(完整版)盾构机选型计算书
设计依据：
1.《广州市轨道交通五号线工程区庄至动物园南门区间详细勘察阶段岩土勘察报告》
2.《广州市轨道交通五号线工程动物园南门至杨箕区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告》
3.《广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）设计技术要求》
4.广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）区庄站至动物园站区间招标设计及投标设计文件
5. 广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）动物园站到杨箕站区间招标设计及投标设计文件
6.《广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）施工图设计结构防水工程技术要求》7．《广州市轨道交通五号线[区庄站～动物园站～杨箕站区间]盾构工程设计合同》
8.广州市地铁五号线总包总体部下发的工作联系单
9.采用规范：
1）《人民防空工程设计规范》（GB50225-1995）
2）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）
3）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
4）《地铁设计规范》（GB50157-2003）
5）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
6）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）
7）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）
8）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）
9）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50007-2002）
10）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
11）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1—2005）
12）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299—1999）2003年版
13）其他相关规范、规程
工程概况
本工程含区庄站～动物园站及动物园站到杨箕站两个盾构区间，盾构始发井设于杨箕站，盾构机于动物园站过站，盾构吊出井设于区庄站东侧。两区间均属珠江三角洲平原，沿线路面交通繁忙，为密集的建筑物、高架桥桩基区，地下管线密布。
动物园站～杨箕站区间隧道下穿内环放射线黄埔大道A2标以及内环—梅东—中山—立交桩基，同时距东风广场会所及环风变电桩基较近。对该区间邻近建（构）筑物基础的具体处理措施见《广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）施工图设计动物园站～杨箕站区间桩基拖换及地层加固施工图设计分册》。
动物园站～杨箕站盾构区间为东风路、梅花路、梅东路和中山一路，到达杨箕站。该区间线路包括直线段和2段半径为R200m（左线为R206）和R300（左线为R285m）。盾构隧道区间起止里程：Y（Z）DK12+811.839～YDK13+792.069（ZDK13+793.027），右线长度为980.230m，左线长度为981.188m。
工程地质与水文地质
1. 工程地质概述
1）岩土分层情况
区庄站～动物园站～杨箕站区间均属珠江三角洲平原，前者地势平坦，后者略有起伏。两区间主要层相似，主要有人工填土层、冲洪积成因的淤泥及淤泥质层、粉细砂层、中粗砂层、（粉质）粘土层、残积成因的粉质粘土层，总厚度为3.0～19.5m ，下伏基岩为白垩系上统大塱山组黄花岗（22d K ）的泥质粉砂岩、含砾石粉岩等，其分布详见“地质纵断面图”。
2）地质构造及地震烈度
两区间沿线大地构造均属天河向斜的轴部，岩层东西走向并向东尖灭，倾向近北，倾角较为平缓，两区间地质构造简单，未发现断裂构造，场地相对稳定，抗震设防烈度7度。
3）隧道穿越的工程地质
两区间地层物理力学指标见附表1，隧道穿越的岩石主要为强风化带<7>、岩石中风化带<8>、岩石微风化带<9>及岩石全风化带<6>。围岩类别划分按现行《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）进行：
Ⅰ类围岩：包括人工填土层<1>、砂层<3-2>、淤泥质土<4-2>;
Ⅱ类围岩：包括冲洪积土层<4-1>、残积可塑土层<5-1>、残积硬塑土层<5-2>、Ⅲ类围岩：包括岩石全风化层<6>、岩石强风化层<7>；
Ⅳ类围岩：包括岩石中风化层<8>；
Ⅴ类围岩：包括岩石微风化层<9>；
两区间隧道穿越的地层围岩类别为Ⅲ类～Ⅴ类，以Ⅲ类和Ⅳ类为主，其间没有不良的地质现象，但是下列特点值得关注：
（1） 粉细砂层或泥质粉砂岩区，属于软质岩，泥质成分含量高，强度低，
节理较为发育，遇水时软化，强度降低甚至崩解。
（2） 沿线穿越地层为红层区，其岩层都存在遇水软化现象。这是广州地区
红层风化带的典型特征。同时在红层区的另一个特点为软弱夹层分
布，即在中风化或微风化岩层中发育强风化透镜体，造成同一剖面中
上下岩层强度差别大，出现风化不均现象，夹层的出现与岩性、裂隙
发育程度和地下水等多种因素有关，即在软弱夹层区一般是裂隙发育
区，因此基岩裂隙水相对较大。
2. 水文地质状况
两区间沿线的地层结构属于二元类型，即上部的第四系地层与下部的白垩纪风化岩层，因此两区间地下水类型也主要分为两大类型。
上层滞水：主要在上部的杂填土或素填土层当中。
岩基裂隙水：主要分布在第四系地层之下的白垩系陆相沉积的破碎的基岩裂隙中，水量的大小与基岩的裂隙发育程度及裂隙的连通性有关，基岩裂隙水同时具有承压水的性质。
