《表3 推进系统分区油缸参数》

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《超大直径盾构在海域软土地层掘进推进系统参数控制方法研究——以汕头海湾隧道工程为例》

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盾构掘进时的姿态主要由推进系统来控制，通过控制不同分区油缸之间的推力，使盾构姿态保持稳定并沿着隧道设计轴线掘进。由于盾构刀盘、主轴承、驱动电机、减速箱等大质量零部件密集分布在几何中心前方，造成其重心与其几何中心并不重合，即重力在竖直平面上形成力矩，导致盾构在掘进时有“栽头”的趋势。由图2可知，盾构所受的掘进阻力、摩擦阻力和隧道地基反力等效后均通过盾构几何中心，在竖直平面上的力矩为0kN·m。由于盾构为圆形结构，竖向和侧向的水土压力大小相等、方向相反，故可认为其相互抵消。综合上述分析，假设盾构沿直线掘进时，隧道纵向剖面两侧的分区推力相等，即分区B与分区F、分区C与分区E之间的推力相等，纵向剖面上分区B推力形成的力矩与分区C推力形成的力矩相等，则重力形成的力矩将与推进系统分区A、D推力差形成的力矩来平衡。根据平面力系平衡的条件，得到盾构沿直线掘进时各个分区的推力和力矩关系如式（1）所示，盾构推进系统分区及相关参数取值分别如图3和表3所示。