盾构施工引起土体位移的空间计算方法

盾构掘进地层变形原因分析与施工控制关键词: 盾构; 地层变形; 掘进参数北京地铁在5号线施工中首次采用盾构法进行地铁区间隧道的掘进，下穿城市中心区域，在这些区域中有很多是老旧城区和中心商业区，对于地层变形和地面沉降的控制要求极为严格，因此很有必要对盾构掘进过程中地层变形和地面沉降的规律进行细致分析，并采取相应的施工方法与技术措施进行控制，以满足盾构施工过程中的环境要求。

1 地层变形原因分析盾构法隧道施工引起地层变形的基本原因可归纳为以下几个方面。

(1) 开挖面土体的移动: 当隧道掘进时，开挖面土体的水平支护应力可能大于或小于原始侧压力，开挖面前方土体从而会产生下沉或隆起。

(2) 建筑空隙引起的沉降: 土体挤入盾尾空隙，由于向盾尾后面隧道外围建筑空隙中压浆不及时、注浆量不足、压浆压力不适当，使盾尾后坑道周边土体失去原始三维平衡状态，引起地层损失; 盾构在曲线中掘进，或纠偏掘进过程中实际开挖断面不是圆形而是椭圆形，故引起地层损失; 盾构在土体中移动，盾壳表面粘附着一层粘土，推进时盾尾后隧道外围形成的空隙大量增加，如不相应增加注浆量，地层损失将增加。

(3) 衬砌变形和沉降: 在土压力作用下，隧道衬砌产生的变形也会引起少量地层损失，当隧道衬砌沉降较大时会引起不可忽略的地层损失，衬砌渗漏也引起沉降。

(4) 受扰动土体的固结再沉降: 由于盾构掘进过程中的挤压作用和盾尾注浆作用等因素，使周围地层形成超孔隙水压区，需经过一段时间后才能消散复原。

在此过程中因地层发生排水固结变形引起地面沉降。

2 地层沉降控制方法2.1 地层状况及沿线建构筑物调查若要在施工过程中达到有效控制地层沉降的目的，首要的先决条件就是在盾构隧道掘进之前对隧道施工影响范围内的地层状况及沿线建(构)筑物进行调查，在获得相关的原始资料后，对地层条件及沿线建(构)筑物的状态进行评价分级，并结合相关规范要求，进而确定其在施工过程中为确保地层及建(构)筑物的稳定而应达到的控制标准。

盾构出土量计算公式(一)盾构出土量计算公式盾构出土量概述盾构出土量是指在地下隧道工程中，使用盾构机挖掘隧道时移除的土壤和岩石的总量。

计算盾构出土量是评估施工进度和工程量的重要指标。

计算公式盾构出土量的计算取决于隧道的尺寸和盾构机的挖掘效率。

以下是几种常见的盾构出土量计算公式：1. 面积法盾构出土量可以使用以下公式计算：出土量 = 断面积 × 掘进进度其中，断面积是指每个掘进断面的面积，掘进进度是指完成掘进的百分比。

例如，如果断面积为100平方米，掘进进度为80%，则出土量为100平方米× 80% = 80平方米。

2. 体积法盾构出土量可以使用以下公式计算：出土量 = 隧道长度 × 横截面积 × 掘进进度其中，隧道长度是指盾构机挖掘的总长度，横截面积是指每个掘进断面的面积，掘进进度是指完成掘进的百分比。

例如，如果隧道长度为500米，横截面积为100平方米，掘进进度为80%，则出土量为500米× 100平方米× 80% = 40,000立方米。

3. 圈数法盾构出土量可以使用以下公式计算：出土量 = 圈数 × 圈长 × 横截面积其中，圈数是指盾构机挖掘的总圈数，每个圈的长度为圈长，横截面积是指每个掘进断面的面积。

例如，如果圈数为100，圈长为10米，横截面积为100平方米，则出土量为100 × 10米× 100平方米= 100,000立方米。

示例说明假设某隧道工程的断面积为120平方米，掘进进度为70%，隧道长度为800米，横截面积为150平方米，盾构机挖掘了100个圈，每个圈的长度为12米。

根据不同的计算公式，可以得到以下盾构出土量的计算结果：1.面积法：出土量 = 120平方米× 70% = 84平方米2.体积法：出土量 = 800米× 150平方米× 70% = 84,000立方米3.圈数法：出土量= 100 × 12米× 150平方米 = 180,000立方米根据上述示例，可以看出不同的计算方法得出的盾构出土量结果是不同的。