地下水对地铁构筑物中的混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
设计原则与主要技术标准
1. 设计原则
1） 设计应满足施工、运营、城市规划、抗震、人防、防水、防火、
防迷流的要求，以满足各项功能要求。
2）依据周围环境、建（构）筑物基础和地下管线对变形的敏感程度，采用妥善可靠的方案和技术措施，将隧道施工、桩基托换等引
起的地面沉降和隆起量控制在规范允许的范围内，确保建（构）
筑物正常使用不受影响。
3）隧道横断面内净空尺寸设计在建筑限界的基础上再考虑适当的余量，以满足施工误差、测量误差、不均匀沉降以及结构变形
等要求。
4）结构计算模式的确定，除符合结构的实际工作条件外，尚应能反映结构与周围地层的相互作用。结构设计应符合强度、刚度、
稳定性、抗浮和裂缝开展宽度验算的要求，并满足施工工艺的
要求。
5）装配式构件的尺寸必须考虑加工、运输和施工的方便，接头设计满足受力、防水和耐久性的要求。
6）为便于管片制作、安装的系列化、定型化和规范化，通过规模效益达到节省投资的目的，管片设计根据各区间段隧道的埋置深
度、工程地质和水文地质条件，采用分段设计、综合设计、分
类统一的原则。
7）区间结构设计应尽量减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，并尽可能考虑城市规划引起的周围环境的改变对地下铁道
结构的影响。
2.主要技术标准
1）结构安全、抗震、人防、防水技术标准
（1）结构安全等级一级
（2）抗震设防烈度Ⅶ，抗震等级三级；
（3）人防抗力等级六级；
（4）防水等级二级；
2）设计使用年限为100年
3）线路
（1）线路平面：双轨，规矩1435mm，正线最小允许平面曲线半径200m （困难情况下150m）。
（2）线路纵断面：区间最大允许坡度50‰（困难情况下55‰），正
线最小竖曲线半径5000m（困难情况下3000m。
4）限界
盾构隧道建筑限界为φ5100mm，结合已有盾构机选型要求，采用内径为φ5400的盾构管片。
5）地面沉降控制
除部分特定情况需要考虑更为严格的控制值，地面沉降应控制在-30mm以内，在任何情况下最大允许隆起量为+10mm，建筑物的不均匀沉降应小于有关范围的规定值。
6）混凝土材料
（1）管片混凝土强度等级最小应为C50，抗渗等级S12；
（2）洞门混凝土等级不低于C30，抗渗等级S10；
（3） 联络通道初衬采用C20早强焊混凝土，二衬模筑等级不低于
C30，抗渗等级S10。
7） 钢材
（1） 钢筋等级HPB235、HRB335级；
（2） 管片连接螺栓性能等级6.8级；
（3） 预埋件刚才等级Q235级。
8） 最大裂缝宽度
结构裂缝宽度不大于0.2mm ，且不得有贯通裂缝。
9） 联络通道
两单线隧道之间，当隧道贯通长度大于600m 时设联络通道，通道两端设双开启的甲级防火门。
10） 管片变形
管片直径变形控制在4‰0D （0D 为管片外径）以内，环缝张开不大于2mm （变形缝处于不大于3mm ），纵缝张开不大于2mm 。
11） 抗浮验算
结构在不考虑表面摩擦力时抗浮安全系数不小于1.05，考虑表面摩擦力时不小于1.15。
盾构机选型
盾构隧道的成功与否,关键之一是选择好适合地层特征的盾构机。由于盾构机既要穿过岩层,又要通过软土层,这要求盾构机对地层要具有较广的适应性。盾构机除了要求具有一般软土地层的所需软土EPB(土压平衡盾构机) 的配置外,还需要具备硬岩TBM(硬岩掘进机) 的特征。动物园～杨箕区间选用德国海瑞克公司生产的复合式盾构机,它除具备有EPB 的特性外,主要特点是其推力及扭矩大小、刀盘材料和刀具的组合上具有足够的破岩能力。
a. 盾构外径
)(20t X D D ++=
X ：盾尾间隙
21X X X +=
盾构在曲线上施工和修正蛇行时必须的最小富裕量1X
])2
()2[(2122001L D R D R X ----= L ：盾尾覆盖的衬砌长度，L=2200mm
R ：最小曲线半径，R=199862mm
0D ：管片外径，0D =6000mm
(管片内径取5400mm ，厚度为300mm)
]2.2)2
0.6862.199()20.6862.199[(21221----=X =0.006m=6mm 管片组装时的富余量2X
考虑到管片本身的尺寸误差、拼装的精度、盾尾的偏移等，通常要再取一定的富裕量。根据各国相近尺寸盾构机外径常用的盾尾间隙（常用20mm~40mm ）此处取2X =30mm 21X X X +==6mm+30mm=36mm
考虑到安装盾尾密封要占有一定的间隙，管片拼装时可能出现错台等因素，参照国内外同类工程的实验经验，本盾构机盾尾间隙选取mm mm X 3640>=
b ．盾构厚度t
盾构厚度根据其尺寸及所受的地层压力而定，在满足强度、刚度的条件下，尽可能的小；类比国内同类工程的实际经验，经过计算，本台盾构机的选取盾壳厚度a=50mm 盾尾板的厚度为b=30mm 盾尾厚度t=a+b=80mm
盾构尾部的外径为：D=6000+2×（40+80）=6240
为减少盾构机推进时的阻力，将盾构机设计成前部稍大，后部稍小。
故：盾构支撑环外径为：6250mm
盾构切口环外径为：6260mm
刀盘开挖直径为：6290mm
二．盾构机长度
盾构长度的初步确定依据铰链型盾构长度与切口环、支撑环、盾尾长度及管片宽度有关。也与盾构机的灵敏度有关，盾构机的灵敏度决定着盾构机的方向控制能力及推进的稳定性。灵敏度值愈小，盾构机推进的蛇行现象越严重，但盾构机调整方向越容易；灵敏度值越大，其方向稳定性越好，但弯道推进超挖量大。考虑到本标段的地质特点，根据经验，灵敏度参考值选偏小值，为：
75.0L
6m a =D
D ＞时， 式中：a L 为盾构机到铰链中心的长度
D 为盾构机的外径D=6240mm
a L =0.75D=0.75×6240=4680
选取a L =5027mm
盾尾计算：
长度：b L =p s i L C L C L +'+++
式中：i L 为安装千斤顶的长度，i L =350～450mm
s L 为管片宽度，s L =1200mm
p L 为安装盾尾密封材料的长度，取p L =865mm
C 为管片组装的余量C=500
