策划场。道路等级、交通状况环。噪声、振动地。工程临时用地状况境。地层变形条。河流、湖泊状况条。地下水利用调件件。废弃物处理查地。土层构成质。地下水（水位分布、水质）障。地上、地下建（构）筑物。埋设物条。空气缺氧、有害气体碍。地下废弃构筑物件。各层土壤的工程性质物。其他设。隧道形状、尺寸计。隧道长度条。覆土深度件。线性（最小曲线半径、平面曲线与竖曲线、坡度）。工期等开。自稳性土质（隧道延长范围内各种土比例）。地下水污染、枯竭挖。土层构成透水系数、间歇压力、含水量环。噪声、振动境可面。支撑方式土的硬度（值、压缩强度）。景观行稳细颗粒比例保。交通性定卵砾石粒径（长径×短径）护分析地。影响范围。障碍物处理层。水平与垂直变形其。弃土处理变。邻近建(构)筑物他。弃土运输形。施工用地初步选择初步选择两种以上适用的盾构机措。开挖面稳定。长距离施工施。地层变形。急曲线施工研。始发、到达洞口土体加固。障碍物处理究。邻近建构筑物保护。安全。安全。安全。开挖面稳定。环境保护。开挖面稳定。环境保护。开挖面稳定。环境保护。地层变形。作业环境。地层变形。作业环境。地层变形。作业环境综合评价选定 图3.2.22-3 盾构机选择流程图
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4 盾构主要技术参数计算
4.1盾壳直径要求及曲线施工能力
(1)管片所能达到的线路最小转弯半径R(计算实例为管片外径6000mm，环宽1500mm，楔形量38mm，其他型式管片可参照本例)
最小转弯半径计算图
?15191481?????1?GE?FD??122??0.181436? A?tg???tg?GF6000????????DEFD??∴ R?CD?2sinA?GE?FD?2?FG222
?15191481?21481????60002??22??
sin0.1814362=236843mm ≈237m (2)最小盾尾内径D0
现根据转弯半径R＝236843mm计算最小盾尾筒体内径D0(即最小转弯半径计算图中的CD)： 下图显示了盾构机在曲线段及曲线转直线段两个阶段掘进中的盾尾的轨迹情形。红线显示的是在第③管片掘进完毕后盾尾筒体内径的理论位置，其轴线沿着线路的切线方向。在盾构机掘进第③
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管片过程中，为了依靠尾刷封堵地下水和注入的砂浆，最少要有一段管片②遮盖住尾刷，本盾构设计为半环长度（740.5mm），筒体与管片的接触控制点为B。
盾尾最小内径计算图 根据管片尺寸和先前计算，图中： R=236843mm GF=1500/2=750(mm) HA=1519/2=759.5(mm) ME=1481/2=740.5(mm) 故，
θ=sin－1（GF/R） =sin－1(750/236843) =0.1814362° OB=OE=ME / tgθ =740.5 / tg 0.1814362° =233841.88 OC=OB?cos2θ
=233841.883cos0.3628724° =233837.19 OD=OH=HA/sinθ =759.5/sin0.1814362° =239843.08 D0=CD
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=OD－OC =6005.89 ≈6006（mm） (3)间隙裕量
考虑到管片和盾尾承受土压之后会发生变形及偏移、掘进方向控制有一定误差、管片安装存在误差、管片拼装过程需要安装及调整空间、管片不能过度压缩盾尾密封而使密封元件过早失效等诸多因素，在确定盾尾直径时，必须再加上一定的间隙裕量。其取值基于下表并选择x＝30mm。
间隙裕量经验值表
D<4m 20 mm (4)盾构机的盾尾内径确定
盾尾内径D由最小盾尾内径D0、间歇裕量所决定： D＝D0 + 2 x ＝6006+2330 ＝6066（mm）
由上述计算可得出结论：只要盾尾内径大于6066mm，即可使得盾构机能够转过半径在237m以上的弯道。筒体内径越大，可转过的弯道半径越大。
4m≤D<6m 25 mm 6m≤D<8m 30 mm 8m≤D<11m 40 mm 4.2盾构推力计算（计算实例为某地质剖面，其他地质可参照本实例计算）
(1)计算断面
根据线路工程地质图，隧道顶部埋深为15. 2m，上覆地层属于土层，隧道在<5－2>、<6>断面通过，稳定水位1.3m，在开挖过程中水、土压力可以有效地传到盾构机壳体上。因此选择该断面作为最不利的计算断面。
选择工程地质断面某处作为计算断面，该断面的主要参数如下：
岩土力学参数表
地层代号 岩土名称 <1> <2－1> <3－2> <5－2> <6> <7> 填土 淤泥质土 砂土 硬塑残积土 全风化层 全风化层 天然密度ρ 凝聚力c (g/cm3) (kPa) 1.73 1.60 1.97 1.90 1.92 2.16 17.0 4.83 0 30.34 34.93 200 内摩擦角υ 28.0 6.17 36.61 12.91 17.03 24 土层厚度 m 1.8 5.5 6.6 3.0 2.9 1.5 静止侧压力系数λ 0.39 0.81 0.25 0.63 0.55 0.42
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地表<1>1.8m.5m<2-1>5m9m.23.15=1wHm=m<3-2>6H5.46.12<5-2>盾m构3外径υ6250m<6>mm9.2m<7>5.1计算断面地层示意图 (2) 松弛高度计算 作用在盾构上的土压按水土合算。
在本部分计算中用到的参数含义及取值如下： H——盾构顶部埋深，15.2m D——盾构的外径，6.25m B——松动圈宽度 γ——土的平均浮容重 C——土的凝聚力 P0——地表载荷，20kN/m2 λ——土层的侧压系数 ha——松动圈高度，12.5m υ——土的内摩擦角
P1——盾构顶部所受垂直土压力 PG——自重引起的底部土压力： W——盾构自重，3500kN； L——盾体长度，7.57m P2——地层对盾构底部的抗力 Q1——盾构顶部的侧向土压力 Q2——盾构底部的侧压力
F——盾构在土中掘进所需的总推力
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