土壓平衡盾構(gòu)機(jī)選型

土壓平衡盾構(gòu)機(jī)選型1選型程序由于施工與工程本身的各種條件密切相關(guān)，盾構(gòu)法施工較之一般的隧道施工技術(shù)具有更大的針對(duì)性，即盾構(gòu)機(jī)本身與工程之間的適應(yīng)性，什么樣的工程條件決定了需要什么樣的盾構(gòu)機(jī)。因此在盾構(gòu)法施工當(dāng)中，盾構(gòu)機(jī)的選型問(wèn)題非常突出，選型成功與否，直接決定著掘進(jìn)施工的成敗。盾構(gòu)法修建隧道所需的土建技術(shù)是通過(guò)盾構(gòu)機(jī)的一系列操作來(lái)反映的，因此盾構(gòu)機(jī)選型的過(guò)程是一個(gè)土建技術(shù)與機(jī)電技術(shù)有機(jī)結(jié)合的復(fù)雜過(guò)程。一般盾構(gòu)機(jī)選型流程如圖1－1所示。圖1－1盾構(gòu)機(jī)選型流程圖錯(cuò)圖詢1屑－匆1濤盾構(gòu)機(jī)選型流救程圖2選型依據(jù)武2.各1找工程、水文地寬質(zhì)條件1）工程地質(zhì)拋需要著重考慮域下述施工地層撲特性的影響：賽隧道埋深及上撤覆地層的軟硬挑程度；羊掘進(jìn)地層的軟環(huán)硬程度及軟硬蠻不均情況的分高布；經(jīng)巖石抗壓強(qiáng)度御；在巖石完整性系嘆數(shù)；兇巖石變形模量按大?。会灢涣嫉刭|(zhì)與特閉殊地質(zhì)的有無(wú)蝦；2）水文地質(zhì)戒巖土的富水性答及滲透性大小掛；紛地下水類(lèi)型及慣賦存與補(bǔ)給方震式；批地下水力聯(lián)系枕好壞；云2.竟2北掘進(jìn)長(zhǎng)度及過(guò)早程箭除掘進(jìn)總長(zhǎng)度睡以外，有無(wú)調(diào)綢頭、過(guò)站施工推。泄2.混3鋸管片尺寸、拼仁裝掃盾構(gòu)隧道管片割外徑、內(nèi)徑，能管片厚度，管常片寬度，分塊蹤數(shù)，管片的拼曠裝方式。膝2.耕4位線路平面條件單平曲線半徑、版直線段曲線段把長(zhǎng)比率?；?.商5嫂線路縱斷面條界件，隧道埋深臉豎向轉(zhuǎn)彎半徑鉛，最大坡度，存最小坡度，豎戰(zhàn)曲線個(gè)數(shù)。隧猜道平均埋深，幕最小埋深等。耽2.懼6怎掘進(jìn)速度要求貢2.屑7達(dá)掘進(jìn)方向誤差優(yōu)要求扣一般不超葬過(guò)廊±血50mm淚。朵召2.洗8遼地表沉降量要咱求誘一般情況下須林控制瞇在弊+員10mm聯(lián)/-倉(cāng)30mm愛(ài)范圍內(nèi)；委2.支9溉盾構(gòu)機(jī)壽命憐分主要部件壽紋命及主軸承壽蘭命要求。瘡2.1踐0造周?chē)h(huán)境霉1殘）地面建筑物描建筑物分布密冊(cè)度；轉(zhuǎn)建筑物平面與破盾構(gòu)隧道相位辮置關(guān)系；輛建筑物層高、冤結(jié)構(gòu)類(lèi)型、完進(jìn)好程度、重要傍程度、規(guī)模大掌??；攔建筑物基礎(chǔ)類(lèi)周型、樁基與盾亂構(gòu)隧道的相對(duì)腳位置關(guān)系。2）地下管線從地下管線平面捎分布、埋深、虹類(lèi)型、抵御變濕形能力、重要另程度、盾構(gòu)隧裕道相對(duì)位置關(guān)笑系有關(guān)。粥2粉．局1租1呆盾構(gòu)機(jī)價(jià)格己除價(jià)格因素外喚，盾構(gòu)機(jī)制造辯商的業(yè)績(jī)、信鞏譽(yù)、實(shí)力、售慣后服務(wù)水平、印允許的制造周甘期等因素。紹3珍盾構(gòu)機(jī)可靠性優(yōu)設(shè)計(jì)鞏由于盾構(gòu)推進(jìn)得的不可逆轉(zhuǎn)性襖；在推進(jìn)過(guò)程查中基本不存在銜大范圍深層次悉維修的空間及追時(shí)間；再加上趟單段掘進(jìn)距離據(jù)較長(zhǎng)，因此一扔旦推進(jìn)開(kāi)始，塌除了少量可快縫速處理的問(wèn)題數(shù)允許出現(xiàn)以外片，一般不應(yīng)也熟不能出現(xiàn)較大姜的機(jī)電故障及捉缺陷問(wèn)題，這救既是施工進(jìn)度董方面的需要，懶也牽涉了很大援的質(zhì)量、安全永問(wèn)題。因此盾隙構(gòu)機(jī)的可靠性袍設(shè)計(jì)顯得十分便重要。一般在蘭選型時(shí)以下幾棟個(gè)方面需要予姓以重點(diǎn)考查慮效:胸1觀>妄．盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)腰參數(shù)是否按照克掘進(jìn)區(qū)間的工來(lái)程條件確定。晝2戰(zhàn)>井．主軸承壽命淺大小設(shè)計(jì)。賴(lài)3照>許．螺旋輸送機(jī)塔的耐磨性及密耽封性設(shè)計(jì)。眠4齊>刻．刀盤(pán)扭矩大牢小的設(shè)計(jì)?；j5狠>震．刀盤(pán)開(kāi)口率圖及耐磨性設(shè)計(jì)桐；刀具類(lèi)型、別數(shù)量、刀間距吉；刀體材料及絕抗壓性能；換之刀方式。濁6螺>地．土倉(cāng)內(nèi)碴土吉改良系統(tǒng)的設(shè)毛計(jì)（數(shù)量、分舍布及防堵塞設(shè)麻計(jì)）。馬7繪>煎．鉸接設(shè)計(jì)方季式，可否滿足將曲線施工、方微向修正時(shí)的要寇求。便8際>迎．設(shè)計(jì)平均掘易進(jìn)速度能否滿妹足要求。懷9螞>糾．控制系統(tǒng)是吹否具有自動(dòng)及牌手動(dòng)控制模式努，能控制推進(jìn)凝力、刀盤(pán)扭矩絲、推進(jìn)速度、駱土倉(cāng)壓力、螺躍旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速撐等參數(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)采集處理傳輸?shù)窒到y(tǒng)的及時(shí)有駐效性，是否具疲有故障自動(dòng)診術(shù)斷系統(tǒng)。奴10賣(mài)>約．盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)涼方向控制能力柏及自動(dòng)糾偏能狠力牽涉的導(dǎo)向失系統(tǒng)設(shè)計(jì)。胡11睜>鵝．管片背側(cè)注籌漿方式的設(shè)計(jì)炕。純12糧>梢．人閘的密封突性設(shè)計(jì)。尿13泛>政．盾尾密封刷相道的可靠性設(shè)玉計(jì)。多4緒盾構(gòu)機(jī)幾項(xiàng)重引要的技術(shù)要求襲1框>攪．在遇到不同憐的地層時(shí)可以孤更換不同的刀襯具。容2焦>隔．必須盡可能喪多的適應(yīng)于掘館進(jìn)各種砂土、申粘性土、各種敬強(qiáng)、中、微風(fēng)扛化巖地層。承3叉>財(cái)．刀盤(pán)的驅(qū)動(dòng)吳和推進(jìn)系統(tǒng)必覽須具有足夠的項(xiàng)扭矩和推力，友以確保在軟、迷硬巖中均能提猜供足夠的動(dòng)力宋。朝4志>閑．盾構(gòu)必須具寇有足夠的土壓車(chē)平衡調(diào)節(jié)能力燥，保證開(kāi)挖面農(nóng)的穩(wěn)定，控制桑地表隆陷不超晴過(guò)密+10/籍-30mm只。選5月>味．土碴改良裝筐置應(yīng)有泡沫、侄泥漿、水等注籮入機(jī)構(gòu)，且可黃實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制燈和手動(dòng)控制，番以保證碴土的或塑流性和不透膀水性。招6播>桃．控制系統(tǒng)應(yīng)黃具有自動(dòng)、半臂自動(dòng)、手動(dòng)控河制模式，能控血制推進(jìn)力、刀腐盤(pán)扭矩、推進(jìn)完速度、土倉(cāng)壓俱力、螺旋輸送肚機(jī)轉(zhuǎn)速、出碴繩門(mén)開(kāi)口度等參銀數(shù)。具有故障后自動(dòng)診斷系統(tǒng)券。狠7項(xiàng)>染．必須有同步令注漿系統(tǒng)，及納時(shí)有效的對(duì)管獸片背部和地層遙間的空隙進(jìn)行立充填。葵8釘>進(jìn)．具備自動(dòng)導(dǎo)江向測(cè)量及糾偏蜓功能。世9>.形錫曲線段施工能攏力。膝5頌虎盾構(gòu)機(jī)選型各食部需要重點(diǎn)考岡慮的問(wèn)題5.1刀盤(pán)巴1肯>威．刀具類(lèi)型、潑數(shù)量及在面板您上的分布方式組；辰2濤>寨．刀具布置的侄層次；魯3羅>還．刀間距；蝶4瞎>今．刀具材料、節(jié)更換方式、破炭巖能力；獨(dú)5購(gòu)>書(shū)．刀盤(pán)開(kāi)口率逝、刀盤(pán)中心區(qū)摔的開(kāi)口率；開(kāi)流口率的可調(diào)節(jié)僵性；裳6陰>灶．刀盤(pán)的支撐笑方式；夫7柳>成．刀盤(pán)上泡沫盛口的數(shù)量、分較布方式及需要舊疏通時(shí)的便利流考慮；關(guān)8槳>漠．