盾构机-系统推力计算

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1、1.1系统推力计算盾构的总推力根据各种推进阻力的总和及所需的富裕量决定，对于土压盾构通常考虑的推进阻力有盾体的摩擦力、作用在刀具上的阻力、开挖面的支撑压力、盾尾与管片及盾尾密封刷间的摩擦力、后配套的拖拉力等。这些推进阻力根据地层情况和盾构的尺寸参数计算如下：1）盾体与地层间的摩擦阻力由公式（1）计算（1）式中D——盾构机直径L——主机长度W——盾构机主机重量（KN）γ——掘削断面上的土体浮重度（KN/m3）K0——掘削断面上土体的静止土压系数，取值0.5——地层与盾构机外壳间摩擦系数，通常取——掘削断面上土体的内摩擦

2、角（°）Pe——作用在盾构机上顶部的竖直土压强度（kPa）,n——地表至盾构机外壳上顶区域内的不同浮重度的土层的层数γi——第i层的浮重度（KN/m3）Hi——第i层厚度0.25×3.14×8.658×6.48×（2×200+2×0.5×200+0.5×20×6.48）×0.13+3000×0.13＝4196KN2）刀具上的推力现按照滚刀方式计算推力，共47把，按每把单刃滚刀的最大承载力按250kN计算。F2=250×47=11750kN3）盾尾与管片间的摩擦力盾尾与管片间的摩擦力由公式（2）计算（2）式中——盾尾内

3、管片的环数Ws——1环管片的重量——管片与盾尾间的摩擦系数D0——管片外径——盾尾刷的长度——尾刷内油脂压力F3=2×1000×0.3+3.14×6.2×0.85×300×0.15=1344kN4）后配套拖车的拖拉力后配套的拖拉力暂按500kN考虑F4=500kN5）开挖面的支撑压力开挖面的支撑压力按公式（3）计算，对于土压平衡盾构计算公式如下(3)式中——设计掘进压力，此处取200kPaF5=3.14×6.482×200/4=6592kN6）系统推力系统的装备推力为上述推进阻力的总和乘以富裕量系数此处取1.5F==

4、1.5×(4196+11750+1344+500+6592)=36573kN实际配置共22根推进油缸，总推力达到40861KN。