理论教育 成都地铁盾构选型与施工技术:纠偏力矩计算和关键参数约束

成都地铁盾构选型与施工技术:纠偏力矩计算和关键参数约束

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图9-18所示,盾构机纠偏时绕推进油缸安装铰点所在圆面的圆心OF转动,土体抗力对OF点取矩得到盾构机受到的土体抗力力矩为:式中ls——纠偏时某一小段掘进距离,一般可以取一环管片的宽度;ρ——纠偏曲线的曲率半径。图9-18土体抗力力矩计算示意推进油缸提供的纠偏力矩等于土体产生的抗力力矩,因此有:式中TRh、TRv——水平、竖直方向纠偏力矩;ρh、ρv——水平、竖直方向纠偏曲线的曲率半径。

成都地铁盾构选型与施工技术:纠偏力矩计算和关键参数约束

当盾构机直线掘进时,A、B、C、D分区油缸的推力为FA、FB、FC、FD,而盾构机进行纠偏时,各分区油缸的推力变化量分别为ΔFA、ΔFB、ΔFC、ΔFD,则在水平方向上的左右偏转纠偏力矩为:

在竖直方向上的俯仰纠偏力矩:

对于A、C分区油缸,一般左右对称设计,故yA=yC;而为了防止盾构机出现栽头问题,一般B区的油缸推力要大于D区,因此两区的油缸数量也一般不同。

当盾构机在进行纠偏转向时,盾体将挤压周围土体而产生一定的偏转,土体受到挤压后将对盾构机产生抗力,由此形成了纠偏的反力矩,纠偏反力矩与纠偏半径有关,半径越小土体受到挤压产生的位移越大,相应的纠偏反力矩也越大。如图9-18所示,盾构机纠偏时绕推进油缸安装铰点所在圆面的圆心OF转动,土体抗力对OF点取矩得到盾构机受到的土体抗力力矩为:

式中 ls——纠偏时某一小段掘进距离(m),一般可以取一环管片的宽度;

ρ——纠偏曲线的曲率半径(m)。

图9-18 土体抗力力矩计算示意(www.daowen.com)

推进油缸提供的纠偏力矩等于土体产生的抗力力矩,因此有:

式中 TRh、TRv——水平、竖直方向纠偏力矩(kN·m);

ρh、ρv——水平、竖直方向纠偏曲线的曲率半径(m)。

盾构机纠偏转向时产生变向阻力F等于各分区推力的变化量之和,设变向阻力F中A、C分区所占部分为F(A,C),B、D分区所占部分为F(B,D),则有:

联立式(9-23)~式(9-26)可以解得各分区油缸推力的变化量分别为:

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