刀盤(pán)剛度；濃9獻(xiàn)>夾．刀盤(pán)開(kāi)挖直舍徑。成10底>科．刀盤(pán)上攪拌襯棒數(shù)量及對(duì)碴己土的改良設(shè)計(jì)薄。5.2前盾嘴1魚(yú)>晝．主軸承密封甲設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)壽元命；橡2兇>涌．刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)方蒜式，扭矩大小烏設(shè)計(jì)；壤3習(xí)>爭(zhēng)．?dāng)嚢璋魯?shù)量期及對(duì)碴土的改盜良設(shè)計(jì)。5.3中盾五控1朗>羞．人閘可靠性伐設(shè)計(jì)哀框2摟>拍．千斤頂數(shù)量吸、分區(qū)設(shè)計(jì)、倉(cāng)布置方式；考斥3非>白．千斤頂推力手、工作速度、勾伸長(zhǎng)度；約煉4都>煤．撐靴防扭及允防止管片頂裂躲設(shè)計(jì)。5.4盾尾推攝1購(gòu)>哨．鉸接量設(shè)計(jì)叨、最小轉(zhuǎn)彎半脖徑設(shè)計(jì)；禍?zhǔn)?等>室．同步注漿管裕數(shù)量、德管位置及分布賄設(shè)計(jì)革；查短3董>緒．同步注漿管跳的保護(hù)設(shè)計(jì)、仗可靠性設(shè)計(jì)及佳疏通時(shí)的便利銳考慮；藍(lán)副4素>街．盾尾密封刷蠢道數(shù)、壽命。發(fā)5.催4稱(chēng)螺旋輸送器垮狼1隸>托．輸送能力；診推2弦>鴨．通過(guò)的碴土漂的最大粒徑；娃籃3拘>疾．扭矩；枕凝4冷>順．密封性設(shè)計(jì)壇；筒開(kāi)5薄>度．防涌水、涌環(huán)泥砂設(shè)計(jì)；棵四6岔>郊．耐久性設(shè)計(jì)慘。5.5皮帶滋饞1舌>蜓．輸送能力；式您2編>您．皮帶長(zhǎng)度；撞形3焦>遮．曲線施工時(shí)產(chǎn)防偏設(shè)計(jì)；殖群4湖>胡．與螺旋輸送老器接口處及出耽土口處的防污沾染措施。偷5.沙5頂后配套臺(tái)車(chē)缺饑1光>和．外形尺寸和層隧道凈空的符疫合性設(shè)計(jì)；站急2調(diào)>幣．砂漿罐體積鑼?zhuān)凰姐^3策>塵．水管、電纜稠分開(kāi)布置；今鳥(niǎo)4征>適．緊湊性設(shè)計(jì)瞇；拴珠5鹽>寫(xiě)．人性化設(shè)計(jì)施；歪即6購(gòu)>班．小半徑曲線診施工適應(yīng)能力萄。洲6努客大盾構(gòu)區(qū)間幫盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵參餃數(shù)的計(jì)算實(shí)例工廣州地鐵三號(hào)向線客大暗挖區(qū)翼間～大塘站盾蘋(píng)構(gòu)區(qū)間采用兩命條分離式的單山線隧道，兩線仆間距近15潑.例2傳米蛙～雷11暖.灌2疊米醉，左右線總共食有啄4和個(gè)平面曲線段次，曲線半徑均扯為陸100界0株米酷。隧道縱斷面涌埋深蓮9.蛙6設(shè)米嚷到陶31.江3慧米訴，區(qū)間線路最好大坡度換為顏3駁.珍0差％妨，最小坡度為檢0.嶼8腥％尾，最大坡長(zhǎng)為獨(dú)36俱5啦米叔。賊區(qū)間隧道隧道廚主要穿越出〈面7肝〉巖石強(qiáng)風(fēng)化累帶、管〈面8心〉巖石中風(fēng)化紐帶、翅〈也9絡(luò)〉巖石微風(fēng)化掀帶，巖性為泥郵質(zhì)粉砂巖，局寨部穿越趙〈恭5-德1頂〉可塑或稍密攏狀殘積土、耽〈況5-像2軌〉硬塑或中密饅狀殘積土、類(lèi)〈漸6田〉巖石全風(fēng)化迎帶。巖層單軸摧抗壓強(qiáng)度鄙：昆1.5Mp特a~62.3階Mp縮a幣；巖容層壞RQ成D鐘：帳強(qiáng)洲~遞中風(fēng)化層恒：派2森0航～哀85肥%卡；中風(fēng)化層弦：戲15~90冤%門(mén)；中、微風(fēng)化黑層貓：先50~90耳%咱；微風(fēng)化層隙：怖80~90敏%殊。隧道上方主僵要為中風(fēng)化、共強(qiáng)風(fēng)化、殘積孩層。區(qū)間隧道礦掘進(jìn)總長(zhǎng)度紗3017m琴，采用一臺(tái)土披壓平衡盾構(gòu)機(jī)跡施工。饒6.取1奉盾構(gòu)基本參數(shù)沫的初步確定1)盾構(gòu)外徑填a.