C '为其他余量，C '=25～50mm
Min ：b L =350+500+1200+25+865=2940mm
Max ：b L =400+500+1200+50+865=3015mm
所以，b L =2940～3015mm ，取b L =2950mm
L=a L +b L =7977mm
盾构重量：
类比同类工程，本盾构机的重量选取为340t
盾构机的推力和扭矩计算
盾构机的推力和扭矩计算包括软土和硬岩两种情况进行。
计算图示如下图：
盾构开挖软土地层中推力与扭矩的计算
地层参数按<6>岩层全风化带选取，由于岩土中基本无水，所以水压力的计算按水土合算考虑。选取可能出现的最不利受力情况埋深断面进行计算。根据线路的纵剖面图，<6>层埋深不大，在确定盾构机拱顶处的均布围岩竖向压力e P 时，可直接取全部上覆土体自重作为上覆土地层压力。
盾构机所受压力：
e P =γh+0P
DL G P P e /01+=
1P =e P ×λ
2P =（e P +γD ）×λ
式中：λ为水平侧压力系数，λ=0.47
h 为上覆土体厚度，h=12.9m
γ为土的容重，γ=1.94t/3
m
G 为盾构机重量，G=340t
D 为盾构机外径，D=6240mm
L 为盾构机长度，L=7977mm
0P 为地面上置荷载，0P =2t/2m 01P 为盾构机底部的均布压力
1P 为盾构机拱顶处的侧向水土压力
2P 为盾构机底部的侧向水土压力
e P =γh+0P =1.94×12.9+2=27.026t/2m
DL G P P e /01+==27.026+340/6.24×7.977=34 t/2m
1P =e P ×λ=27.026×0.47=12.7
2P =（e P +γD ）×λ=（27.026+1.94×6.24）×0.47=18.4 t/2m
盾构机推力计算
盾构的推力主要由以下五部分组成：
54321F F F F F F ++++=
式中：1F 为盾构外壳与土体之间的摩擦力
2F 为刀盘上的水平推力引起的推力
3F 为切土所需要的推力
4F 为盾尾与管片之间的摩擦力
5F 为后方台车的阻力
1F =1/4（e P +01P +1P +2P ）DL μπ
式中：μ：土与钢之间的摩擦系数，计算时取μ=0.3
1F =1/4（27.026+34+12.7+18.4）×6.24×7.977×0.3×3.14=1079.93t
2F =π/4(2D d P )
式中：d P 为水平土压力，d P =λγ（h+D/2）
d P =0.47×1.94（12.9+6.24/2）=14.60t/2m
2F =3.14/4×（224.6×14.60）=446.26t
3F =π/4(2D C)
式中：C 为土的粘结力，C=4.5 t/2
m 3F =3.14/4×（224.6×4.5）=137.55t
c 4μ+=c W F
式中：c W 为两环管片的重量（计算时假定有两环管片的重量作用在盾尾内，当管片容重为
2.5 t/3m ）管片宽度按1.2m 记时，每环管片的重量为：
2.5 t/3m ×1.2m ×[π20)2(D -π2)2
(d ] 式中：0D 为管片外径；0D =6.0m
d 为管片内径；d=5.4m
既为：
2.5 t/3m ×1.2m ×[π2)20.6(m -π2)2
4.5(m ]=16.11t c μ取0.3，则4F =16.11×2×0.3=9.67t
5F =h G *sin θ+g μ*h G *cos θ
式中：h G 为盾尾台车的重量h G ≈160t ；
θ为坡度，tan θ=0.025
g μ为滚动摩阻，g μ=0.05
5F ≈160t ×0.025+0.05×160×1=12.00t
综上；盾构总推力为1685.41t
盾构的扭矩计算：
盾构配备的扭矩主要由以下九部分组成。在进行刀盘扭矩计算时
987654321M M M M M M M M M M ++++++++= 式中：1M 为刀具的切削扭矩
2M 为刀盘自重产生的旋转力矩
3M 为刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩
4M 为密封装置产生的摩擦力矩
5M 为刀盘前表面上的摩擦力矩
6M 为刀盘圆周面上的摩擦力矩
7M 刀盘背面的摩擦力矩
8M 刀盘开口槽的剪切力矩
9M 为刀盘土腔室内的搅动力矩
a ．刀具的切削扭矩1M
=1M ?0
0R r dr Ch
=1M )(2
120max R h C r 式中：r C ：土的抗剪应力；
tan ?+=d r P C C φ=4.5+14.6×tan20=9.82/m t
m ax h ：刀盘每转的最大切削深度，m ax h =8cm/转
0R ：最外圈刀具的半径，0R =3.14m
b.刀盘自重产生的旋转力矩g GR M μ=2
式中：G ：刀盘自重，计算时取刀盘的自重为G=55t
R ：轴承的接触半径，计算时取为R=2.6m
m t M *86.3)14.31088.9(21221=???=-
g μ:滚动摩擦系数，计算时取为g μ=0.004
m M *0.57t 0.0042.6552=??=
c ．刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩3M
z g p R W M μ=3
p W =απd c P R 2
式中：p W ：推力荷载
α：刀盘封闭系数，α=0.70
g R :轴承推力滚子接触半径，g R =1.25m
c R :刀盘半径，c R =3.14
d P ：水平土压力，d P =14.6t/2m
t 4.16314.63.14π70.02=??=p W
3M =316.4×1.25×0.004=1.58t*m
d ．密封装置产生的摩擦力矩4M
）
（222211m 4F 2m m R n R n M +=πμ 式中：m μ：密封与钢之间的摩擦系数，m μ=0.2
F ：密封的推力，1n =3 2n =3
1m R 、2m R ：密封的安装半径，1m R =1.84m 2m R =2.26m
4M =2π×0.2×0.15×（3×284.1+3×226.2）=4.80t*m
e ．刀盘前表面上的摩擦力矩5M
)P R (3
