盾构过程中土压力的计算与控制
土压平衡盾构机工作面土压力及计算在城市市区内进行地铁、上下水管道、电力、通信、
输气、共同沟以及地下道路的隧道工程中，具有施工机械化程度高、对周围环境影响小、施工快速等优势的盾构施工技术近年来得到广泛应用。

盾构施工中，开挖面的稳定是通过压力舱的支护压力得以实现的，开挖面支护压力过大会造成地表隆起，而压力过小，容易导致地表沉陷甚至坍塌。

土压平衡盾构机工作面土压力及计算土压平衡式盾构机主要由盾体、刀盘、螺旋输送机、推进装置等构成。

施工过程中，推进液压缸驱动盾构机向前推进，刀盘切削下的泥土充满密封仓和螺旋输送机壳体内的全部空间，形成一定的土压来平衡开挖面土层的水土压力，以此来保持开挖面土层的稳定和防止地表变形，开挖下来的泥土通过螺旋输送机排出盾体。

一、土压力的控制和分类
1.控制：土压平衡盾构利用开挖的泥土支撑挖掘面，通过调节盾构推进速度和螺旋机转速和出土量来控制土仓的土压。

使土仓中的土压力与地下水土压力相平衡，以防止开挖崩塌和将地表沉降限制在允许范围内。

2.分类：静止土压力、被动土压力、主动土压力。

（重点）
2.1主动土压力：挡土结构物向离开土体的方向移动，致使侧压力逐渐减小至极限平衡状态时的土压力，它是侧压力的最小值。

2.2被动土压力：挡土结构物向土体推移，致使侧压力逐渐增大至被动极限平衡状态时的土压力，它是侧压力的最大值。

土压平衡盾构机工作面土压力及计算
2.3 静止土压力：
土体在天然状态时或挡土结构物不产生任何移动或转动时，土体作用于结构物的水平压应力
二、土压力平衡
主动土压力＜土仓压力＜被动土压力
•盾尾注浆的分类：
三、土压力的计算（重点）
根据土力学原理，可以将盾构机的刀盘近似为挡土墙，然后根据挡土墙理论分析掘进工作面的压力分布特性。

如图l 所示，根据土力学理论，天然土体内垂直静止土压力为
σz ＝γz （1）
（1）式中σz 为垂直静止土压力，γ为土的容重，z 为埋置深度。

而垂直于侧面的法向应力为静止侧压力
σx ＝k 0 γz （2）
（2）式中σx 为水平静止土压力，k 。

为土的静止侧压力系数，对于砂土可取经验值0．34～0．45，黏性土0．50～0．70，或者按照半经验公式计算
k 0 =1一sinψ（3）
(3)式中ψ为土的有效内摩擦角。

(4)容重=密度*g,单位是KN/立方米
•
11
平均土压力=（上部土压力+下部土压力/2）*1.3
计算土压力时依据断面图依上到下分层逐个计算
注：盾构施工土压力是个动态管理，要根据现场实际测量增大或减少土压力。