下载文档原格式
盾构机的推力和扭矩计算盾构机的推力和扭矩计算包括软土和硬岩两种情况进行。
在软土中掘进时盾构机的推力和扭矩的计算地层参数按〈6〉岩石全风化带选取，由于岩土体中基本无水，所以水压力的计算按水土合算考虑。
选取可能出现的最不利受力情况埋深断面进行计算。
根据线路的纵剖面图，〈6〉层埋深不大，在确定盾构机拱顶处的均布围岩竖向压力P e时，可直接取全部上覆土体自重作为上覆土地层压力。
盾构机所受压力：P e = 丫h+ P oP0i= P e + G/DLP i=F e xxR=(P+ 丫.D)入式中：入为水平侧压力系数，入= h为上覆土厚度，h= 丫为土容重，丫= t/m 3G为盾构机重，G=340 tD为盾构机外径，D= m ; L为盾构机长度，L= m ; P 0为地面上置何载，P o=2 t/m 2; P oi为盾构机底部的均布压力；P i为盾构机拱顶处的侧向水土压力；P2为盾构机底部的侧向水土压力；P e=X +2= t/m 22 2P oi=+34O/ (x) =m P i=x =m2P2 =+ xx =m盾构推力计算盾构的推力主要由以下五部分组成：F F i F2 F3 F4 F5式中：F i为盾构外壳与土体之间的摩擦力；F2为刀盘上的水平推力引起的推力F3为切土所需要的推力；F4为盾尾与管片之间的摩阻力F5为后方台车的阻力1F l 一(P e P01 P P2)DL .4式中：：土与钢之间的摩擦系数，计算时取0.31 F1(26.83 33.37 14.8918.3) 6.25 8.32 0.3 1144.23t4F2 ,4(D2P d)式中：P d为水平土压力，P d( h D)2D 6.28h 12.8 15.93m2 22F d 0.47 1.94 15.93 14.52t/mF2/ 4(6.282 14.52) 445.48tF3/4(D2C)式中：C为土的粘结力，c=mF3 (6.252 4.5) 138.06t4F4 W c c式中：VC、卩c为两环管片的重量(计算时假定有两环管片的重量作用在盾尾内，当管片容重为m3管片宽度按计时，每环管片的重量为)，两环管片的重量为考虑。
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。
硬岩掘进机刀盘纯切削扭矩计算研究张 宁 川（中国中铁隧道设备公司 河南新乡 453000）摘要：根据硬岩掘进机盘形滚刀在岩体开挖面上滚压切削的实际状态，以刀刃下的岩石受滚压破坏并沿刀刃两侧软弱面崩落为机理，以岩石强度极限为材料常量依据，试推导滚刀切削牵引力的计算方法，以及刀盘纯切削扭矩的计算方法。
在推导过程中，不考虑岩石为什么会被破碎或怎么破碎，仅考虑岩体受力状态。
以实际工程掘进报告比较计算结果。
谨供业内同仁参考。
关键词：硬岩掘进机 刀盘滚刀 纯切削扭矩推导计算0 引言隧道全断面开挖用的硬岩掘进机依靠刀盘及其上的盘形滚刀滚压破岩，关于岩石破碎以及刀盘滚刀滚压破岩原理和基本规律，国内外有关学者或工程师自百年前及以来均不断进行研究。
例如，H.特雷斯卡的最大剪切应力理论[2]、O.摩尔1882年提出的内摩擦理论[2]、C.Д伏尔柯夫的统计强度理论[2]、A.格里菲斯的有裂纹强度理论[2]等等以及大量相应的试验，指导了包括掘进机在内的破岩机械设计和应用。
国内东北大学、上海交大在上世纪中下年代均作过滚刀的破岩机理及受力研究[4]，提出过滚刀推力及滚动力的计算公式[4]。
现代掘进机厂商的台架试验及工程实例经验的积累，使滚压破岩的计算日趋成熟。
近年来在TBM 或盾构的引进过程中，国外厂商都给施工用户提供过刀盘扭矩计算的公式及图表，但未提供过这些计算式的推导过程。
为了获得一些自主的知识，在前人研究的基础上，也出于对滚刀破岩实际状态的一些看法，从基础研究的角度试提出另一种方式的刀盘扭矩计算方法。
1 基本假设1.1滚刀在一些研究资料中[4]，以有刃角的滚刀作为研究对象，由此得出滚刀与岩面接触区域的投影为两条双曲线围成的接触面，如图一所示。
图中θ为刃角，R 为滚刀半径，h 为贯入度。
但滚刀在实际破岩过程中，刀刃最初的刃角（或圆角）很快被磨损，刃口成为基本上是平的但边缘为小圆角的形状，如图二所示。
图二 滚刀在实际破岩过程中的实际刃角 图一 作为研究对象的有刃角的滚刀因此在以下的讨论中将刀刃作为平面接触看待，由于目前常用的滚刀刀圈刃口，从横断面来看，刃口的宽度和刃脚的宽度相差也不是非常的大。
