盾构掘进中沿深度方向调向时俯仰弯矩的计算方法技术

本发明专利技术提出了一种盾构掘进中沿深度方向调向时俯仰弯矩的计算方法，为盾构施工提供科学有效的参数控制依据。计算方法分为四个步骤：(1)计算沿深度方向调向时刀盘的俯仰弯矩M1；(2)计算沿深度方向调向时盾壳挤压土体形成的俯仰弯矩M2；(3)计算沿深度方向调向时盾壳摩擦形成的俯仰弯矩M3；(4)计算沿深度方向调向时牵引后续设备形成的俯仰弯矩M4，总俯仰弯矩M＝M1+M2+M3+M4。当盾构机在上下分层地质条件中掘进时，本发明专利技术可根据工程沿线地质分层情况及预设掘进轨迹，预先确定工程全线的俯仰弯矩控制目标，并可随着掘进过程中地质条件和操作状态的改变随时进行调整，改善了原有控制方法的滞后性，为维持盾构高效安全的沿预设路线掘进提供科学有效的数据依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于盾构机械施工技术，具体涉及一种盾构掘进沿深度方向调向时预测其俯仰弯矩的计算方法。
技术介绍
近年来，随着许多城市大力发展地下交通建设，盾构施工法作为一种暗挖隧道方法，以其对周围环境扰动小等优点被广泛应用于地铁工程施工。在盾构掘进过程中，其载荷值(推力、扭矩及弯矩等)均需随着地质条件、掘进速度及掘进轨迹的变化实时调整。其中推力和扭矩用于驱动盾构整体向前推进以及刀盘的旋转，而弯矩则用于控制盾构的掘进轨迹。在大多数隧道工程中，开挖面土体由于自然沉积等原因自上而下分为不同地质层，并且由于土体的自重会引起土体压力梯度随着埋深的增大而逐渐加大。因此当盾构机在上下分层地质中掘进时，地质条件的改变会引起盾构掘进时在深度方向发生偏移，并且由于隧道工程预设掘进路线在深度方向通常为曲线掘进，需要通过设定并实时调整俯仰弯矩实现盾构沿深度方向的调向，保证盾构按照预设路线掘进。目前，该俯仰弯矩的调整主要依靠盾构机操纵人员的经验，在某些地质条件变化剧烈的施工段，由于缺乏预先的调整依据，常常使得盾构实际掘进线路与预设轨迹发生偏离，造成较大的损失。因此，提出一种盾构掘进中考虑沿深度方向调向时俯仰弯矩的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张茜，亢一澜，曲传咏，蔡宗熙，侯振德，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：