压紧块,在压紧块和橡胶密封之间设置挡条,在端部利用调节螺栓使挡条压紧橡胶密封。压紧的程度可用拧动螺栓进行调整。

盾构机参数设定

土压平衡式盾构机控制原理与参数设置 随着地下空间的开发,盾构技术已广泛地应用于地铁、隧道、市政管道等工程领域。在我国的各项施工中,盾构机的种类越来越多,其中土压平衡式盾构机在上海、南京、广州等地铁施工中有着较为出色的表现,笔者以日本小松公司Φ6340盾构机为例,结合施工中的一点经验与理解,对其控制原理和参数设置等做简要总结。 控制原理 土压平衡式盾构机的土压控制是PID自动调节控制,切削刀盘切下的弃土进入土仓,形成土压,土压超过预先设定值时,土仓门打开,部分弃土通过螺旋机排出土仓,从而保持土仓内土压平衡,土仓内的土压反作用于挖掘面,防止地层的坍塌。 土压的平衡控制是通过装在盾构机土仓隔壁上的土压计对掘进中的土压进行实时监视,土压计监测到的数值传送到PLC,PLC计算出测量值与设定值之间的差值E,通过PID控制,自动调整螺旋机转速,使E值趋向于零,当E值大于零时,PLC发出指令,增加螺旋机转速,提高出土量直至土仓内土压重新达到新的平衡状态,反之当E值小于零时,PLC 会降低螺旋机转速,以减少偏差。以保持土仓内土压平衡,使盾构机正常掘进。 主要参数 抽样周期:PID 演算处理的时间间隔,周期越短,动作越连续,但增加了单位时间的处理次数,因此PID以外的控制变慢,不需要细微变动时,可延长周期。 过滤系数:用来除去输入模拟值上的高频成分,数值越大,则过滤效果越强,系统反应 也就越迟钝。 比例常数P:为了提高系统灵敏度,使土压保持在一定范围,把计测值与设定值的差值E 乘以一个系数,所得结果再与目标值相比较,这个系数就是比例常数P,P 值越大,调控效 果越好。 积分时间I:系统引入比例常数后,PLC调控螺旋机的输出操作量mv=P*E,也就是偏差被放大了P倍,这样当系统产生偏差时,可能会使螺旋机转速突然增大或减小了许多,形成超调现象,于是又反过来调整,这就引起螺旋机转速忽大忽小,形成振荡。为了消除振荡,引入积分环节,使操作量mv 在积分时间内逐渐完成,即螺旋机转速平稳变化,直到消除 偏差。积分时间越小,调控效果越好。 微分时间:根据偏差变化率de/dt 的大小,提前给出一个相应的调节动作,从而缩短了调节时间,可以克服因积分时间太长而使恢复滞后的缺点。 参数设定 参数设置分为两步,第一步是在设备组装完毕,无负荷的状态下进行的一次调试,第二步是在掘进开始,土层稳定后,根据土层状况和操作习惯进行的微调。 1、无负荷调试 (1)比例系数P,首先不执行I和D,I调至数值上限,D设定为0,这样系统只执行比例动作P,变动土压目标值,制造约0.01 -0.03Mpa 的系统偏差,接下来逐渐增大P 值,使螺旋机转速逐渐增大,当P 值上升到一定值时,螺旋机的旋转速度会出现大幅度地反复升降,即系统形成振荡,我们把出现振荡时P 值的85% -90% 设定为系统的比例系数。 (2)积分时间I,比例系数确定后,调节积分时间I,变动土压目标值,制造一个系统偏差,观察螺旋机回转速度以怎样的速度变化,继续加一定的偏差时,系统向偏差减小的方

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 kNm 2、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=9m

①Pe1=(γ-10)H2+(γ-10)H3 +γ*H1=219.3kPa ②Pe2=Pe1-64.5=153.8kPa ③ ④ ⑤ ⑥ 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()(2 21101011w q p q p L D w Lp D F e e e e w ++++=+=πμπμ kN 6.11047)33174 2 .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=+=+-=λγkPa L 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 =

盾构机结构详解

盾构机技术讲座 一.盾构机结构(EPB总体结构图) 盾构是一个具备多种功能于一体的综合性隧洞开挖设备,它集和了盾构施工过程中 的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能,目前,盾构机已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备被广泛使用。其优点如下: 1.不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响。 2.能够经济合理地保证隧道安全施工。 3.盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工运输控制信息化。 4.掘进速度较快,效率较高,施工劳动强度较低。 5.地面环境不受盾构施工的干扰。 其缺点为: 1.盾构机械造价较高。 2.在饱和含水的松软地层中施工地表沉陷风险大。 3.隧道曲线半径过小或埋深较浅时难度较大。 4.设备的转移、运输、安装及场地布置等较复杂。 盾构作为一种保护人体和设备的护体,其外形(断面形状)随所建的工程要求不同有圆 形、双圆形、三圆形、矩形、马蹄形、半圆形等。(如:人行道方形能最大限度的利用空间、过水洞马蹄形符合流体力学、公路隧道半圆形 利用下玄跑车)。而因圆形断面受力好、圆形盾构设备制造相对简单及成本相对低廉,绝大部分盾构还是采用传统的圆形。

为适应各种不同类型土质及盾构机工作方式的不同,盾构机可分为三种类型、四种模式: 三种类型: (1)软土盾构机; (2)硬岩盾构机; (3)混合型盾构机。 四种模式: (4)开胸式; (5)半开胸式(半闭胸式、欠土压平衡式); (6)闭胸式(土压平衡式); (7)气压式。 软土盾构机适应于未固结成岩的软土、某些半固结成岩及全风化和强风化围岩。刀盘只安装刮刀,无需滚刀。 硬岩盾构机适应于硬岩且围岩层较致密完整,只安装滚刀,不需要刮刀。 混合盾构机适应于以上两种情况,适应更为复杂多变的复合地层。可同时安装滚刀和刮刀。 气压盾构是在加气压状态下的施工模式,即可用于泥水加压式盾构机,也可用于土压平衡式盾构机。

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