φ6340mm隧道掘进机型号TM634 PMX设计计算书株式会社小松制作所地下建机事业本部小松(中国)投资有限公司2010年4月目录页数1、计算条件 (3)1.1工程条件 (3)1.2地质条件 (3)1.3计算模型 (4)1.4盾构机规格 (5)2、盾构机刀盘所需扭矩计算 (5)2.1 计算条件 (5)2.2 各参数的计算 (6)2.3 所需扭矩计算 (7)3、盾构机掘进时所需推力计算 (8)3.1 计算条件 (8)3.2 各参数的计算 (9)3.3 推力计算 (10)4、盾构机壳体强度计算 (11)4.1 计算条件 (11)4.2 各参数的计算 (11)4.3 土荷载计算 (12)4.4 盾构机壳体水平方向变位量的计算 (13)4.5 载荷的计算 (13)4.6 弯曲扭矩[M]及轴力[N]的计算结果 (14)4.7 盾构机壳体应力σ的计算结果 (15)5、切削刀具寿命的计算 (19)5.1 地质概况 (19)5.2 地质计算模型化 (19)5.3 主切削刀计算 (19)5.3.1 磨损高度与运转距离的关系 (19)5.3.2主切削刀、刮刀的磨损系数 (20)5.3.3刀具磨损计算公式 (21)5.3.4刀具磨损计算结果 (22)6、三排园柱滚子轴承计算 (23)6.1 盾构机规格 (23)6.2 载荷计算 (24)6.2.1土载荷的计算 (24)6.2.2 作用与三排园柱滚柱轴承上的载荷的计算 (24)6.3、三排园柱滚柱轴承寿命计算： (25)6.3.1三排园柱滚柱轴承规格 (25)6.3.2 三排园柱滚柱轴承寿命计算 (25)1、计算条件：1.1、工程条件：(1) 隧道长度 m(2) 隧道最小转弯半径 250m(3) 盾构机开挖直径φ6340m m(4) 管片外径φ6200m m(5)管片内径φ5500m m(6)管片宽度 1200mm(7)管片厚度 350mm(8)分块数 5+1块(9)管片重量 4.5t / 块(10)隧道坡度‰1.2、地质条件：(1)土质淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、砂质粉土、粉砂、中粗砂(2)隧道覆土厚度 5～30 m(3)地下水位GL- 0.5 m(4)间隙水压 MPa(5)透水系数 cm/sec(6)标准贯入值（N值）(7)内摩擦角 deg(8)粘着力 kN/cm2(9)含水率（W%）(10)地面负荷 6 tf/m2(11)地层反力系数 kN/m21.3、计算模型说明：由于整个计算全部采用在埋深30m ，承受最大水压力，因此计算偏与安全。
6.15m土压平衡型地铁盾构机（液压系统）计算书拼装机驱动液压系统1、基本参数拼装机转速： n = 0.3rpm/1.5rpm拼装机转动范围： =±210°马达-减速机速比： i1 = 19.56减速机-大齿圈速比：i2 = 200/15回转力矩： T=87.2KN²m2、马达扭矩：T马达= T/ i1 / i2= 87.2/19.56/(200/15)= 334.36 N²m3、马达转速：n马达=n³i1³i2=1.5³19.56³(200/15)= 392r/min。
4、马达排量马达的工作压力初选12MPaV = 6.28³T马达/12/ηm= 6.28³334.36/12=174.98mL/min5、流量：Q = V²n马达/ηv= 175³392/1000/0.98= 70L/min考虑到泄漏量：单马达的所需流量初选75/min.根据上述参数：选配：马达： MB175AP080马达额定扭矩： T额定=765 N²m马达排量： q =175cm3/rev额定压力： 27.5Mpa额定转速： 600rpm油源与螺旋机系统共用。
拼装机油缸液压系统1、提升油缸工作负载：210KN；提升速度：5cm/s；油缸数量：21） 液压缸内径D 的计算 初选液压缸的工作压力为21MPamm P F D 79.79102114.31000105446=⨯⨯⨯⨯==π 根据国家标准GB/T2348-1993液压缸内径系列将所计算的值圆整为标准值，取D=80mm2）活塞杆直径D 的计算mm Dd 9.4446.1146.1801=-⨯=-=ϕϕ 根据国家标准GB/T2348-1993活塞杆直径系列将所计算的值圆整为标准值，取d=45mm其中ϕ—速度比。
