Please wait a minute...
浙江大学学报(工学版)
J4  2011, Vol. 45 Issue (1): 126-131    DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2011.01.021
能源与机械工程     
盾构掘进机推进力计算模型
施虎,龚国芳,杨华勇,汪慧
浙江大学 流体传动及控制国家重点实验室,浙江 杭州 310027
Determination of thrust force for shield tunneling machine
SHI Hu, GONG Guo-fang, YANG Hua-yong, WANG Hui
State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
 全文: PDF  HTML
摘要：

为了解决传统基于经验系数的盾构掘进机总推进力计算公式在确定推力时存在随机性的问题,在分析盾构掘进机总推进力的各种影响因素及计算方法的基础上,以直径为6 m的地铁盾构为对象,计算在盾构掘进过程中受到的各种推进阻力,通过对比忽略次要部分,建立盾构推进分项阻力计算模型.利用土压平衡盾构模拟试验台对在黏土和砂土2种土质条件下的计算模型进行验证.结果表明,土压力在推进力计算中发挥关键性作用.为了进一步修正分项阻力计算模型,提出切深率的概念,分析切深率与盾构总推进力之间的关系,确定由土压力与切深率2个重要因素组成的推进力计算模型.
Abstract:

Various influential factors related to determining thrust force were analyzed in order to reduce the uncertainties existing in determination of total thrust force of shield tunneling machine by traditional method. All resistance forces acted on a  metro shield machine with 6 m diameter were calculated, and the approximate calculation model composed of several components was given by neglecting the minor components. Experiments were conducted on an earth pressure balanced shield test rig. Results show that earth pressure plays a key part in thrust force calculation, regardless of in clay and sandy soil. Cutting ratio and a relationship with thrust force were developed to establish a more accurate model based on two important factors of earth pressure and cutting ratio．
出版日期: 2011-03-03
:  TU 411  
基金资助:

国家“973”重点基础研究发展规划资助项目（2007CB714004）；国家“863”高技术研究发展计划资助项目（2007AA041804）.
通讯作者: 杨华勇，男，教授.     E-mail: yhy@zju.edu.cn
作者简介: 施虎(1984-),男,山西应县人,博士生, 从事大型掘进装备电液控制技术研究. E-mail: shihufw@163.com
服务　　
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章　　

引用本文:

施虎,龚国芳,杨华勇,汪慧. 盾构掘进机推进力计算模型[J]. J4, 2011, 45(1): 126-131.

SHI Hu, GONG Guo-fang, YANG Hua-yong, WANG Hui. Determination of thrust force for shield tunneling machine. J4, 2011, 45(1): 126-131.

链接本文:

http://www.zjujournals.com/eng/CN/10.3785/j.issn.1008-973X.2011.01.021    或    http://www.zjujournals.com/eng/CN/Y2011/V45/I1/126

［1］ BERNHARD M,MARTIN H,LOTHAR A.Mechanised shield tunneling ［M］. Berlin: Ernst＆Sohn, 1996:10-12．
［2］ 宋克志.无水砂卵石地层盾构推力及刀盘转矩的计算［J］.建筑机械,2004,11(10)：58-61．
SONG Kezhi. Calculation of shield thrust force and cutterhead torque in sandy gravel ［J］. Construction Machine, 2004,11(10)：58-61．
［3］ 王良.盾构法施工在北京地铁5号线的应用［J］.都市快轨交通,2004,17(5):33-37．
WANG Liang. Application of shield tunneling method in Beijing Metro Line 5 ［J］. Urban Rapid Rail Transit, 2004, 17(5): 33-37．
［4］ 何其平.南京地铁盾构选型研究［D］.成都：西南交通大学,2004．
HE Qiping. The type selection of shield for Nanjing Metro ［D］. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2004．
［5］ 白中仁.广州地铁三号线客大盾构区间盾构及选型技术［D］. 成都：西南交通大学,2003．
BAI Zhongren. Shield tunneling study to KecunDatang section, No.3 line of Guangzhou subway ［D］. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2003．
［6］ 傅德明, 杨国祥. 上海地区越江交通盾构施工技术综述［C］∥国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集. 北京：人民交通出版社,2002．
FU Deming, YANG Guoxiang. Overview of shield construction technology in Shanghai river crossing transportation ［C］∥Proceeding of International Workshop on Tunnel Highway Construction Technology. Beijing: China Communications Press, 2002．
［7］ 王洪新,傅德明.土压平衡盾构掘进的数学物理模型几个参数间关系研究［J］.土木工程学报,2006,39(9): 86-90．
WANG Hongxin, FU Deming. A mathematical model and the related parameters for EPB shield tunneling ［J］.China Civil Engineering Journal, 2006, 39(9): 86-90．
［8］ 周文波.盾构法隧道施工技术及应用［M］.北京：中国建筑工业出版社,2004:35-42．
［9］ 徐东强.土力学［M］.北京：中国建材工业出版社,2006:57-63．
［10］ 尹旅超,朱振宏,李玉珍,等.日本隧道盾构新技术［M］.武汉：华中理工大学出版社,1999: 112-115．
［11］ 胡国良,龚国芳,杨华勇.盾构掘进机土压平衡的实现［J］.浙江大学学报：工学版,2006,40（5）：874-877．
HU Guoliang, GONG Guofang, YANG Huayong. Realization of earth pressure balance for shield tunnelling machine ［J］. Journal of Zhejiang University: Engineering Science, 2006, 40(5): 874-877．
［12］ 邢彤.盾构刀盘液压驱动与控制系统研究［D］.杭州：浙江大学,2008．
XING Tong. Research on hydraulic drive and control system of the cutter head in shield tunneling machine ［D］. Hangzhou: Zhejiang University, 2008．
[1] 刘长殿, 孙红月, 康剑伟, 杜丽丽. 土体的充气阻渗试验[J]. J4, 2014, 48(2): 236-241.
[2] 柯瀚,王文芳,魏长春,陈云敏,詹良通. 填埋体饱和渗透系数影响因素室内研究[J]. J4, 2013, 47(7): 1164-1170.
[3] 王林涛,龚国芳,施虎,刘怀印. 基于盾构密封舱压力直接反馈地表变形控制[J]. J4, 2012, 46(7): 1182-1188.
[4] 刘永莉,孙红月,于洋,詹伟,尚岳全. 基于BOTDR监测技术抗滑桩上滑坡推力确定[J]. J4, 2012, 46(5): 798-803.
[5] 刘永莉, 孙红月, 于洋, 詹伟， 尚岳全. 抗滑桩内力的BOTDR监测分析[J]. J4, 2012, 46(2): 243-249.
[6] 徐日庆,张俊,朱剑锋, 王兴陈. 考虑扰动影响的修正Duncan-Chang模型[J]. J4, 2012, 46(1): 1-7.
[7] 周建, 郑鸿镔, 温晓贵, 管林波, 邓以亮. 考虑中主应力系数影响的主应力轴旋转下
原状软黏土变形研究[J]. J4, 2011, 45(12): 2134-2141.
[8] 陈国红, 谢康和, 程永峰, 徐妍. 考虑涂抹区渗透系数变化的砂井地基固结解[J]. J4, 2011, 45(4): 665-670.