2d 3p 5απμ=
M 式中：α：刀盘开口率，α=0.30 p μ：土层与刀盘之间的摩擦系数，p μ=0.15
R ：刀盘半径，R=3.195m
m t M *96.41)52.14.3.140.1530.0(3
235=???=π f ．刀盘周围圆面上的摩擦力矩6M
p z BP R M μπ262=
式中：R ：刀盘半径，R=3.145m
B ：刀盘宽度，B=0.775m
z P ：刀盘周围土压力
4/)(2101P P P P P e z +++==23.03t/2m
m t M *30.1660.1523.030.7753.1453.14226=?????=
g ．刀盘背面的摩擦力矩7M
]0.8)1[(3/237d p P R M ?-=μπα
86.79)14.60.80.153.1453.1470.0(3/237=?????=M
h ．刀盘开口槽的剪切力矩8M
απτ383
2R C M = 式中：τC ：土的抗剪应力，因碴土饱和含水，故抗剪强度降低，可近似地取 C=0.01Mpa=1t/2
m ，φ=5° φτan P C C d t ?+==1+14.6×tan5°=2.28t/2m
8M =2/3×3.14×2.28×33.145×0.30=44.54t*m
i ． 刀盘土腔室内的搅动力矩9M
L R R M ）（222192-=πτC
式中：1d :刀盘支撑梁外径，1d =4.8m
2d ：刀盘支撑梁内径，2d =3.84m
L ：支撑梁长度，L=0.8m
9M =2×3.14×（2292.14.2-）×0.8×2.27=23.65
刀盘扭矩为1M ～9M 之和
M=3.86+0.57+1.58+4.80+41.96+166.3+79.86+44.54+23.65=367.12t*m
盾构在硬岩中掘进时的推力与扭矩的计算
地层参数按照<9>层选取，<9>层为红层微风化带
盘形单刃滚刀的参数如下：
直径 d=43.2cm(17英寸)，R=21.6cm
刃脚 α=60°
每转切深 h=1cm
刀盘直径 D=6.24m
盘形滚刀刀间距 m B =2htan φ/2
式中：φ为岩石的自然破碎角，查表选取φ=155°
m B =2×1×tan155°/2=9.5cm ≈10cm
1． 盾构推力计算
硬岩具有完全自稳能力。在硬岩中掘进时，盾构机的拱顶、两侧、底部所受的压力均很小，对盾构机的推进影响不大，盾构机的推力主要消耗在滚刀贯入岩石所
需的推力上，所以可以近似的把滚刀贯入岩石的力看成盾构机的推力，其在选取盾 构机推力的富余量时进行统筹考虑。
根据力平衡原理和能量守恒原理计算盘形滚刀的滚压推力，每个盘形滚刀的推力
力总F F m =
式中：力F 为单个滚刀贯入岩石所需要的力
m 为刀盘上安装的盘形滚刀（单刃）的数量
22)35(5.1r 3424.15.0φθtg h Rh h R K F i i d -=）（压力
式中：d K 为岩石的滚压系数，查表取d K =0.55
压R 为岩石的抗压强度；压R =62.3Mpa=623kg
i r 为盘形滚刀的刃脚半径；i r =8cm
i θ为盘形滚刀的半刃脚；i θ=30°
φ为岩石的自然破碎角；φ=155°
2
1551121.621)3530(5.186230.553424.15.0tg F -???????=）（力=24.64t m=D/(2×m B )
式中：D 为刀盘的外径，D=6.24m
m B 为滚刀的刀间距，m B =10cm
m=6.24/(2×10×2
10-)=31.2
本盾构机设计双刃滚刀19把，合计单刃滚刀38把，满足需要。
盾构机总推力：t 768.68724.642.13m =?==力总F F
2.盾构扭矩的计算
硬岩掘进的扭矩主要由以下三个部分组成： 321T T T T ++=
式中：1T 为刀盘滚动阻力矩计算
2T 为石碴提升所需的扭矩
3T 为克服刀盘自重所需要的扭矩
a ． 刀盘滚动阻力矩计算1T
∑==m i i
m m FB T 11 式中：F 为盘形滚刀的滚动力 力P h
R h F -=243ξ 式中：ξ为与被滚压岩石自由面条件和形状有关的换算系数，ξ=0.8
力P =力F =24.64
h 为每转切深，h=1cm
R 为盘形滚刀的半径，R=21.6mm
24.641
21.6218.043?-?=F =2.27 m B 为盘形滚刀刀间距，m B =10cm=0.1m
m t m T i i *99.2040.127.242
11=??=∑=
b ．石碴提升所需要的扭矩2T
2T =q πR h 12R μ
式中：q 为石碴容重，q=2.593
/m t
R=3.14m
H=1mm/n
1μ为刀盘系数，1μ=0.70 2T =2.59×π×=??? 3.140.7114.32176.24m t *
c ．克服刀盘自重所需要的扭矩3T
3T 111R W μ=
式中：1W 为刀盘自重，1W =55t
1μ=0.70
R=3.14m
3T =55×0.70×3.14=120.51t*m
硬岩掘进所需要的力矩T=204.99+176.24+120.51=501.74t*m
3．推力和扭矩的选取及验证
软土中掘进：推力F=1685.41t ，扭矩T=367.12t*m
硬岩中掘进：推力F=768.768t ，扭矩T=501.74t*m
由于盾构在施工中经常纠偏、转向，因此盾构的推力实际上要比计算出来的大，按照经验数据，盾构实际配备的推力为计算值的1.5倍。
F=1.5×F=1.5×1685.41t=2528.11
按照Mechanised Shield Tunnelling 一书（作者：Bernhard Maid;Martin
Herrenknecht;Lothar Anheuser 等）介绍的经验公式进行验算
F=)(*2
KN D β
式中：β为经验系数，按下图取500～1200
D 为盾构机外径，D=6.24m
F=(500~1200)×224.6=19468.8～46725（KN ）=1947～4673t
本盾构机设计总推力为3472t ，即大于理论计算值，又处于经验计算值之间，说明盾构机的推力是足够的。
盾构机推力与扭矩的关系见下图
当用刀盘扭矩的经验公式计算刀盘扭矩时
T=α3D
式中：α：扭矩系数，取α=1.8
