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城市地铁盾构施工方案详解(8)

(接上篇)

3)盾构机的推力计算:

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、刀盘承受的主动水平压力引起的推力、土的粘结力引起的刀盘推力、盾尾与管片之间的摩擦阻力几部分组成。

a) 盾构外掘进机外壳与土体之间的摩擦阻力F1:

F1=1/4×(P0+ P01+ P1+ P2.πDLu

式中:u—土与钢之间的摩擦系数,u=0.3;

L—盾构机长度,L=8.05m;

F1=1/4×26.4+31.5+22.7+27.8×π×6.14×8.05×0.3

=1254.3t

b刀盘水平压力引起的推力F2

水平主动土压力Pd

H0=h0+R

=12.283.07

=15.4m

水平主动土压力Pd

Pd =γH0tg2450-φ/2

=1.99×15.4×tg2450-19.50/2

=15.3t/m2

F2 =π/4D2. Pd

=π/4×(6.182×15.3

=462.0t

c) 土的粘结力引起的刀盘推力F3

F3 =π/4D2C

=π/4×(6.182×4.9

=147.0t

d)盾尾与管片之间的摩擦阻力F4

F4=Wcμc

=40×0.3

=12.0t

式中:Wc—作用于盾尾的管片的重量(假定作用于盾尾的重量为两环管片的重量,Wc=40t

μc—管片与盾尾之间的摩擦系数μc=0.3

e) 后续设备所需的牵引力F5

F5=μqG

f)盾构机掘进需要的总推力F

F= F1F2F3F4+ F5

=1254.3462.0147.012.0

=1875.3t

4)曲线段推力计算

在曲线段推进时,盾构机的推力为正常推进时的150%,因此,盾构掘进机实际应备的推力为:

F=1.5F

=1.5×1875.3

=2813.0t

F2813.0 t

(接下篇)