222d D D -=ϕ下面给出了不同速度比时活塞杆直径d 和液压缸内径D 得关系d 和D 的关系设计中，根据工作压力的大小，选用速度比时可参考ϕ和p 的关系表ϕ和p 的关系本，应尽量选用标准系列值。
土压平衡盾构机刀盘刀具设计的探讨0 引言在城市地铁施工建设中，土压平衡盾构是应用最广泛的一种形式。
在盾构机的刀盘布局设计中，刀具类型、布置方法直接影响到刀盘的掘进效果及使用寿命。
从施工方面来讲，合理的刀盘布局设计与整个盾构施工的安全性、经济性和效率密切相关，盾构刀盘刀具的布局研究对盾构施工具有重要的指导意义。
1、盾构刀盘及刀具类型刀盘按结构形式可分为a.辐条式、b.面板式、c.复合式，辐条式适用于软土，面板式适用于硬岩，复合式是介于辐条式和面板式的一种形式，通用性高，复合地质条件适用性强[1]。
本文针对广州地铁4号线南延段盾构施工研究，属复合地层。
复合式刀盘主要由直刮刀、边缘刮刀、单刃滚刀、双刃刮刀组，根据功能需要配合以先行刀、超挖刀、磨损检测刀、保护刀等[2]。
2、盾构刀具磨损计算分析随着盾构法施工在地铁建设中的广泛应用，刀具磨损已经成为一个影响工程质量和进度的关键问题。
刀具的磨损在盾构掘进过程中不可避免，合理的布局设计需要考虑因磨损引起的使用寿命一致。
参照经验公式，盾构机刀盘外圈刀具的磨损公式①[3]：。
式中：—磨损量，mm；—磨耗系数um/km；D—盾构刀盘外径，m；L—盾构掘进距离，m；—刀盘的转动速度，r/min；—盾构掘进速度，cm/min。
将D=2R代入①式，即得公式②：为保证刀盘能切削整个掘进圆面积范围，盾构机刀盘上刀具的安装，自内向外依次排列，不同半径刀具的行程会有较大差异。
有效做到各刀具的更换周期一致，就需要合理控制刀具的磨损量。
刀具的磨损系数可以参照经验公式[4]③：。
式中：—1条轨迹配置n把刀具的磨损系数；—1条轨迹配置1把刀具的磨损系数。
磨耗系数定义为[5]：刀具每掘进1Km时的磨损量，单位mm。
将③式代入②式，得公式④：。
并且，为了计算刀具的掘进距离，转化为L的函数公式，得到公式⑤：。
在刀具的使用中，当磨损量达到一定值时，即进行更换，这里使用代替，得到许用距离的表达式⑥⑦：、。
浅析海瑞克土压平衡盾构机刀盘电机控制系统作者：彭川来源：《城市建设理论研究》2013年第26期摘要：土压力平衡盾构机是工程中重要的一种机械，其刀盘电机的控制系统是土压力平衡盾构机的重要组成部分，Herrenknecht土压力盾构机是目前使用较为广泛的一种土压力盾构机，研究其刀盘电机控制系统的设计应用方面的内容对盾构机的刀盘系统的发展具有重要意义。
文章从Herrenknecht土压力盾构机刀盘控制系统的构成出发，探讨了刀盘控制系统的难点问题以及刀盘电机的逻辑控制。
关键词：海瑞克；土压力盾构机；刀盘电机控制系统；逻辑控制中图分类号：TM3 文献标识码：A1刀盘电机控制系统的构成海瑞克土压力盾构机的刀盘电机控制系统主要由PLC、变频器、人机界面三者组成，在盾构机工作的过程中，操作员通过人机界面来控制刀盘的运行，使得刀盘的工作在设定的范围内，变频器的运转是通过Profibus总线和PLC进行信息的传输的，变频器是对380 V/50 Hz的工频交流电进行变频以此来达到驱动盾构机刀盘运转。
目前因为盾构机的生产核心技术都在欧美等国家的手中，特别是刀盘电机控制系统，研究海瑞克土压力盾构机的刀盘电机控制系统的设计可以为国产盾构机的发展起到积极的推动作用，同时研究海瑞克土压力平衡盾构机刀盘电机控制系统能够促进盾构机控制系统方面的极大发展。
2刀盘电机控制系统的难点问题因为土压力盾构机的体积较大，其中电机设计的设备较多，系统设计繁杂，复杂性较高，刀盘电机在运行的过程中往往会涉及到液压系统、润滑系统、、水系统等辅助型系统。
辅助系统与刀盘电机系统的协调性问题一直是盾构机刀盘电机控制系统设计的难题，若处理不好系统与系统之间的问题，盾构机在使用的过程中，很容易发生崩溃的现象，严重的影响盾构机的正常使用，在工程中，若盾构机发生故障，则会造成较大的损失。
文章从状态机的编程将刀盘电机的运行分成若干个系统，再根据若干子系统的条件进行子程序的设计。
盾构机刀具刀盘配置对扭矩、刀头磨损及掘进速度的影响摘要:土压平衡式盾构机的刀盘具有切削、支撑、搅拌、土体改良等功能，因此在控制掘进效率、保持开挖面的稳定等方面起着决定性的作用。