務(wù)摟盾尾間妖隙喉X向盾構(gòu)在曲線上歉施工和修正蛇墨行時(shí)必須的最供小富裕濤量夜X1間式中述：倉(cāng)L彎為盾尾覆蓋的桶襯砌長(zhǎng)度半，墳L=餓2365mm多宵R焦為隧道最小曲儲(chǔ)線半徑倘，抓R=黨1000m川D摔0餐為管片外徑選，惹D0=通6m所以：漿管片組裝時(shí)的資富裕擊量槳X2據(jù)考慮到管片本桃身的尺寸誤差模、拼裝的精度兇、盾尾的偏移默等，通常要在暢取一定的富裕們量。根據(jù)各國(guó)代相近尺寸盾構(gòu)乞機(jī)外徑常用的呆盾尾間隙（癥40mm派＞騎X炮2鳥(niǎo)＞譜20mm慢），這里選射取唱X2=橋30mm星。盾尾間隙涌考慮到安裝盾奔尾密封要占有敏一定的間隙，喪管片拼裝時(shí)可豪能出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)等抖因素，參照國(guó)點(diǎn)內(nèi)外同類(lèi)工程荷的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，撈本盾構(gòu)機(jī)盾尾宮間隙選傳取天X=霞35mm鑼?zhuān)景?1mm偏，可滿足最小論曲線半徑為忘1000m瞎的轉(zhuǎn)彎要求。元b.悶尺盾尾厚仗度幼t延盾尾厚度根據(jù)霧其尺寸及所受覺(jué)的地層壓力而讀定，在滿足強(qiáng)世度、剛度的條鷹件下，應(yīng)盡可罷能小；類(lèi)比國(guó)食內(nèi)同類(lèi)工程的皮實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)允過(guò)計(jì)算，本臺(tái)擊盾構(gòu)機(jī)選取盾濱殼厚亮度改a=姿50mm增；盾尾尾板的戶厚度回為哥b=日30mm盈，盾尾厚鍵度券t=a+b=提80mm練。體盾構(gòu)尾部的外也徑為：蠢為了減小盾構(gòu)煤機(jī)推進(jìn)時(shí)的阻緊力，將盾構(gòu)機(jī)殃設(shè)計(jì)成前部稍體大，后部稍小常。托故殃：汁螞盾構(gòu)支撐環(huán)外討徑為：快6240m兆m養(yǎng)盾構(gòu)切口環(huán)外襯徑為：暴6250mm臘刀盤(pán)開(kāi)挖直徑膠為：雀6280m帝m2)盾構(gòu)長(zhǎng)度氣盾構(gòu)長(zhǎng)度的初響步確定依據(jù)鉸什接型盾構(gòu)長(zhǎng)度久與切口環(huán)、支框承環(huán)、盾尾長(zhǎng)靠度及管片寬度秤有關(guān)。也與盾輪構(gòu)機(jī)的靈敏度忌有關(guān)，盾構(gòu)機(jī)徒的靈敏度決定非著盾構(gòu)機(jī)的方夏向控制能力及解推進(jìn)的穩(wěn)定性簽。靈敏度值愈惹小，盾構(gòu)機(jī)推恨進(jìn)的蛇行現(xiàn)象盤(pán)愈嚴(yán)重，但盾洗構(gòu)機(jī)調(diào)整方向蒼愈容易；靈敏趁度值愈大，其暴方向穩(wěn)定性愈宋好，但彎道推榮進(jìn)超挖量大。桐考慮到本標(biāo)段大的地質(zhì)特點(diǎn)，桌根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，靈療敏度參考值選傲偏小值，為：D＞6m時(shí)，拴式中迅：剃L舟a刃為盾構(gòu)機(jī)前端至到鉸接中心的涉長(zhǎng)度，走D累為盾構(gòu)機(jī)的外拾徑之，研D=宰6250mm屈。壟La=0.7鼻5D=0.7命5×6250撐=置4687.5養(yǎng)mm朵選竭取送La=世5035mm撥盾尾長(zhǎng)度一般帥用下式計(jì)算：之Lb=Li+拐C+Ls+C纖’冒+Lp奇式中諷：制L違i拿為安裝千斤頂際的長(zhǎng)度，別取薄Li=350竊~攀400mm次L柜r樸為管片寬度克，歪Lr=直1500mm灰L召p胳為安裝盾尾密準(zhǔn)封材料的長(zhǎng)度葉，生取存Lp=轎865mm羽C禾為管片組裝余絮量麥，耳C=燕500mm棟C哄’是為其它余量戰(zhàn)，烘C匯’來(lái)=25~假50mm誼Lb=324滿0~摘3315mm憤參照類(lèi)似直徑銷(xiāo)及管片寬度社1500mm鉛的鉸接型盾構(gòu)亡，取盾尾長(zhǎng)檔度宇Lb=莫3285mm臺(tái)La+Lb=臥5035+3康285=濾8320mm艱取盾構(gòu)長(zhǎng)度敗：往L=連8320mm3)盾構(gòu)重量鞭類(lèi)比同類(lèi)工程床，本盾構(gòu)機(jī)的帖重量選取誕為沖340冶t游。桂6.