T=1.8×3
24.6=437.35t*m
本盾构机最大扭矩Tmax=530t*m 可同时满足理论计算及经验计算的要求。 千斤顶的选择
选择16个推力为217t 的千斤顶，满足总推力为3472t 的要求
管片构造形式
(1) 管片内径
管片的内径为φ5 400 mm ,是根据下列条件确定的: ①圆形隧道的建筑限界为<5 200 mm 的圆; ②根据地铁一号线的经验,盾构施工误差和隧道的后期沉降可以控制在100 mm 之内。 几何参数
盾构法施工区间隧道衬砌采用外径6.0m ，内径5.4m ，管片宽度1.2m ，管片厚度0.3m 的平板式单层预制钢筋混凝土管片衬砌。
分块及组合
衬砌环向分6块，即3块标准块(中心角67.5°)，2块邻接块(中心角67.5°)，1块封顶块(中心角22.5°)。
为满足曲线模拟和施工纠偏的需要，设计了左、右转弯楔形环，通过其与标
准环的各种组合来拟合不同的曲线。衬砌环分块及管片编号见下表。
衬砌环分块及管片编号
水轮机的选型计算
一、水轮机选型计算的依据及其基本要求.....................................................................1 1 水轮机选型时需由水电勘测设计院提供下列原始数据.................................1 2 水轮机选型计算应满足下述基本要求......................................................1 二、反击式水轮机基本参数的选择计算..................................................................1 1 根据最大水头及水头变化范围初步选定水轮机的型号.................................1 2 按已选定的水轮机型号的主要综合特性曲线来计算转轮参数.................................1 3 效率修正..........................................................................................4 4 检查所选水轮机工作范围的合理性.........................................................4 5 飞逸转速计算....................................................................................5 6 轴向推力计算....................................................................................5 三、水斗式水轮机基本参数的选择计算......................................................10 1 水轮机流量.......................................................................................10 2 射流直径d 0.......................................................................................10 3 确定D1/d 0.......................................................................................10 4 水轮机转速n ....................................................................................10 5 功率与效率................................................................................................11 6 飞逸转速..........................................................................................12 7 水轮机的水平中心线至尾水位距离A ......................................................12 8 喷嘴数Z 0的确定....................................................................................12 9 水斗数目Z1的确定.................................................................................12 10 水斗和喷嘴的尺寸与射流直径的关系...................................................13 11 引水管、导水肘管及其曲率半径.........................................................13 12 转轮室的尺寸..............................................................................14 A 水机流量..........................................................................................17 B 射流直径.............................................................................................17 C 