土倉壓力資料.doc

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1、盾構(gòu)的推力主要由盾構(gòu)與地層之間的摩擦阻力F1、刀盤正面土壓力F2、盾尾密封與管片之間的摩擦阻力3部分組成，其它還有變向阻力、切口環(huán)前端的貫入阻力、后方臺車的牽引阻力等。F1=πDLcF2=πD2P/4F3=πDu式中：D為盾構(gòu)機(jī)外徑，L為盾構(gòu)機(jī)長度，c為松弛土的粘著力，P為刀盤中心處側(cè)向土壓力，u為每米管片長度摩擦阻力(經(jīng)驗值)。盾構(gòu)在施工中經(jīng)常需要糾偏、轉(zhuǎn)向，因此盾構(gòu)的推力實際要比計算出來的大，約為計算值的1.5倍。還有一種計算總推力的經(jīng)驗公式F=aπ/4D2式中：a為推力系數(shù)，取110。////////////////////////////////

2、//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////在選擇掘進(jìn)土壓力時主要考慮地層土壓，地下水壓（孔隙水壓），預(yù)先考慮的預(yù)備壓力。1、地層施工土壓在我國鐵路隧道設(shè)計規(guī)范中，根據(jù)大量的施工經(jīng)驗，在太沙基土壓力理論的基礎(chǔ)上，提出以巖體綜合物性指標(biāo)為基礎(chǔ)的巖體綜合分類法，根據(jù)隧道的埋資深度不同，將隧道分為深埋隧道和淺埋隧道。再根據(jù)隧道的具體情況采用不同的計算方式進(jìn)行施工土壓計算。2、地下水壓力計

3、算與控制當(dāng)?shù)叵滤桓哂谒淼理敳浚捎诘貙又锌紫兜拇嬖?，從而形成?cè)向地下水壓。地下水壓力的大小與水力梯度、滲透系數(shù)、滲透速度以及滲透時間有關(guān)。在計算水壓力時，由于地下水在流經(jīng)土體時，受到土體的阻力，引起水頭損失。作用在刀盤上的水壓力一般小于該地層處的理論水頭壓力。在掘進(jìn)過程中，由于刀盤并非完全開口，而是中間有70～80％的支擋結(jié)構(gòu)，隨著刀盤的不斷往前推進(jìn)，土倉內(nèi)的壓力介于原始的土壓力值附近。加上水在土中的微細(xì)孔中流動時的阻力。故在掘進(jìn)時地層中的水壓力可以根據(jù)地層的滲透系數(shù)進(jìn)行酌情考慮。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)因故停機(jī)時，由于地層中壓力水頭差的存在，地下水必然會不斷的向土倉

4、內(nèi)流動，直至將地層中壓力水頭差消除為止。此時的水壓力為：σw=q×γhq－-根據(jù)土的滲透系數(shù)確定的一個經(jīng)驗數(shù)值。砂土中q＝0.8～1.0，粘性土中q＝0.3～0.5。γ－水的容重h－地下水位距離刀盤頂部的高度。在實際施工中，由于管片頂部的注漿可能會不密實，故地下水可能會沿著隧道襯砌外部的空隙形成過水通道，當(dāng)盾構(gòu)長時間停機(jī)時，必將形成一定的壓力水頭。―σw1=q砂漿×γhWq砂漿－-根據(jù)砂漿的滲透系數(shù)和注漿的飽滿程度確定的一個經(jīng)驗數(shù)值，一般取q＝0.8～1.0。γ－水的容重hW－補(bǔ)強(qiáng)注漿處和刀盤頂部的的高差。在計算水壓力時，刀盤后部的水壓力與刀盤前方的水壓

5、力取大值進(jìn)行考慮。3、預(yù)備壓力由于施工存在許多不可遇見的因素，致使施工土壓力小于原狀土體中的靜止土壓力。按照施工經(jīng)驗，在對沉降要求比較嚴(yán)格的地段計算土壓力時，通常在理論計算的基礎(chǔ)之上再考慮10～20kg/m2（0.1～0.2kgf/cm2）的壓力作為預(yù)備壓力。通過以上分析可知，由于刀盤對土體的推力不同，在土倉內(nèi)產(chǎn)生的土壓力不同，土體中的側(cè)向土壓力的方向與大小也在不斷的發(fā)生著變化。被動土壓力和主動土壓力是側(cè)向土壓力的最大和最小的極限值。而靜止土壓力介于兩者之間，即Ep>Eo>Ea。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤前方的土壓力大于Ep，土體被向盾構(gòu)機(jī)移動，地面隆起。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤

6、前方的土壓力小于Ea時，土體向下滑動，可能引起地層和地面的沉降。