易2乎盾構(gòu)機(jī)的推力徐和扭矩計(jì)算坊盾構(gòu)機(jī)的推力死和扭矩計(jì)算包躍括軟土和硬巖賴(lài)兩種情況進(jìn)行宵。執(zhí)1灑)政在軟土中掘進(jìn)認(rèn)時(shí)盾構(gòu)機(jī)的推波力和扭矩的計(jì)字算式地層參數(shù)按桌〈許6醒〉巖石全風(fēng)化吐帶選取，由于梨巖土體中基本嗚無(wú)水，所以水弊壓力的計(jì)算按靠水土合算考慮收。選取可能出改現(xiàn)的最不利受勁力情況埋深斷思面進(jìn)行計(jì)算。章根據(jù)線路的縱多剖面圖，病〈仇6匯〉層埋深不大鄰，在確定盾構(gòu)賴(lài)機(jī)拱頂處的均鞏布圍巖豎向壓舍力戰(zhàn)P字e凡時(shí)，可直接取單全部上覆土體曾自重作為上覆巖土地層壓力。普盾構(gòu)機(jī)所受壓僚力：也P壟e裳銀=濾γ鍬h拆+P0縣P01=P閥e禾+G/D虎L玩P1=Pe科×薯λ圈P2=(P骨+僻γ古.D)禽勇λ每式中糾：民λ歡為水平側(cè)壓力捉系數(shù)縣，逮λ頭=0.47陣h你為上覆土厚度鄙，魔h=氣12.8m告γ算為土容重劣，產(chǎn)γ撤=1.94岡t/m3能G批為盾構(gòu)機(jī)重踏，研G=340魚(yú)t栗D閘為盾構(gòu)機(jī)外徑蛋，橫D=符6.25m壩L餓為盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度槳，托L=回8.32m嚴(yán)P鵝0狹為地面上置荷招載描，匪P0=2t欲/m2澇P0代1奉為盾構(gòu)機(jī)底部緒的均布?jí)毫Φ腜知1柱為盾構(gòu)機(jī)拱頂揉處的側(cè)向水土激壓力聽(tīng)P句2累為盾構(gòu)機(jī)底部早的側(cè)向水土壓理力具P財(cái)e蒜=1.94×捕12.8+2突=26.83嗎t(yī)/m2集P01=26信.83+34所0縱/懶（胸6.25×8否.3跟2微）諒=33.37袋t/m2雀P1=26.傷83×0.4掙7=14.8宗9t/m2止P2=(2靈6.83+壯1.庸94×6.2云5)×0.4鞏7=18.3旁t/m2雕(1盼)擾盾構(gòu)推力計(jì)算毅盾構(gòu)的推力主濃要由以下五部算分組成：獄式中藥：私F豎1遼為盾構(gòu)外殼與藝土體之間的摩熱擦力虜F怖2批為刀盤(pán)上的水孟平推力引起的白推力路F穗3吸為切土所需要賞的推力歉F伴4獵為盾尾與管片想之間的摩阻力語(yǔ)F話5逃為后方臺(tái)車(chē)的誦阻力，濤驟優(yōu)轟服味康弓他奉濫房相教計(jì)業(yè)老回式中貪：爸C秤為土的粘結(jié)力撇，扮C=4.5t造/m2粒式中腐：勉WC沈漫、汪μ刪C起為兩環(huán)管片的將重量（計(jì)算時(shí)鉤假定有兩環(huán)管逢片的重量作用怪在盾尾內(nèi)，當(dāng)葛管片容重作為務(wù)2.5t/m武3千，管片寬度按衰1.童5刻m次計(jì)時(shí)，每環(huán)管轉(zhuǎn)片的重量為撈24.12錢(qián)t節(jié)），兩環(huán)管片視的重量為蚊48.24容t串考慮犧。析μ分C=0.3蠢式中舒：慚G諸h監(jiān)為盾尾臺(tái)車(chē)的選重量酒，浙G鋒h吉≈病160障t械；扶θ籃為坡度，臘tg破θ糖=0.025寶μ竟g鉆為滾動(dòng)摩阻老，貿(mào)μ斃g=0.05盾構(gòu)總推力：周(2球)令盾構(gòu)的扭矩計(jì)緞算高盾構(gòu)配備的扭冊(cè)矩主要由以下森九部分組成。罵在進(jìn)行刀盤(pán)扭表矩計(jì)算時(shí)：媽式中蝕：字M科1骨為刀具的切削鐵扭矩次M博2某為刀盤(pán)自重產(chǎn)讀生的旋轉(zhuǎn)力矩礎(chǔ)M哀3課為刀盤(pán)的推力辭荷載產(chǎn)生的旋驚轉(zhuǎn)扭矩帥M篇4厚為密封裝置產(chǎn)排生的摩擦力矩嘆M倒5建為刀盤(pán)前表面慕上的摩擦力矩銀M刪6殼為刀盤(pán)圓周面眾上的摩擦力矩臺(tái)M爭(zhēng)7住為刀盤(pán)背面的醒摩擦力矩狗M汗8涉為刀盤(pán)開(kāi)口槽鍵的剪切力矩磚M餓9冊(cè)為刀盤(pán)土腔室秋內(nèi)的攪動(dòng)力矩姑a旺．刀具的切削示扭豪矩億M1躍式中失：耽C決г濁：土的抗剪應(yīng)瞧力，卸C旱г潛=C+Pd×垃t育g臂φ走=4.5+1羊4.52×t瞇g20°=9疫.78t/m鼓2冊(cè)hma掃x咱：刀盤(pán)每轉(zhuǎn)的杜最大切削深度霧，刊hmax=顧8cm汗/萍轉(zhuǎn)佛R暢0避：最外圈刀具世的半徑俘，尊R0=桃3.14m頁(yè)b他．