盾构选型时必须结合地层的特殊性和通用性来确定刀盘型式、刀具的布置形式以及他们之间的组合方式。
刀盘结构的改造是为充分发挥不同地层条件下辐条式刀盘和面板式刀盘的独特优势，实现两者间的转换。
将面板式刀盘的六块面板的装配形式改为栓接加焊接的形式。
刀具布置形式优化是根据刀具的作用和运动轨迹对刀具的位置、形状进行合理的优化布置，增强刀具的切削能力、降低土体对刀具磨损进而达到保护刀盘本体，为盾构长距离掘进提供保障。
关键词:辐条式刀盘;面板式刀盘;刀盘结构设计;刀具布置形式前言伴随着我国城市化进程的加快，城市建设快速发展，城市规模不断加大，城市交通呈急剧增长的态势，21世纪将是中国城市轨道交通的新纪元，经济发展将会伴随更大的都市化，地铁交通的建设将促使城市的发展，甚至成为一个急迫的任务。
盾构机在隧道施工中，通过刀盘刀具对前方土体进行切削，刀具与土体的适应程度至关重要。
盾构是集液、电、气于一体的大型机械化专用施工设备，目前应用最广泛的是闭胸式盾构，主要分为泥水式和土压平衡式。
土压平衡式盾构机在复杂多变的地质条件下，其刀盘的结构型式、刀盘的支撑形式、刀具的选型、刀具的布置将直接影响到设备掘进的效果。
刀盘刀具于前方土体不适应，将使盾构掘进非常缓慢甚至寸步难行，直接影响到盾构机的工作效率、工程进展及工程的经济效益。
由于刀具是易损件，消耗量大，如果只是依靠进口刀具不仅供货期长，而且成本高，所以使用国产刀具势在必行。
在掌握盾构刀具切削机理和深刻认识刀具磨损相关因素的基础上，针对不同的施工地质进行刀盘刀具的选择、刀具的布置等盾构掘进设备最关键、最核心的问题，进而实现盾构机的国产化就显得尤为必要。
1 刀盘的布置针对不同的地层情况以及设备等情况，盾构的刀盘形式有很多，其主要功能为以下儿点：（1）切削功能:刀盘旋转时，通过布置在刀盘上各种形式的刀具切削土体，并将切削下来的土体刮到土仓。
地层参数按《岩土勘察报告》选取，由于岩土体中基本无水，所以水压力的计算按水土合算考虑。
选取可能出现的最不利受力情况埋深断面进行计算。
根据洞门的纵剖面图，及埋深不大，在确定盾构机拱顶处的均布围岩竖向压力Pe 时，可直接取全部上覆土体自重作为上覆土地层压力。
盾构机所受压力：Pe =γh+ P0P01= Pe + G/DLP1=Pe ×λP2=(P+γ.D) λ h 为上覆土厚度，γ为土容重，γ=1.97 t/m3G 为盾构机重，G=360 tD 为盾构机外径，D=6.45 m ； L 为盾构机长度，L=8.0m ； P0为地面上置荷载，P0=2 t/m2； P01为盾构机底部的均布压力；P1为盾构机拱顶处的侧向水土压力；P2为盾构机底部的侧向水土压力；Pe=1.97×6.65+2=15.1t/m2P01=15.1+360/（6.45×8.0）=22.1t/m2 P1=15.1×0.47=7.1t/m2P2 =(15.1+1.97×6.45)×0.47=13.1t/m2盾构的推力主要由以下五部分组成：54321F F F F F F ++++=式中：F1为盾构外壳与土体之间的摩擦力 ；F2为刀盘上的水平推力引起的推力F3为切土所需要的推力；F4为盾尾与管片之间的摩阻力F5为后方台车的阻力3.0=μμ数，计算时取：土与钢之间的摩擦系式中：t F 5.6973.00.845.61.131.71.221.15411=⨯⨯⨯+++⨯=π）（）（d P D F 224π=为水平土压力式中：d P ，）（2D h P d +=λγm D h 875.9245.665.62=+=+ 2/1.9875.997.147.0m t P d =⨯⨯=t F 2971.945.64/22=⨯=）（π ）（C D F 234/π=式中：C 为土的粘结力，C=4.5t/m2t F 1475.445.6423=⨯⨯=）（πc c W F μ=4式中：WC 、μC 为两环管片的重量（计算时假定有两环管片的重量作用在盾尾内，当管片容重为2.5t/m3，管片宽度按1.2m 计时，每环管片的重量为19.3t ），两环管片的重量为38.6t 考虑。
1、盾构外径：盾构外径D=管片外径DS+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Fe=安全储备系数AX盾构推进总阻力Fd安全储备系数A---一般取1.5---2.0。
