φ6140mm土压平衡盾构机土压盾构机设计计算书

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1、φ6140mm土压平衡盾构机型号TM614PMX设计计算书目录页数1、计算条件………………………………………………………………..21.1工程条件…………………………………………………………..21.2地质条件………………………………………………………….21.3盾构机主要参数计算……………………………………………..32、盾构机刀盘所需扭矩计算……….…………………………………….43、盾构机掘进时所需推力计算….……………………………………….64、盾构机壳体强度计算………………….………………

2、……………….84.1盾尾壳体强度计算……………………………………………….84.2铰接壳体强度计算………………………………………………125、切削刀具寿命的计算………………………….………………………125.1计算条件………………………………………….………………125.2计算方法………………………………………………………….125.3计算结果………………………………………………………….146、三排园柱滚子轴承计算……………………………………………….146.1盾构机规格………………………………

3、……………………....146.2正常掘进载荷及三排园柱滚柱轴承强度计算…………………………157、刀盘驱动部传动齿轮强度计算……………………………………….177.1齿轮弯曲强度计算……………………………………………...177.2齿面接触强度计算……………………………………………...188、螺旋输送机规格计算………………………………………………….199.1、输送能力…………………………………………………………199.2、驱动力矩…………………………………………………………191、计算条件：1

4、.1、工程条件：(1)隧道长度2676.471mm(2)隧道最小转弯半径250m(3)盾构机开挖直径φ6160mm(4)管片外径φ6000mm(5)管片内径φ5400mm(6)管片宽度1200mm(7)管片厚度300mm(8)分块数5+1块(9)隧道坡度坡度35‰1.2、地质条件：本工程隧道地质条件主要为：隧道主要穿越第四纪粉土、粉质粘土、粉细砂层及卵石圆砾地层，最大砾径140mm，透水系数在6号细砂层中最大：1.2×10-3~6.0×10-3。20m7~8m土层（2.1t/m3）水位盾构机p=9.

5、8kN/m2图1-1注：关于地面荷载，在不清楚的情况下假定9.8kN/m2(1.0tf/m2)进行计算。对于粘土、砂、砂砾土层，根据小松公司的长期经验，切削刀的切削阻力系数在粘土（水土不分离）中最大，见表1-1。因此本工程采用粘土层（水土不分离）以及隧道上方的土体松弛高度以全覆土来计算盾构机各主要参数。表1-1切削阻力系数地质es（切削阻力系数）松弛干燥砂0.008~0.01松弛湿润砂0.01~0.02密实湿润砂0.02~0.04粘土0.4~1.2地质的一般条件：(1)土质粘土、砂、砂砾(2)隧道覆

6、土厚度20m(3)地下水位GL-7~8m(4)透水系数cm/sec(5)标准贯入值（maxN值）57(6)内摩擦角deg(7)粘着力kN/cm2(8)含水率（W%）%(9)地面负荷1tf/m2(10)地层反力系数kN/m21.3、盾构机计算的主要参数：本计算书主要计算以下盾构机参数（如表1-2所示）。详细的规格见盾构机技术规格书。表1-2盾构机主要计算参数盾构机外径Φ6.14m刀盘扭矩5,160KNm{526tfm}(100%)6,181KNm{631tfm}(120%)盾构机总推力37,730KN

7、{3,850tf}盾尾钢板厚度45mm盾尾钢板材质SS400(相当于中国Q235)轴承及齿轮>6,000小时螺旋输送机能力及扭矩250m3/h5.5tf-m刀具寿命>1200m变压器容量1100KVA2、盾构机刀盘所需扭矩的计算：[1]计算条件***水、土不分离计算***（1）土质粘土、砂、砂砾（2）覆土H20m（3）水头Hw0m（※）（4）土的单位体积质量水位上部W02.1t/m3（5）土的单位体积质量水位下部W12.1t/m3（6）水的单位体积质量W20t/m3（※）（7）标准贯入试验值N0（8

8、）内摩擦角φ0deg（9）地面载荷S1.0t/m2（10）侧方土压系数K10.7（11）松弛土的粘着力c　　　　4.905KN/m2（12）盾构机外径d6.14m（13）盾构机半径r3.07m（14）壳体长L7.74m（15）盾构机质量G235t（16）掘削断面积A29.61m2（17）刀盘开口率ξ40%（18）刀盘半径rc3.065m（19）刀盘厚l0.4m（20）切削阻力系数（见表1-1）es1.2（21）切削刀刃宽度B012cm（22）切深t2.3cm（23）切