图 9 反映了总推力与土舱土压力的相关关系，可以看出，土舱土压力和总推力两者几乎在“同步”变化，这说明两者之间有较强的的相关性。

　　2.4 盾构总推力和扭矩的关系

　　图 10 反映了试验中盾构刀盘扭矩与盾构总推力的相关关系曲线。根据图 10 可以看到，盾构在粘性土层掘进过程中，刀盘扭矩和盾构总推力也具有相当好的相关性，两者的变化基本上是“同步”的。而图 10(b)是大阪大川盾构隧道的实测数据，也表明刀盘扭矩与盾构推力之间有良好的相关关系。

　　实际上，由图 6 可以看到，土舱土压力与刀盘扭矩之间存在着的很好的相关关系，根据前面的分析可知，影响扭矩的主要因素包括土性、刀盘前方土体的应力水平等，而土舱土压力的大小间接反映了刀盘前方土体的应力水平，所以总推力与刀盘扭矩的关系，只是土舱压力与刀盘扭矩关系的反映。试验得出的盾构总推力和扭矩的关系与工程实测中得出的规律也是一致的。

　　3 结 论

　　通过在新建立的盾构掘进模拟试验平台上先后掘进粘土、砂土和砂砾土 3 种典型地层的两次盾构掘进试验研究，本文尝试分析了土压平衡模型盾构的刀盘扭矩、刀盘开口率、推力以及土舱内外土压力的变化规律，可得到以下结论：

　　(1) 在盾构掘进过程中土舱土压力与开挖面前方土体中(或刀盘面板上)土压力存在一定的土压力差，开挖面前方的土压力大于土舱内的土压。土舱内外这个土压力差值的大小与刀盘开口率大小有关。刀盘开口率较大，则对应的土舱内外土压力差值较小;反之亦然。

　　(2) 刀盘切口处土体的应力水平对刀盘的扭矩有明显影响，而切口处土体的应力水平与盾构的埋深有关。另外，在粘性土和砂砾土层中刀盘的扭矩的大小有明显区别，因此埋深、土性等是影响刀盘扭矩的重要因素。

　　(3) 盾构掘进试验表明刀盘扭矩的大小与刀盘开口率相关，刀盘开口率较小时刀盘扭矩矩较大，刀盘开口率较大时刀盘扭矩矩较小。因此，开口率较大的刀盘对土层的适应性较好。

　　(4) 土性对总推力有明显的影响，盾构总推力也与土舱土压力的大小相关，而土舱土压力大小的设定与主要决定于隧道的埋深和土性等因素，所以，盾构选型或进行盾构总推力的设计计算时要考虑隧道的埋深和土性等因素。

　　参考文献：

　　[1] 刘建航 , 侯学渊 . 盾构法隧道 [M]. 北京 : 中国铁道出版社,1991.(LIU Jian-hang, HOU Xue-yuan. The shield driventunnel[M]. Beijing: China Railraod Press, 1991.)

　　[2] 施仲衡 . 盾构机在中国地铁建设中的应用 [J]. 建筑机械,2002(50):20.(SHI Zhong-heng. shield machine in theapplication of metro construction in China[J]. ConstructionMachinery. 2002(50):20.)

　　[3] KASHIMA Y, KONDO N, INOUE M. Development andapplication of the DPLEX shield method: Results of experiment using shield and segment models and application of the method in tunnel construction[J].

上一页  [1] [2] [3] [4]  下一页