盾构推进总阻力Fd=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xx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qu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xx压力PW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Wf=功率储备系数AWX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AW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DS2)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qp=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。
盾构刀盘扭矩与位移相关性分析潘茁;张晋勋;江玉生;江华【摘要】盾构刀盘扭矩是盾构施工参数的重要组成部分.为了明确盾构刀盘扭矩大小,以及扭矩对土体位移的影响,确保盾构隧道施工的高效和安全,以北京地铁14号线工程的现场测试和理论分析建立了扭矩各组成部分的计算模型.采用高频率采集数据的方式,结合现场测试的扭矩和盾构施工引起的土体位移,讨论两者的相关性.研究结果表明:刀盘扭矩由7个部分组成,其中与地层土体情况有关扭矩约占总扭矩的99％,刀盘与土体的摩擦扭矩占总扭矩的65％;定义了与扭矩、距离相关的f值,并得到测点单环位移变化量S与1/f成反比关系,即S与扭矩T成正比,与距离L成反比关系;S与1/f之间的相关性及匹配性较好,刀盘到达测点前S与1/f的相关性要优于刀盘通过测点后;施工时主要考虑刀盘到达前扭矩对土体位移的影响,周围土体主要为粉土的S与1/f的相关性要优于粉细砂.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)010【总页数】6页(P238-242,247)【关键词】盾构;扭矩;位移;刀盘【作者】潘茁;张晋勋;江玉生;江华【作者单位】中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;北京城建集团有限责任公司,北京100088;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】U455.43随着盾构施工技术的不断发展与进步，盾构施工法因其具有机械化程度高、掘进速度快、开挖扰动小等特点逐渐取代明挖、暗挖等方法，成为北京地铁隧道建设的第一大施工法。
由于盾构施工法的特点以及地质因素的影响，盾构在推进过程中，不可避免地会对周围土体产生扰动，从而引起土体位移。
很多学者[1—7]对盾构施工的扭矩进行了研究，王洪新[1]对刀盘扭矩的计算公式进行了推导，并以计算公式为基础，建立了刀盘扭矩与总推力、土舱压力、刀盘转速及推进速度的关系。
土压平衡盾构机标准◇前言◇ 1. 范围◇ 2. 规范性引用文件◇ 3. 术语和定义◇ 4. 符号◇ 5. 总则◇ 6. 盾构主机◇7. 液压系统◇8. 附属系统◇9. 盾构电气系统◇10. 技术要求◇11. 试验方法◇12. 检验规则◇13. 标志、标签、使用说明书◇14. 包装运输贮存◇附录A（资料性附录）刀盘扭矩计算法◇附录B （资料性附录）盾构装备推力阻力计算法◇附录C （资料性附录）液压元件的选择我国从六十年代开始用盾构法开挖隧道，先后制造了各种类型的盾构，取得了用盾构法开挖隧道的经验，盾构的制造技术也不断提高，生产的盾构广泛用于地下工程，为我国的城市建设做出了重大贡献。
然而到目前为止，我国还没有盾构的国家标准。
为了促进技术进步、提高产品质量、扩大对外开放、加快与国际惯例接轨，根据多年来制造盾构的经验，特制定了本标准。
本标准由建设部标准定额研究所提出本标准由建设部给水排水产品标准化技术委员会归口。
本标准主要起草单位：上海隧道工程股份有限公司本标准规定了土压平衡盾构掘进机（以下简称盾构）设计应遵守的基本原则和计算方法，并规定了盾构制造和验收的技术要求、试验方法、检验规则及包装、标志、储运。