水斗宽度的选择..........................................................................................17 D D/B 的选择.............................................................................................17 E 水轮机转速的选择.......................................................................................17 F 单位流量的计算..........................................................................................17 G 水轮机效率................................................................................................18 H 飞逸转速................................................................................................18 I 转轮重量的计算..........................................................................................18 四、调速器的选择.............................................................................................20 1 反击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 2 冲击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 五、阀门型号、大小的选择.................................................................................21 1 球阀的选择................................................................................................21 2 蝴蝶阀的选择 (22) 目 录
交安三类试题教学内容
1. 日最高气温达到37℃以上、40℃以下时，用人单位在气温最高时段（）小时内不得安排室外露天作业。 A.6.0 B.5.0 C.4.0 D.3.0 正确答案：D 2. 顶管施工中，管子的顶进或停止，应以（）发出信号为准。 A.工具管头部 B.现场指挥 C.安全员 D.其他 正确答案：A 3. .②机械联接的强度由联接中（）的强度决定。 A.最强环节 B.最薄弱环节 C.各环节加权平均 D.综合计算 正确答案：B 4. 爆破法破碎冻土,爆破施工要离建筑物( )以外。 A. 30m B. 40m C. 50m D. 100m 正确答案：C 5. 人工开挖土方时，两人应保持（）的操作间距。 A.1m B.1～2m C.2～3m D.5～4m 正确答案：C 6. 建筑起重机械安装完毕经自检合格后，（）应在验收前委托有相应资质的检验检测机构监督检验。 A.出租单位 B.安装单位 C.使用单位 D.建设单位
正确答案：C 7. 施工现场宿舍、办公室等临时用房建筑构件的燃烧性能等级应为（）；当采用金属夹芯板材时，其芯材的燃烧性能等级应为（）。 A.A级，A级 B.A级，B级 C.B级，B级 D.B级，C级 正确答案：A 8. 剪刀撑：设在脚手架外侧面、与墙面平行的十字交叉斜杆，可增强脚手架的（）。 A.纵向刚度 B.竖向刚度 C.横向刚度 D.其他 正确答案：A 9. 摊铺机停放在通车道路上时，周围必须设置明显的安全标志。夜间应设红灯示警，其能见度不得小于（）m。 A.50m B.100m C.150cm D.200m 正确答案：C 10. 下列不属于建筑起重机械使用单位安全职责的是（）。 A.制定建筑起重机械生产安全事故应急救援预案 B.在建筑起重机械活动范围内设置明显的安全警示标志，对集中作业区做好安全防护 C.设置相应的设备管理机构或者配备专职的设备管理人员，负责起重机械的安全管理工作 D.制定建筑起重机械安装、拆卸工程生产安全 事故应急救援预案 正确答案：D
设备设计计算与选型
第三部分 设备设计计算与选型 3.1苯∕甲苯精馏塔的设计计算 通过计算D=1.435kmol/h ， η=F D F D x x ，设%98=η可知原料液的处理量为F=7.325kmol/h ，由于每小时处理量很小，所以先储存在储罐里，等20小时后再精馏。故D=28.7h koml ,F=146.5kmol/h ,组分为18.0x =F ,要求塔顶馏出液的组成为90.0x D =,塔底釜液的组成为01.0x W =。 设计条件如下： 操作压力:4kPa （塔顶表压）； 进料热状况:自选； 回流比:自选； 单板压降:≤0.7kPa ； 全塔压降:%52=T E 。 3.1.1精馏塔的物料衡算 (1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 11.78M A =kg/kmol 甲苯的摩尔质量 13.92M B =kg/kmol 18.0x =F 90.0x D = 01.0x W = (2) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 =F M 0.18×78.11+(1-0.18)×92.13=89.606kg/kmol =D M 0.9×78.11+(1-0.9)×92.13=79.512kg/kmol =W M 0.01×78.11+(1-0.01)×92.13=91.9898kg/kmol (3) 物料衡算 原料处理量 F=146.5kmol/h 总物料衡算 146.5=D+W 苯物料衡算 146.5×0.18=0.9×D+0.01×W 联立解得 D=27.89kmol/h W=118.52kmol/h
