土压平衡盾构刀盘扭矩计算方法与多因素量化分析-岩石力学与工程学报.PDF

第 32 卷 第 4 期 岩石力学与工程学报 Vol.32 No.4 2013 年 4 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April ，2013 土压平衡盾构刀盘扭矩计算方法与多因素量化分析 ， 1 2 1 1 1 3 1 李 潮 ，周宏伟 ，左建平 ，丁靖洋 ，高明忠 ，亓 帅 (1. 中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083；2. 柏林工业大学 应用地球科学系，德国 柏林 D –10623； 3. 四川大学 水利水电学院，四川 成都 610065) 摘要：刀盘扭矩是设计刀盘驱动的关键参数，是设计经济型盾构、决定盾构是否高效率掘进必不可少的参数之一。 以土压平衡盾构为背景，在充分理解刀盘与土体相互作用的基础上，分析影响刀盘扭矩的 7 个因素，并基于现场 测试和理论分析分别推导出各因素的计算模型。同时，以土耳其伊兹密尔地铁和伦敦机场隧道为例，通过与实际 测得的刀盘扭矩对比分析，验证理论模型的准确性，所构建的计算模型可适用于黏性土和非黏性土地层中。对各 影响因素进行量化分析，分析表明刀盘各面与地层的摩擦阻力扭矩约占总扭矩的 80%，其中刀盘与土体的摩擦角、 刀盘直径、土体的黏着力以及土仓内的土压支撑强度都是影响刀盘扭矩大小的重要参数。 关键词：隧道工程；刀盘扭矩；土压平衡盾构；摩擦阻力；墙背与土体摩擦角；黏着力；土压支撑强度 中图分类号：U 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2013)04 –0760 –07 TORQUE CALCULATION METHOD OF CUTTERHEAD IN EARTH PRESSURE BALANCE SHIELD AND QUANTITATIVE ANALYSIS OF SEVERAL INFLUENCING FACTORS