何军

【摘    要】： 考虑隧道埋深和土拱效应影响，提出盾周土压力计算方法；在此基础上，结合盾壳与周围土体相互作用模式，提出盾壳掘进过程中侧摩阻力计算方法；根据土压平衡式盾构工作机理提出了刀盘阻力计算公式，进一步根据静力平衡原理推导得到盾构机直线掘进过程中千斤顶顶进推力计算公式。以实际工程对计算公式进行验证并分析了盾构机埋深、直径与盾周土体特性对顶进推力的影响，结果表明，建立的公式能够较为准确计算顶进推力。

【关键词】： 地铁；盾构；受力；推力；隧道

【中图分类号】：U455.43【文献标志码】：C【文章编号】：1008-3197（2023）05-26-05

【DOI编码】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.05.007

Analysis and Calculation Method of Thrust Force during Subway Shield Tunneling

HE Jun

（Tianjin Jingang Construction Co. Ltd.， Tianjin 300456， China）

【Abstract】：Considering the influence of tunnel buried depth and soil arching effect， this paper presents a calculation method for the earth pressure around the shield. The working principle of the cutter head resistance calculation formula is proposed， and the jacking thrust calculation formula of the shield tunneling machine during linear excavation is derived based on the static balance. The calculation formula is compared with the actual construction parameters of an actual project to verify the reliability of the calculation formula. The effects of the burial depth， the diameter of the shield machine and the internal friction angle of the soil on the thrust of the shield machine are studied.

【Key words】：subway; tunnel shield; force; thrust; tunnel

盾構法隧道施工因速度快、安全高效、地表变形小、对城市地面环境干扰小等优点已经成为地下隧道建设的主要工法之一[1]。千斤顶顶进推力是盾构掘进施工一个重要参数，不仅决定着施工速度，还影响着刀盘的切削扭矩、转动速度等其他参量[2～3]。推力应使端部受力与原有静止土压力相当，过大易引起上部土体隆起，刀盘会因高负荷运行加速磨损老化，盾构机能耗大幅增加等[4]；过小会造成超挖，引起土体沉降，甚至会造成上方建筑不均匀沉降和裂缝[5～6]。因此，能够准确计算千斤顶顶力的方法具有重要的实践价值[7]。

目前已有学者对此进行了研究：唐晓武等 [8]认为盾构施工中盾壳摩擦和正面推力是盾构推力设置的主要因素。朱合华等[4]将盾构机的推力分为迎面阻力和摩擦阻力两部分，其中盾构机上法向应力按简化方法计算，即用单位的摩擦应力乘以盾构机外的总面积。……