刀盤(pán)自重產(chǎn)菌生的旋轉(zhuǎn)力關(guān)矩寬M2監(jiān)M2=G拆R架μ簽g坊式中袍：攪G叢：刀盤(pán)自重，單計(jì)算時(shí)取刀盤(pán)薄的自重戰(zhàn)為亦G=55t襲遲R糾：軸承的接觸凱半徑，計(jì)算時(shí)緒取嗓為來(lái)R=音2.6m粒彩墓μ媽g衰：滾動(dòng)摩擦系馬數(shù)，計(jì)算時(shí)取元為執(zhí)μ驟g=0.00故4腦M2=55×銳2.6×0.旺004=0.吸57t凍﹒畢m船c狡．刀盤(pán)的推力琴荷載產(chǎn)生的旋菌轉(zhuǎn)扭殃矩狂M3庫(kù)M3=WpR自g稅μ才z社Wp很=蟻α渠π退Rc2Pd韻式中掩：飼W魚(yú)p撲：推力荷載具繡加α坐：刀盤(pán)封閉系冠數(shù)恥，靈α終=0.70滿卸R困g駛：軸承推力滾全子接觸半徑右，周Rg=餓1.25m蓄紋R辮c湊：刀盤(pán)半徑宇，恒Rc=3.1妹4慕陷敢催μ布z挑：滾動(dòng)摩擦系坑數(shù)徑，柳μ叨z=0.00獸4父廢P倆d同：水平土壓力愈，嘴Pd=14.階52t/m2桿Wp=0.7紋0斧π馳×3.142欺×14.52劉=312.8燭3t嫁M3=312橫.83×1.約25×0.0搏04=1.5唐6t凈﹒己m剩d柏．密封裝置產(chǎn)憤生的摩擦力垮矩吉M4川M4=獎(jiǎng)2欠π庭μ科m攏F追（結(jié)n1Rm12撇+n2Rm2柄2廊）眼式中洋：央μ有m枕：密封與鋼之接間的摩擦系數(shù)紫，化μ冷m=0.2紹F兇：密封的推力紀(jì)，嗎F=0.15團(tuán)t/m探n1黃勾、派n2業(yè)山：密封數(shù)盒，眉n1=3日n2=3鳴Rm周1信、決Rm暑2躲：密封的安裝微半徑角，候Rm1=蓋1.84m辱Rm2=讀2.26m戰(zhàn)M4=揚(yáng)2概π嗚×0.2×0格.15請(qǐng)×密（局3×1.84味2+3×2.辮26撈2身）怕=4.80稅t·m壁e餐．刀盤(pán)前表面獨(dú)上的摩擦力揪矩趁M5烤式中等：蝕α鴨：刀盤(pán)開(kāi)口率句，芒α味=0.礎(chǔ)3蝶0挎要死μ志P布：土層與刀盤(pán)悟之間的摩擦系野數(shù)懂，賢μ集P=0.15旦專(zhuān)R漆：刀盤(pán)半徑寇，齊R=仗3.14m托f鏈．刀盤(pán)圓周面重上的摩擦力跪矩枕M6沃M6=棟2插π終R2瘡BP戒Z間μ母P縱式中熔：浴R客：刀盤(pán)半徑映，懂R=會(huì)3.14m曠B鳳：刀盤(pán)寬度壽，神B=值0.775m稠P術(shù)Z縱：刀盤(pán)圓周土胳壓力筍PZ盼=窮（肆Pe+P01趨+P1+P阻2把）池/4績(jī)=古（盛26.83送+巾33.37馬+悉14.89隱+公18.苗3?。Y/4=23.賠35t/m2香M6=繞2擋π談×3.14掌2厚×0.775梨×23.35三×0.15=犯167.09準(zhǔn)t·m芹g笛．刀盤(pán)背面的攔摩擦力拒矩鋒M7懶M7=2/3忠[勤（旱1-醫(yī)α樸）洲π南R呆3泳μ來(lái)P×0.8P揚(yáng)d圣]挪M7=2/挨3憶（熟0.格70倒×浮π訓(xùn)×3.143會(huì)×0.15×妥0.8×14曉.5飛2蔥）蝦=78.33情t·m是h貫．刀盤(pán)開(kāi)口槽勤的剪切力醬矩切M8移式中電：梅C掘τ經(jīng)：土的抗剪應(yīng)賄力，因碴土飽哄和含水，故抗琴剪強(qiáng)度降低，慰可近似地包取傷C=0.01芬Mpa=1辭t/m租2競(jìng)，守φ籍=5°守C墊τ流=C+Pd×膽t歪g刑φ墾=1+14.尺52×tg5稱(chēng)=2.27雄t/m2貪i奮．刀盤(pán)土腔室印內(nèi)的攪動(dòng)力禾矩蛾M9蟲(chóng)M9=騰2邪π功（讓R1供2匠－舟R2憤2結(jié)）鞠L躲C居τ賺式中質(zhì)：里d1汁擔(dān)：刀盤(pán)支撐梁釣外徑辭，牧d1=灑4.8辨m盟夕d2悶氣：刀盤(pán)支撐梁封內(nèi)徑蝴，匠d2=象3.84置m浮說(shuō)呀L奪：支撐梁長(zhǎng)度睜，祝L=羊0.付8話m邁M9=盯2董π盤(pán)（顫2.4番2-慕1.92難2巖）捎×0.燃8罵×2.06=櫻21.46時(shí)t·m副刀盤(pán)扭運(yùn)矩虛M湖為穴M1~M膛9父之和讀M=3.83霜+0.57+喇1.56+4認(rèn).80+41眨.96+16役7.09+7計(jì)8.33+4腔5.88+2直1.46寺=365.4滲8t·m源2挺)姑在硬巖中掘進(jìn)士時(shí)盾構(gòu)機(jī)的推薦力和扭矩的計(jì)援算框地質(zhì)參數(shù)按夾照蔬<9莊>樂(lè)層選憂取懷,<9抓>美層為巖石微風(fēng)冶化握帶乒.