盾构区间间距计算公式在盾构施工中，确定区间间距是非常重要的一步。

区间间距的大小直接影响到盾构施工的效率和质量。

因此，盾构区间间距的计算是盾构工程中的重要环节之一。

在进行盾构区间间距计算时，需要考虑到地质条件、盾构机的性能、施工工艺等多方面因素。

下面将介绍盾构区间间距的计算公式及其相关内容。

盾构区间间距计算公式的基本原理是根据盾构机的性能和工程要求，结合地质条件和施工工艺，确定盾构区间间距的合理数值。

盾构区间间距的计算公式一般包括以下几个方面的因素：1. 盾构机的推进速度，盾构机的推进速度是确定区间间距的重要因素之一。

盾构机的推进速度受到多方面因素的影响，如地质条件、盾构机的性能、施工工艺等。

在确定区间间距时，需要根据盾构机的推进速度来计算盾构区间间距的合理数值。

2. 地质条件，地质条件是影响盾构区间间距的重要因素之一。

不同的地质条件对盾构施工的影响是不同的，因此在确定区间间距时，需要充分考虑地质条件的影响，确定合理的区间间距数值。

3. 施工工艺，盾构施工的工艺也会影响到区间间距的确定。

不同的施工工艺对盾构区间间距的要求是不同的，因此在确定区间间距时，需要考虑到施工工艺的影响，确定合理的区间间距数值。

根据以上几个方面的因素，盾构区间间距的计算公式一般可以表示为：区间间距 = 盾构机的推进速度×推进时间。

其中，盾构机的推进速度可以根据盾构机的性能和工程要求确定，推进时间可以根据地质条件和施工工艺确定。

通过这个公式，可以比较准确地计算出盾构区间间距的合理数值。

在实际的盾构工程中，确定区间间距的计算公式是非常重要的。

合理的区间间距可以提高盾构施工的效率和质量，减少盾构施工过程中的风险和问题。

因此，在进行盾构施工前，需要进行详细的盾构区间间距的计算，确定合理的区间间距数值。

除了以上介绍的基本计算公式外，还可以根据具体的工程要求和实际情况，结合盾构机的性能和地质条件等因素，进行更为复杂的盾构区间间距的计算。

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 kNm2、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=9m①Pe1=（γ-10）H2+（γ-10）H3 +γ*H1=219.3kPa ②Pe2=Pe1-64.5=153.8kPa③④ ⑤⑥ 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()(221101011w q p q p LD w Lp D F e e e e w ++++=+=πμπμkN 6.11047）331742.1481048.1533.21955.9*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=+=+-=λγkPaL 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=(2)、盾构推进阻力（正面阻力）kNqf qf qf qf D F w e w e 1383922752108.1533.219*40881.41*14.32*42211202=+++=+++π＝(3)、由先行刀挤压产生的阻力kN n p F r 2700150*18*3=== (4)、管片与盾尾的密封阻力kN W M F S C 8.1418.92.51.55.5)5.5-6.22.6(41416.323.04=⨯⨯⨯⨯⨯⨯÷⨯⨯=⨯=MC -管件与钢板刷之间的摩擦阻力，取0.3 WS-压在盾尾内部2环管片的自重 (5)、后方台车的牵引阻力kN G F 3201600*2.0*＝125==μ 所需最大推力kN F F F F F F 4.280483208.1412700138396.1104754321max =++++=++++=安全系数5.14.28048/42000/＝max ==F F α 根据分项计算推力的安全系数达到1.5，可以满足掘进的需要。

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n 200J：CO100.4)00如图所示：隧道纵坡二（200-100）/500=2 %0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：(T初步设定=(T水平侧向力+ (T水压力+ (T调整式中，(T初步设定—初步确定的盾构土仓土压力；(T水平侧向力一水平侧向力；(T 7水压力一地层水压力；(T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。

