第３２卷第２５期 Ｖ０ｌ－３２ Ｎｏ－２５ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１３年９月 Ｓｅｐ．２０１３ 隧道盾构始发反力架计算 任成国，马林坡 （中铁隧道股份有限公司，河南郑州４５００００） 摘要：盾构始发段需要施做反力墙，但是反力墙施做较费时，会影响施工进度。文章在对隧道盾构始发反力架计算的基 础上，验证了盾构始发的改进装置的可行性。 关键词：反力墙；始发段；计算；改进 中图分类号：ｕｏ３４８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１３）２５—００３４—０２ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｕｎｔｅｒｆｏｒｃｅ ｆｒａｍｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔａｒｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｓｈｉｅｌｄ ＲＥＮ Ｃｈｅｎｇ－ｇｕｏ，ＭＡ Ｌｉｎ－ｐｏ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｕｎｎｅｌ Ｓｔｏｃｋ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎ ４５００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｈ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ａｎｔｉ－ｆｏｒｃｅ ｗａｌｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔａｒｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｓｈｉｅｌｄ，ｂｕｔ ｉｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｔｉｍｅ—ｃｏｎｓｕｍｉｎｇ，ａｎｄ ｗｉｌｌ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｃｏｎ－ ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｕｎｔｅｒｆｏｒｃｅ ｆｒａｍｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔａｒｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｓｈｉｅｌｄ，ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｒｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｓｈｉｅｌｄ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗａｌｌ；ｓｔａｒｔ ｐａｒｔ；ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ １反力架结构及支撑形式 盾构反力架采用２０ ｍｍ厚钢板，钢板后面采用钢管支 撑，上半部支撑采用 ｌ５０ ｍｍ钢管，支撑斜撑在矿山隧道 的初支面上，钢管与初支钢架焊接；中部支撑采用ｑｂ３００ ｍｍ 钢管，支撑与预埋钢板焊接，斜撑在混凝土面上；下部将 盾构机直接抵在仰拱混凝土之上。盾构机横断面、纵断 面图，如图１、图２所示。钢管支撑参数，见表ｌ。 ‘构机 帅Ｉ《８＋Ｓ８． 忧 ５５０ 图２纵断面图 表１钢管支撑参数 钢管 支撑 规格 ２力学计算 ２．１盾构机传力 图１横断面图 盾构机受力值，见表２。 ２．２上部支撑验算 收稿日期：２０１３—０５—１０ 作者简介：任成国（１９８１一），男，河南南阳人，大专，工程师，主要从事 土木工程施工管理工作。 基金项目：复杂环境隧道修建与监测技术研究——铁路水下隧道盾 构施工关键技术研究（２０１１Ｇ０１３一Ｃ）。 上半部分担盾构机总推力的１／３，即为１７ ０９８／３＝５ ６９９（ｋＮ） 上部钢管支撑斜撑角度为５５。，则上部钢管受力５ ６９９／ ｓｉｎ５５。