杰盤(pán)形單刃滾刀扁的參數(shù)如陳下黨:敞直上徑哨郵乓鮮d=錫43.2cm妙(處17笨英寸孟)芒，墻R=蝶21.6cm旨刃貌角膜通麥?zhǔn)┨圈翃A=60°禮每轉(zhuǎn)切補(bǔ)深眾越h洽=孕1cm他刀盤(pán)直香徑駝熱D拴=正6炊.悟28m以盤(pán)形滾刀刀間頓距單，戰(zhàn)Bm=丑2ht并g女φ尾/2胳式中狐：以φ姿為巖石的自然稅破碎角，查表肺選代取職φ仇=155°悅Bm=2×1烈×tg155最/2=棉9.5cm沸≈借10cm殼(1階)鑄盾構(gòu)推力的計(jì)襖算死硬巖具有完全訴自穩(wěn)能力。在墻硬巖中掘進(jìn)時(shí)目，盾構(gòu)機(jī)的拱歸頂、兩側(cè)、底秒部所受的壓力憶均很小，對(duì)盾耽構(gòu)機(jī)的推進(jìn)影類(lèi)響不大，盾構(gòu)要機(jī)的推力主要值消耗在滾刀貫專(zhuān)入巖石所需要律的推力上，所揀以可以近似的今把滾刀貫入巖尿石的力看成盾捐構(gòu)機(jī)的推力，五其它在選取盾鑄構(gòu)機(jī)推力的富儀裕量時(shí)進(jìn)行統(tǒng)前籌考慮。累根據(jù)力平衡原無(wú)理和能量守恒黎原理計(jì)算盤(pán)形筋滾刀的滾壓推難力，每個(gè)盤(pán)形礦滾刀的推力F總=mF力次式中腸：告疲F忠力為單個(gè)滾刀略貫入巖石所需君要的力盈m觀為刀盤(pán)上安裝搭的盤(pán)形滾另刀度(容單還刃劈)去的數(shù)量意式中牽：獲K主d粘為巖石的滾壓巡系數(shù)，查表簽取傳Kd=0么.垂55造R情壓為巖石的抗破壓強(qiáng)度費(fèi)，正R臂壓宗=62.3M關(guān)pa=叼623kg濱/cm2另r狹i妻為盤(pán)形滾刀的字刃角半徑帖；膚ri=嚇8cm廚θ歉i澆為盤(pán)形滾刀的魯半刃角絞；房θ針i=30°絨φ俊為巖石的自然夾破碎角黑，幅φ純=155°旨m=D落/(2×Bm鉆)遵式中致：串D姨簽為刀盤(pán)的外徑令，稈D=呼6.28m遵Bm浙壁為滾刀的刀間潑距套，也Bm=復(fù)10cm嫂m=6.浴28/(2×桶10×10-恰2)=31守本盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)丘雙刃滾治刀位1興9讓把，合計(jì)單刃廢滾歲刀季3術(shù)8譽(yù)把，滿足需要伙。致盾構(gòu)機(jī)的總推舒力丈：洞F航總別=m舒F工力壞=38×24釣.64=93才6.32t佩(2碼)餃盾構(gòu)扭矩的計(jì)其算慌硬巖掘進(jìn)的扭則矩主要由以下招三部分組成：肚式中筍：績(jī)T辟1鍋為刀盤(pán)滾動(dòng)阻鴨力矩計(jì)算鋼T撕2蠢為石碴提升所懷需要的扭矩河T怒3茄為克服刀盤(pán)自允重所需要的扭挖矩?zé)゛揪．刀盤(pán)滾動(dòng)阻父力矩計(jì)配算善T1裙式中考：可F沃為盤(pán)形滾刀的曲滾動(dòng)力判式中忘：筑ξ限為與被滾壓巖見(jiàn)石自由面條件棒和形狀有關(guān)的夫換算系數(shù)銹，塘ξ清=0雞.礦8驅(qū)P釋力梨=翠F慘壓里=24.64賺h什鉤為每轉(zhuǎn)切深撕，叫h=夾1cm菌R待為盤(pán)形滾刀的盈半徑若，禍R=接mm云B袍m耍為盤(pán)形滾刀刀死間距劣，誦Bm=躺10cm刪=酷0棍.盜1奉m態(tài)b扁．石碴提升所擴(kuò)需要的扭淹矩嫁T2內(nèi)T2=瘦q辯π垃R2精h羨μ評(píng)1R萍式中文：傘q奧為石碴容重坐，搬q=2.59源t/m3洗R=把3.14m信H誘=俗1mm竟/n傘μ理1似為刀盤(pán)系數(shù)辯，蝦μ幸1=0.70貝T2=2.5瀉9貞×蛛π譯×3.142框×0.01×裳0.70×3該.14=1.陷75t賭c林．克服刀盤(pán)自釣重所需要的扭振矩象T3梳T3=W視1叉μ情1R縣式中傘：牲W赴1攪為刀盤(pán)自重叼，嘴W1=55獵t叉μ爪1=0.70壺緣R=集3.14m借T3=55×伸0.70×3毯.14=12料0.51t·喜m膛硬巖掘進(jìn)所需順要的力涌矩畜T=204歷.99+1.叉75+12燕0.51=刪327.25磨t·m勁3窯)漁向推力和扭矩的季選取及驗(yàn)證為軟土中掘進(jìn)：潑推艱力凝F=1754溜.24叼t啦，扭玻矩悶T=365.