1825 年法国工程师M.A.Rrunel 发明盾构法施工，而后盾构法经历了从手掘式、挤压式、气压式土压平衡和泥水加压式的盾构。

1894 年，盾构法首次应用到地铁隧道建设中，到20世纪80 年代末，大约有32 个国家和地区的81 座城市修建了290 条地下铁道线路，总长计5000km，这些隧道基本上都是用盾构法施工完成的[1][2]。

虽然盾构施工技术经验越来越丰富，但盾构推进仍不可避免会对周围环境产生扰动，改变土体的应力状态，而土体扰动和固结必将引起土体位移，当土体位移超过一定范围时，会危及地铁结构本身以及邻近建(构)筑物、道路、桩基和地下管线等的安全与正常使用，使邻近建筑和公用设施倾斜、扭曲等，从而引起一系列环境效应问题[3][4]。

因此很有必要对盾构施工对周围环境的影响因素进行深入分析，而土仓压力就是关键因素之一。

研究盾构施工过程中土仓压力变化对周边土体的影响有很重要的意义，而数值模拟方法不失为一种好的方法[5][6]。

本文依托某地铁施工项目，运用Flac3d 数值模拟软件，分析了土仓压力的变化对土体位移的影响，得出了一些有用结论。

1 工程概况本标段全长3094 米，线路大致呈东西走向，包含181.2m 段明挖工程、871.3m 的暗挖隧道工程（其中预埋段暗挖隧道240.8m、拱形段暗挖隧道630.5m）、2026.5m 盾构隧道。

本标段沿线地层均为第四系全新统、上更新统冲洪积层和第四系全新统人工堆积层，下伏基岩为上第三系中上新统砾岩，剥蚀面埋深在隧道出口一带为30～40m，宣武门附近为70m。