＝６ ９５８（ｋＮ） 设置８根（１）１５０ｍｍ钢管，均匀分布，则钢管受到的应 第３２卷第２５期 任成国，等：隧道盾构始发反力架计算 ３５ 表２盾构机受力值表 支撑按一端固定一端，两端固定，得￣Ｕｉｘ＝０．５， 盾构机受力 受力值 盾构机总推力（ｋＮ） ： ：１６．４２≤ ：６１．６ １７０９８ ｌ 盾壳与地层摩擦力（ｋＮ） ４ ２５０（摩擦系数０．５） 盾壳与管片摩擦力 ２５０（取经验值） 属于短粗杆，支撑钢管稳定性满足要求。 拖车拉力 ７５０ ２．４下部验算 有效推力 ５Ｏｏ０ 反力 下部直接支撑于仰拱混凝土之上，混凝土为Ｃ２５喷射 ６ ８４８ 混凝土，由管片直接传力，分担总推力的１／２，即１７０９８／２＝ 力为６９５８／（８ｘＯ．００４６７８６）×１０＝１８６（ＭＰａ）＜２１０Ｍｐａ ８ ５４９（ｋＮ），接触面积４ ８１４２８７ｍｍ ，则混凝土面的应力为 强度满足要求。 ８５４９／４８１４２８７￣１０＝１．７７（ＭＰａ）＜１１．９ＭＰａ，强度满足要求。 支撑截面为圆环ｄ＝１３９ｍｍ，Ｄ＝１５９ｍｍ，１＝１ ８３０ｍｍ； ２．５ 中部支撑接触面强度验算 钢材选用Ｑ２３５，ｈ，＝６１．６， ＝１０１； 钢管传到预埋钢板的压力为ｓｉｎ３０。ｘ３ ２９１／４＝４１１．３７５ 由欧拉公式Ｆ ，ｎ．２ＥＩ， ＝半，ｉ＝、／ ； （ｋＮ）， 需要预埋钢板面积为４１１．３７５Ｘ１０３／１１．９＝３４ ５６９．３３ 对于圆环，Ｉ＝ ［１一（告 ，Ａ＝ ，所以，ｉ＝ （ｍｍ ），同时，需要大于钢管的面积，即３２５ ｘ３．１４／４＝ ８２ ９１５．６（ｉｎｍ ），所以只要预埋钢板面积大于钢管支撑的 尺寸即可。 ＾Ｖ百一 ／Ｉ— ＝５２．８； ２．６上部支撑接触面强度验算 支撑按一端固定一端，两端固定，得到 ＝ｏ．５， ＝ 上部支撑在初支钢架上，然后传给初支面。钢架与 混凝土的接触面积为３．１４ｘ５ ３２５ｘ１７５／３＝９７５ ３６２（ｍｍ２）。 ＝１７．３３≤ ＝６１．６ 上部支撑传的压力为６９５８￣ｃｏｓ５５。＝３９９１（ｋＮ）， 属于短粗杆，支撑钢管稳定性满足要求。 初支混凝土面应力为３ ９９１￣１０３／９７５ ３６２＝４．１（ＭＰａ）＜ ２．３中部支撑验算 １１．９ＭＰａ。 中部大部分受力于仰拱之上，按１／２考虑，即分担盾 强度满足要求。 构机总推力的１／６，即为１７ ０９８／６＝２ ８５０（ｋＮ）， ２．７地层承载力验算 中间部钢管支撑斜撑角度为３０。，则中部钢管受力 隧道埋深约为２０ ｍ，由地勘资料知其地层承载力为 ２ ８５０／ｓｉｎ６０。＝３２９１（ｋＮ）， ０．５ＭＰａ。 设置４根 ３０ｏ ｍｍ钢管，均匀分布，则钢管受到的应 隧道宽约９．８ ｎｌ，每１ ＩＴＩ设置一榀钢架，则上覆土层压 力为３ ２９１／（４￣０．００７９６３）ｘｌＯ。＝１０３（ＭＰａ）＜２１０Ｍｐａ 力为５００ｘｌｘ９．８＝４ ９００（ｋＮ）， 强度满足要求。 而上部支撑传到初支钢架的的应力为３ ９９１ ｋＮ＜ 支撑截面为圆环ｄ＝３０９ｍｍ，Ｄ＝３２５ｍｍ，１＝３６８２ｍｍ； ４ ９００ ｋＮ，地层承载力满足要求。 钢材选用Ｑ２３５， ＝６１．６，ｋｐ＝１０１； 参考文献： 由欧拉公式Ｆ ＝ ， ＝半 、／ ； ［１】陈龙．城市软土盾构隧道施工对环境影响风险分析与评 对于圆环，Ｉ＝署［１一（告门，Ａ＝ 所以，ｉ＝ 估［Ｊ］．现代隧道技术，２００４，（Ｚ）：３６４—３６９． 【２陈龙，２】黄宏伟．软土盾构隧道施工期风险损失分析［Ｊ】．地下 空间与工程学报，２００６，（１）：７４—７８． ＾Ｖ百／Ｉ— 一 ＝１１２．１１： （上接第２５页） 窑炉的烟气治理。 ３结语 参考文献： 本脱硫装置的特点是利用Ａ塔脱除高浓度的Ｓ０：烟 ［１】刘常胜，李述祖．钠碱法治理有色冶炼二氧化硫烟气［Ｊ】．综 气，降低Ａ塔浆液的ｐＨ值，产生亚硫酸氢钠送到反应结晶 合利用与环保，２００８，６（３）：５０—５３． 器生产亚硫酸钠产品，控制Ｂ塔浆液在较高的ｐＨ值保证 ［２］吴忠标，刘越，谭天恩．双碱烟气法烟气脱硫工艺的研究 脱硫率，满足净烟气达标排放。 ［Ｊ】．环境科学学报，２００１，２１（５）：５３４—５３７． 该工程已投入正常运行，烟气脱硫率大于９８％，亚硫 ［３］冯延林，刘仁和，黄建华．一种循环吸收废气中二氧化硫 酸钠产品品位大于９３％，最高达９８％，目前运行良好。 制取无水亚硫酸钠的方法【Ｐ］．中国专利，ＣＮ１０１５６５１９１， 本脱硫装置较为适用小型烟气含硫量较高的工业 ２００９－】０－２８．