隊(duì)48t·m西硬巖中掘進(jìn)：竊推送力停F=936.蛛32嗓t孝，扭兔矩冊(cè)T=327.護(hù)25t·m鏟由于盾構(gòu)在施牢工中經(jīng)常需要渣糾偏、轉(zhuǎn)向，歸因此盾構(gòu)的推喂力實(shí)際上要比迷計(jì)算出來(lái)的大撒，按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)臺(tái)據(jù)，盾構(gòu)實(shí)際趙配備的推力為撒計(jì)算值唯的領(lǐng)1.蟲(chóng)5仆倍。綁按照《慕Mechan返isedS健hield羽Tunnel唐ling濤》一書(shū)（作者向：俱Bernha封rdMai針dl豪；景Martin榜Herre楚nknech退t疼；咐Lothar鴿Anheu察ser茄等）介紹的經(jīng)蠶驗(yàn)公式進(jìn)行驗(yàn)隆算籃式中敵：塞α少為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，棚按下圖旅取繩500~12臉00輕D紡?fù)槎軜?gòu)外徑繼，鋤D=兔6.25m繼本盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)宇總推力亡為聚3421稍t灶，既大于理論香計(jì)算值，又處秋于經(jīng)驗(yàn)計(jì)算值并之間，說(shuō)明盾幅構(gòu)機(jī)的推力是葵足夠的?；禺?dāng)用刀盤(pán)扭矩岸的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)拌算刀盤(pán)扭矩時(shí)T=αD3鉗式中千：屬α擠：扭矩系數(shù)，展取腦α持=1.8罷T=1.8×撿6.253=甲441.6齊t·m胳本盾構(gòu)機(jī)額定揉扭芝矩刃T=450慨t·齡m聾，最大扭忍矩膨Tmax=5換30t·場(chǎng)m淚，可同時(shí)滿足察理論計(jì)算及經(jīng)嗚驗(yàn)計(jì)算的要求粉。藥6.3惜答刀盤(pán)的驅(qū)動(dòng)功惜率突a蛇．刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)所討需功率：蚊式中蒙：阻T倚c材為刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)的夸最大扭矩績(jī)；津Tc=530咸t·m遙n缺為刀盤(pán)最大扭假矩時(shí)的轉(zhuǎn)速案與盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)叉的最大扭矩相虛對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱(chēng)為躲1r/逃m督，則刀盤(pán)執(zhí)行少機(jī)構(gòu)實(shí)際功率絮為：竊b.積晌液壓馬達(dá)所需序總功率：慈其中點(diǎn)：拿η組m掌為馬達(dá)效率伸，走η陵m=0.85翼m烘為液壓馬達(dá)數(shù)炕量雅，匯m=8呼每個(gè)馬達(dá)功率碼為：糾c.鄰寒驅(qū)動(dòng)電機(jī)的總土功率：裕其中蒸：驅(qū)η置d致為電機(jī)效率魄，還η泳d=0.9甩本盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)傘電機(jī)配備的功扒率反為炊945k驕W逐，在滿足上述吃計(jì)算要求的情漆況下，仍有較次大富裕，以應(yīng)罩付掘進(jìn)過(guò)程中勒不明因素的影法響。里6.淹4鷹盾構(gòu)推進(jìn)所需邁功率子盾構(gòu)機(jī)最大推刺進(jìn)功肚率滿P墓T輕可按：PT=F·V命式中倡：液F--阻-觀總推力咳，丸F=3421魯t造V--把-形最大推進(jìn)速度刊，棕V=鹽8cm罰/min蝴PT=342棵1×10×8凈×10-2/信60=45.輕6kW關(guān)本盾構(gòu)機(jī)的推呀進(jìn)功率取值肚為夫55k處W擱，可滿足上述墨要求。僻6.巷5澤螺旋輸送機(jī)參虎數(shù)的確定a．輸送量Q殺理論出土計(jì)量陵Q末L捏可按：鴨式中桂：朗D棉為盾構(gòu)的開(kāi)挖箏直徑沈，趣D=故6.28m絡(luò)V巴max腐為盾構(gòu)的開(kāi)挖歪速度蔽，烏V巴max貪=鋼8俘cm典/min×6三0=槳