(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
=12.28+3.07
=15.4m
水平主动土压力Pd
Pd =γH0tg2(450-φ/2)
=1.99×15.4×tg2(450-19.50/2)
=15.3t/m2
F2 =π/4(D2. 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/4(D2C)
=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= F1+F2+F3+F4+ F5
=1254.3+462.0+147.0+12.0
=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推=1.5F
=1.5×1875.3
=2813.0t
取F推为2813.0 t
(接下篇)