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粉质粘土地层盾构推力的计算
摘要:
以江南地区粉质粘土地层盾构施工为例,运用理论和经验公式对盾构推力进行计算和比较,对相同或相似地层条件下的盾构参数计算和选型具有一定的参考价值。
关键词:盾构机;推力;粉质粘土
Key words:
shield machine; thrust; silty clay
Abstract:
Shield on silty clay strata in Jiangnan region, as a sample to calculate pare the shield thrust with theory and empirical formula, have a certain reference value for shield parameter calculation and selection on the same or similar strata.
一、概述
用盾构法施工隧道是利用刀盘旋转切削土体并由千斤顶推动盾构机前进,因此刀盘和推进系统是盾构机中的关键部件,刀盘转矩和千斤顶推力的计算是盾构选型的基础,也是保证盾构顺利切削、推进的前提。盾构掘进时,影响掘进的主要因素是地层土体条件。本文以无锡地铁一号线盾构施工为背景,,对粉质粘土地层盾构推力进行了计算和比较。
二、盾构外部荷载分析计算
有关土力学参数及由地表至隧道底部的地层构造见表1
表1地表至隧道底部的地层构造表
土层代号及名称
含水量ω(%)
天然密度ρ
(g/cm3)
土层厚度
m
静止侧压力系数λ
(3)3-1粉质粘土




(3)3粉土夹粉质粘土




(5)粉质粘土




(6)1-1粉质粘土、




(6)1粘土




盾构荷载分布见图1。
土层的天然密度ρ: 取ρ=;
土层的静侧压力系数λ: 取λ=;
地面上置荷载P′:按设计文件说明取2t/m2,即20KN/m2。
区间隧道覆土厚度为:H=12~18m
盾构的外径为:D=6390mm
盾构长度:L=7400mm
盾构的重量:W=484t
图1盾构荷载分布图
Pe1――竖直土压;
Pe2――竖直抗力土压;
Pg――自重反压;
Pw1――竖向水压;
Pw2--竖向水压;
qw1--侧向水压;
qw2--侧向水压;
qe1--盾构顶部水平土压;
qe2--盾构底部水平土压;
Pe1=ρH+P′
=×18+20
=367KN/m2;
Pe2=Pe1+ρD
=367+×
=490KN/m2;
Pg=4W/(πDL)
=4×4840÷(××)
=130KN/m2;
Pw1=Pw2=qw1=qw2=0;
qe1=λPe1
=×367
=128KN/m2;
qe2=λPe2
=×490
=。
三、盾构推力的理