3.1.2 塔板数的确定 (1)理论板层数T N 的求取 苯—甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 ①由物性手册查得苯—甲苯物系的气液平衡数据，绘出x —y 图，见下图3.1 图3.1图解法求理论板层数 ②求最小回流比及操作回流比。 采用作图法求最小回流比。在图中对角线上，自点e （0.45，0.45）作垂线ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交点坐标为 667.0y q = 450.0x q = 故最小回流比为 1.1217 .0233 .045.0667.0667.09.0x y y x q q q min ==--= --= D R 取操作回流比为 R=22.21.12min =?=R ③求精馏塔的气、液相负荷 L=RD=2.2×27.89=61.358kmol/h
盾构主要参数的计算和确定
盾构主要参数的计算和确定 1、盾构外径： 盾构外径D=管片外径D S+2(盾尾间隙δ+盾尾壳体厚度t) 盾尾间隙δ--为保证管片安装和修复蛇行,以及其他因素的最小富余量，一般取25—40mm; 结合五标地质取多少? 2、刀盘开挖直径： 软土地层，一般大于前盾0—10mm,砂卵石地层或硬岩地层，一般大于前顿外径30mm,五标刀盘开挖直径如何确定的? 3、盾壳长度 盾壳长度L=盾构灵敏度ξx盾构外径D 小型盾构D≤3.5M，ξ=1.2—1.5；中型3.5M＜D≤9M，ξ=0.8—1.2； 大型盾构D＞9M；ξ=0.7—0.8； 4、盾构重量 泥水盾构重量=（45---65）D2，由于本线路存在线下溶土洞的可能，再掘进中能否通过此核算，盾构主机是否沉陷？ 5、盾构推力 盾构总推力F e=安全储备系数AX盾构推进总阻力F d 安全储备系数A---一般取1.5---2.0。 盾构推进总阻力F d=盾壳与周边地层间阻力F1+刀盘面板推进阻力F2+管片与盾尾间摩擦力F3+ 切口环贯入地层阻力F4+转向阻力F5+牵引后配套拖车阻力F6 盾壳与周边地层间阻力F1计算中，静止土压力系数或土的粘聚力取盾体范围内的何点的？ 刀盘面板推进阻力F2，对于泥水盾构或土压盾构土仓压力如何确定的？ 管片与盾尾间摩擦力F3中，盾尾刷与管片的摩擦系数取偏大好吗？盾尾刷内的油脂压力如何定？ 计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？ 6、刀盘扭矩 刀盘设计扭矩T=刀盘切削扭矩T1+刀盘自重形成的轴承旋转反力矩T2+刀盘轴向推力形成的旋 转反力矩T3+主轴承密封装置摩擦力矩T4+刀盘前面摩擦扭矩T5+刀盘圆周摩擦反力矩T6+刀盘 背面摩擦力矩T7+刀盘开口槽的剪切力矩T8 刀盘切削扭矩T1中的切削土的抗压强度q u如何确定？ 刀盘轴向推力形成的旋转反力矩T3 计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？ ， 刀盘圆周摩擦反力矩T6计算中，土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？ 刀盘背面摩擦力矩T7中土仓压力P W如何确定？ 7、主驱动功率 主驱动工率储备系数一般为1.2---1.5，主驱动系统的效率η如何确定？ 8、推进系统功率 推进系统功率W f=功率储备系数A W X最大推力FX最大推进速度VX推进系统功率ηW 功率储备系数A W一般取1.2---1.5, 最大推力F、最大推进速度V如何定？ 推进系统功率ηW=推进泵的机械效率X推进泵的容积率X连轴器的效率 9、同步注浆能力 每环管片理论注浆量Q=0.25X(刀盘开挖直径D2—管片外径D S2)X管片长度L 推进一环的最短时间t=管片长度L/最大推进速度v 理论注浆能力q=每环管片理论注浆量Q/推进一环的最短时间t 额定注浆能力q p=地层的注浆系数λX理论注浆能力q/注浆泵效率η 地层的注浆系数λ因地层而变一般取1.5---1.8。
水电站厂房参数设计计算书
水电站厂房 第一节几种水头的计算(1) H max=Z蓄—Z单机满出力时下游水位 H r= Z蓄—Z全机满出力时下游水位 H min=Z底—Z全机满出力时下游水位 一、H max的计算。 1 假设H max=84m 由公式Nr=K Q H 公式中 Nr为单机出力50000KW K 为出力系数8.5 H 为净水头=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03H0) Q 为该出力下的流量。 故解出Q=70.028m3/s 查下游流量高程表得下游水位为198.8m 上游水位为284m ΔH=0.03 (284—198.8)=2.6m 又因为284—84—2.6= 197.4 2 重新假设Hmax=83m 由公式Nr=K Q H 解出Q=70.87m3/s 查下游流量高程表得下游水位为199.3m 上游水位为284m ΔH=0.03 (284—199.3)=2.5m
又因为284—83—2.5=198.5 故H max=83m 二、H min的计算。 1 假设H min=60m 由公式Nr=K Q H 公式中 Nr为全机出力200000KW K 为出力系数8.5 H 为净水头=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03Ho) Q 为该出力下的流量。 故解出Q=392.16m3/s 查下游流量高程表得下游水位为203.50m 上游水位为264m ΔH=0.03 (264—203.50)=1.80m 又因为264—60—1.80=202.20< 203.50 2 重新假设Hmin=59m 由公式Nr=K Q H 解出Q=398.80m3/s 查下游流量高程表得下游水位为203.58m 上游水位为264m ΔH=0.03 (264—203.58)=1.77m 又因为264—59—1.77=203.23 = 203.58 故H min=59m 三、H r的计算。
第五章设备选型及计算.