本标准适用于在软土、粘土、砂土中运用的5.5m～7.0m土压平衡盾构。
规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB150-1998 钢制压力容器GB699—1999 优质碳素结构钢GB755—2000 旋转电机定额和性能GB3098.1—2000 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB4028-1993 外壳防护等级（IP代码）GB4205-2003 人机界面（MMI）—操作规则GB7947-1997 导体的颜色或数字标识GB14048.2-2001 低压开关设备和控制设备低压断路器GB50017-2003 钢结构设计规范GB50052－95 供配电系统设计规范GB50054－95 低压配电设计规范GB50055－93 通用用电设备配电设计规范GB50062－92 电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50150-1991 电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50168-1992 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50169-1992 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50170-1992 电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范GB50171-1992 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范GB/T985—1988 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB/T986—1988 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB/T987-1991 带式输送机基本参数与尺寸GB/T1184—1996 形状和位置公差未注公差值GB/T1231—1991 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T1801-1999 极限与配合公差带和配合的选择GB/T2900.18-1992 电工术语低压电器GB/T3633—1995 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件GB/T3766—2001 液压系统通用技术条件GB/T4942.2—1993 低压电器外壳防护等级GB/T7935—1987 液压元件通用技术条件GB/T10595-1989 带式输送机技术条件GB/T13869—1992 用电安全导则GB/T14048.1-2000 低压开关设备和控制设备总则GB/T15622-1995 液压缸试验方法GB/T17468-1998 电力变压器选用导则GB/T18268-2000 测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求GB/T18858.1-2002 低压开关设备和控制设备控制器—设备接口（CDI）第1部分：总则GB/T18858.2-2002 低压开关设备和控制设备控制器－设备接口（CDI）第2部分：执行器传感器接口（AS-I）GB/T18858.3-2002 低压开关设备和控制设备控制器—设备接口（CDI）第3部分：DeviceNet GBJ149-1990 电气装置安装工程母线装置施工及验收规范JB4730-94 压力容器无损检测JB/T5000.12-1998 涂装通用技术条件JB/T5943-91 焊接件通用技术条件JB/T10205-2000 液压缸技术条件JGJ46-1988 施工现场临时用电安全技术规范NAS1638 美国宇航标准术语和定义3.1土压平衡盾构Earth pressure balance shield machine 由刀盘旋转切削土体，切削后的泥土进入密封土舱，在密封土舱内泥土压力与开挖面泥土压力取得平衡的同时，由螺旋输送机进行连续出土的盾构。