浅埋暗挖隧道主要穿越的地层为：砂卵石层，向西隧道拱部进入粘土层。

盾构隧道主要穿越的地层为：圆砾、卵石土层；向西卵石粒径逐渐加大。

设计勘察实测到一层地下水，为层间潜水。

水位标高为21.36～21.71m（水位埋深为23.13～24.31）。

含水层主要为卵石⑦层、圆砾⑦1 层、卵石⑨层、圆砾⑨1 层、卵石⑾层、圆砾⑾1 层及其所夹砂层。

地铁盾构施工引起邻近建筑物变形实测与数值模拟分析摘要：城乡一体化进程的逐步加快导致各大城市人口激增，城市交通面临严峻挑战。

为解决城市的交通压力，地铁建设势在必行。

盾构法以其施工安全、操作便捷等优势，得到全面的推广与应用。

但此法施工会引发地层损失，严重时，则会造成地表塌陷、管线破裂、墙体裂缝等不良现象，影响周围环境。

本文以某地铁A站到B站区间隧道盾构施工为背景，对盾构掘进引发的邻近建筑物沉降进行了分析。

关键词：盾构法；隧道；建筑沉降；控制措施；数值模拟1前言隧道地铁施工的主要方法中，盾构法凭借高水平的机械化施工技术崭露头角。

其原理是利用盾构刀盘正面切削土体，使渣土顺利进入土仓，并保持土仓内外压力平衡，以减少盾构推进对土层的扰动，从而控制地表的隆陷。

盾构施工技术具有速度快，安全性高，对围岩扰动小、地表沉降易控制，可长距离掘进，不必大面积降水等优点。

由于盾构工法自身的特点，在城市轨道交通施工中作用显著。

它可以克服常规暗挖法不易克服的困难，对一些特殊地段、地层进行施工，如上软下硬、地下水丰富等地层。

但其也具有施工工艺复杂、造价高、在饱和软质地层中推进，地表沉陷风险较大等缺点。

数值模拟法主要分为有限单元法、边界元法、有限差分法、随机介质理论等。

利用数值模拟法可以方便的模拟出盾构施工过程中引起的地表变形规律以及开挖面土体的应力变化规律。

2岩土工程条件本区间地层自上而下为杂填土、粉土、粉质黏土、黏质粉土、粉细砂、中砂、圆砾、粉质黏土、粉细砂、粉质黏土。

地面标高为38.60～39.82m。

地下水类型主要有上层滞水、潜水和承压水。

本区间地层第四纪沉积韵律较为明显，地层组成自上而下为杂填土、粉土、粉质黏土、黏质粉土、粉细砂、中砂、圆砾、粉质黏土、粉细砂、粉质黏土。

地面标高为38.60～39.82m。

地下水类型主要有上层滞水、潜水和承压水。

隧道顶板埋深16.0m，隧道直径6.0m，左右双线隧道，间距8.4m，靠近建筑物一侧的右线隧道距离建筑物基础边线6.5m。

DESIGN & CALCULATION设计计算地铁盾构穿越建筑物施工位移的数值分析郑权恒，郑宝瑞，冯岩岩，武龙堂，刘如松（中冀建勘集团有限公司，河北石家庄 050227）［摘要］文章对盾构施工的控制原则、力学原理与邻近群桩动态预测进行了分析，基于实际工程开展了数值模拟分析，探究了分别处于穿越群桩以及穿越一般底层这两类情况下地铁盾构的土体位移状况，对比数值模拟分析结果并得出相关结论。

［关键词］地铁盾构；数值模拟；地表位移［中图分类号］U231+.3 ［文献标识码］A ［文章编号］1001-554X（2023）04-0127-04 Numerical analysis of construction displacement of subway shield tunneling through buildings ZHENG Quan-heng，ZHENG Bao-rui，FENG Yan-yan，WU Long-tang，LIU Ru-song现今在我国有关地铁盾构隧道施工的相关研究比较丰富，尤其是有关地表沉降的研究，但是在这些研究中很少会考虑施工相关因素以及地质特性，通常都是以介质随机理论作为研究基础。

而在有关穿越高层建筑桩基托换的研究一般分析对象都是单桩或者单孔隧道，有关双线盾构施工力学的研究则大多依托于经验并不深入，在实际的施工活动中很难实现良好控制。

本文基于某地铁盾构隧道的施工状况，借助FLAC3D软件进行三维数值模拟分析，探究处于不同情况下地铁盾构的位移状况，对盾构隧道周围相关建筑物产生的影响作了评价，并针对施工安全控制工作提出了相关建议。

1 盾构施工控制原则1.1 盾构施工法在地铁隧道的施工中应用盾构法，因为是部分出土甚至全部不出土，所以地层会受到来自施工活动的较大影响进而会造成地表沉降的现象发生。

