泥水平衡盾构刀盘扭矩计算及其影响因素分析

摘要

研究目的:泥水平衡盾构刀盘扭矩是盾构设计的关键参数,为精确计算该扭矩值,结合泥水平衡盾构的特点,推导泥水平衡盾构刀盘扭矩计算公式,通过天津地下直径线工程和北京地下直径线工程中的刀盘扭矩实测值,对计算公式的准确性进行验证,并对泥水平衡盾构刀盘扭矩的组成和主要影响因素进行分析.研究结论:(1)刀盘正面摩阻扭矩所占总扭矩比重最大,达到60％以上,其次是刀盘背面摩阻扭矩和刀盘侧面摩阻扭矩,这三项占刀盘总扭矩的90％以上;(2)刀盘开口率每增加10％,刀盘扭矩约降低5％;(3)泥水压力每增加10％,刀盘扭约增加8％;(4)刀盘扭矩随刀盘直径的增大而增大,且扭矩增加量亦随刀盘直径的增大而增大;(5)刀盘扭矩随刀盘与土体间摩擦系数的增大而增大,两者相关性良好;(6)该研究结果可为泥水平衡盾构设计、施工阶段刀盘扭矩的精确预测和控制提供依据.