左右转向时盾构推进油缸水平分区压力配比的确定方法

摘要

一种左右转向时盾构推进油缸水平分区压力配比的确定方法，包括：1)计算盾构机左右转向时的回转弯矩M_h；2)计算B区推进油缸的位置偏移量R_B；3)计算D区推进油缸的位置偏移量R_D；4)计算D区与B区推进油缸压力的配比值：式中：D_h为单个油缸直径，单位mm；P′为B区油缸基准压力，单位kPa。本发明当盾构机掘进中伴有左右转向时，可根据地质条件、掘进速度及掘进轨迹，确定工程全线的推进油缸水平分区压力配比的定量控制目标，改善了原有经验控制方式的滞后性和不确定性，为维持盾构机高效安全的沿预设路线掘进提供科学的数据依据。

主权项

一种左右转向时盾构推进油缸水平分区压力配比的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：1)计算盾构机左右转向时的回转弯矩M_h：$M_h=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\left[\frac{(1-\eta )E_i{h}_i{x_i}^2\tan \beta }{8(1-{{\mu }_i}^2)}\right]+\frac{\bar{E}{\mathrm{RL}}^2\tan \beta }{3(1-{\bar{\mu }}^2)}$式中：n表示掘进面地质分层数；h_i为第i层地质的厚度，单位m；x_i为掘进面第i层地质中心的宽度，单位m；E_i为掘进面第i层土体的弹性模量单位MPa；μ_i为掘进面第i层土体的泊松比；为掘进面土体的平均弹性模量，单位MPa；为掘进面土体的平均泊松比；β为刀盘回转角，单位度，盾构机左转时回转角为正值，右转时回转角为负值；R为刀盘半径，单位m；η为刀盘开口率；L为盾壳长度，单位m；2)计算B区推进油缸的位置偏移量R_B：$R_B=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{r}_{\mathrm{Bj}}$式中：r_Bj为B区第j个推进油缸至盾构机中心轴线的水平距离，单位m；m为B区推进油缸的总个数；3)计算D区推进油缸的位置偏移量R_D：$R_D=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{r}_{\mathrm{Di}}$式中：r_Di为D区第i个推进油缸至盾构机中心轴线的水平距离，单位m；n为D区推进油缸的总个数；4)计算D区与B区推进油缸压力的配比值λ_DB：${\lambda }_{\mathrm{DB}}=\frac{4M_h}{\pi {D_h}^2{P}^{\prime }{R}_D}+\frac{R_B}{R_D}$式中：D_h为单个油缸直径，单位mm；P′为B区油缸基准压力，单位kPa。