而发生地表沉降时具体沉降部位的分布与范围大小主要是受到盾构掘进的相关施工活动的控制。

基坑位移量计算公式是什么基坑工程是指在建筑施工过程中，为了建造地下建筑物而进行的土方开挖和支护的工程。

在进行基坑工程时，工程师需要对基坑的位移量进行准确的计算，以确保工程的安全性和稳定性。

基坑位移量的计算是基坑工程设计中非常重要的一部分，它可以帮助工程师了解基坑周围土体的变形情况，从而采取相应的支护措施。

基坑位移量的计算涉及到土体力学和结构力学等多个学科的知识，需要综合考虑土体的力学性质、支护结构的刚度和变形特性等因素。

一般来说，基坑的位移量可以通过数学模型和计算公式来进行估算。

下面我们将介绍一些常用的基坑位移量计算公式。

1. 弹性地基位移计算公式。

在进行基坑位移量的计算时，可以先假设土体是一个弹性体，根据弹性力学的原理来进行计算。

弹性地基位移计算公式可以表示为：Δu = (q0 K0σ0) / k。

其中，Δu表示地表位移量，q0表示地表荷载，K0表示土的水平地应力系数，σ0表示初始地应力，k表示土的弹性模量。

这个公式是基于弹性理论推导而来的，适用于土体变形较小、荷载作用时间较短的情况。

2. 弹塑性地基位移计算公式。

在实际的基坑工程中，土体的变形通常是既有弹性变形又有塑性变形的情况。

此时可以采用弹塑性地基位移计算公式来进行计算。

弹塑性地基位移计算公式可以表示为：Δu = (q0 K0σ0) / k + Δu_plastic。

其中，Δu_plastic表示土体的塑性变形位移量，可以通过塑性力学理论来进行计算。

这个公式考虑了土体的弹性和塑性变形，适用于土体变形较大、荷载作用时间较长的情况。

3. 数值模拟计算。

除了上述的解析计算方法，工程师还可以通过数值模拟的方法来进行基坑位移量的计算。

数值模拟可以更加精确地模拟基坑周围土体的变形情况，可以考虑更多复杂的因素，如土体的非线性、支护结构的刚度等。

常用的数值模拟方法包括有限元法、有限差分法等。

通过数值模拟计算，工程师可以得到基坑周围土体的位移场分布图，可以更直观地了解土体的变形情况，为工程设计和支护措施的制定提供参考。

1.1 盾尾间隙的计算盾尾间隙包括以下几部分：理论最小间隙、管片允许拚装误差、盾尾制造误差、盾尾结构变形、以及盾尾密封的结构要求等。

（1）理论最小间隙 管片外径D=6000mm ； 盾尾端至第一环管片前端的距离L=2600mm ；R o —隧道曲线半径，考虑到盾构蛇行的因素取R o =350m ；则隧道管片内侧曲线半径：0/2347R R D m =-=盾尾端部至第一环管片前端对应的圆心角：-1-1 = sin (L/R)= sin (2.6/347)=0.429φ︒ 则理论间隙为：b1 =R(1-cos )=347(1-cos0.429)=0.0097m =9.7mm φ⨯︒取b1=10mm（2）管片精度及管片拚装误差： b2=5mm（3）盾尾制造误差： b3=5mm （4）盾尾变形： b4=5mm （5）其它因素：图3-9-1 盾尾结构图φ1500图3-9-2 盾尾理论间隙计算示意图b5=5mm（6）盾尾密封刷安装尺寸： b6=45mm 所以盾尾间隙为1234561055554575b b b b b b b mm=+++++=+++++= b=9.7mm 是曲线半径350m 时，管片在盾尾内的最小极限间隙值，考虑到管片本身的尺寸误差、拼装的精度、盾尾的偏移等因素，同时考虑到盾尾还要安装同步注浆管道和盾尾密封，根据经验实际选取盾的间隙为75mm 。

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ZCK17+000处的隧道顶部的覆土厚度约为37m ，而在较浅处的隧道顶部距地面不足6m 。

由于盾构从洞中通过时的时间相对较短，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，并取两都中的最大值作为盾构计算的外部荷载。

在大石—汉溪区间最大埋深位置在ZCK17+000处，但此处围岩为7号地层，稳定性较好。

而YCK17+020处隧道顶部为6号地层，埋深约35m ，所以对盾构计算取此断面埋深为最大埋深值。

浅谈MJS工法在盾构下穿既有铁路框架桥地层补强加固中的应用摘要：本文以长沙地铁3号线营盘东路-德雅路区间盾构下穿京广铁路框架桥地层补强加固工程实践为基础，探讨一种全方位的高压喷射工艺MJS注浆工法，此工程案例可为同类加固工程提供实践参考。

关键词：MJS工法；地层加固；盾构隧道；注浆Abstract: this article with the changsha metro line 3 east road, road’s camp-interval shield down through the beijing-guangzhou railway frame bridge reinforcement reinforcement engineering practice strata basis to investigate a full range of high pressure jet grouting method MJS process, the project cases for the similar reinforcement project to provide practical reference.Keywords: MJS method; Formation reinforcement; Shield tunnel; grouting 中图分类号：U455.43 文献标识码：文章编号：前言由于城市建筑物密集，道路交通设施交错纵横，在城市地铁修建过程中，常会遇到盾构隧道下穿既有建（构）筑物的情形[1~2。

盾构隧道近距离下穿既有建（构）筑物时，为确保建（构）筑物的正常使用安全，常在盾构隧道穿越前对受影响区域内建（构）筑物地基土层进行补强加固[3]。

目前，地基补强加固措施通常有以下几种：袖阀管注浆、二重管无收缩双液注浆工法（WSS工法）、锚杆静压桩法等，每种工法适用不同的工程环境及土层。

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：式中： — 密封舱土压力，kPa;— 开挖面侧向静止土压力，kPa;— 开挖面水压力，kPao为使开挖面保持稳定，理论上应尽量满足。

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，在深度处，其竖直面的应力，即静止土压力为：式中： — 土的有效重度，；— 埋深，；— 土的静止侧压力系数静止侧压力系数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。

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。

以本工程为例，无水砂砾石地层中=0.4，埋深约为10.5 ，砂砾石的重度为21。

代入得＝88.2　库伦土压力采用库伦土压力理论计算主动土压力与被动土压力。