第五章设备平衡计算 设备选型的主要依据是物料平衡，根据由浆水平衡计算出来的生产1t风干浆所需要的物料的两来计算通过每一设备的物料量（通过量），然后用通过量来校核或计算每一设备所应具有的生产能力，最终确定同种设备的台数。 5.1设备平衡的原则 1.主要设备的确定：确定主要设备的生产能力时，要符合设备本身的要求， 既不能过大的超出设计能力的要求,又要适当的留有 余地。 2.设备数量的确定：对于需要确定台数的设备，其数量要考虑该设备发生 事故或检修时仍有其他设备做备用维持生产。 3.备品的确定 4.公式计算法的选择 5.避免大幅度波动 5.2设备台数的确定方法： 设备台数的确定，是通过理论或经验公式计算设备生产能力。根据我国现有纸厂的实践经验和理论建设，确定设备的生产能力或按设备产品目录查取其生产能力后，则可以用下列的公式计算出所需的台数。
式中 N——选用台数 Q——生产中需该种设备处理的物料量（t/d） G——该设备的生产能力（t/d） K——设备利用系数，其大小随不同设备，以及设备所处的生产位置不同 而不同，打浆，漂白筛选设备的取0.7，蒸煮设备的 K值取0.8等 5.3设备台数的确定方法 5.3.1备料工段 由备料段物料平衡计算可知，每天处理玉米秆料量 2551.3817×10-3×50=127.5691 t/d 则每小时处理苇料的数量=5.3154 t/h 1. 带式运输机：（1台） 已知：设定皮带运输机运输玉米秆的速度为1.4m/s。 带式运输机的生产能力可由公式： G=3600F·v·r ○1采用平行带运输，则物料层的截面积按三角形面积求得： F=b·h/2 ○2 式中： F——带上物料层的截面积，m2； r——物料表观重度，t/m3取值0.13 t/m3； v——运输机的速度； b——物料层宽度，m 取值0.8B( B为带宽)； h——物料层的高度， h=b·tgα/2 α=30°(物料堆积角)
盾构机反力架计算书
盾构机反力架计算书 太平桥站盾构始发反力架支撑计算书一、工程情况说明 哈尔滨地铁一号8标工业大学—太平桥区间投入一台德国海瑞克盾构机进行施工，编号S-285，从太平桥站西端头下井。我们对反力架采取水平撑加斜支撑的形式加固，将反作用力传递至车站底板、中板及侧墙。 二、反力架及支撑示意图 12 中板 侧反反 力力 墙 架架 底板底板 12 1-12-2 计算说明: 1、根据以往施工情况，始发盾构机推力按照800T进行计算，其中底部千斤顶油压按照200bar，两侧按照140bar，顶部千斤顶不施加推力; 2、通过管片和基准钢环调节，每组千斤顶所在区域按照均布荷载进行计算; 3、水平支撑采用200mm及250mm宽翼缘H型钢，分别支撑与车站底板及侧墙上，斜撑采用200mm宽翼缘H型钢，45度角撑于车站底板上; 4、反力架经几次始发使用，梁自身抗弯和抗剪无问题，本次不予计算。三、力学模型图
A 44.7t/m44.7t/mBD C 89.4t/m 盾构机在顶推过程中反力架提供盾构向前掘进的反力，通过焊接在反力架上的型钢支撑， 将力传递到车站结构上。为保证反力架能够提供足够的反力，以确保前方地层不会发生较大 沉降。要求型钢支撑强度足够。 四、计算步骤 1、模型简化 假设千斤顶推力平均分配到四个支撑边，即每边承受200t的压力。 2、轴力验算 1)底边 σ,F/A,F/(8，A，2，A),2000000/(8，6428，2，9218),28.6MPa 112 2 200mm H型钢截面面积A=6428mm1 2 250mm H型钢截面面积A=9128mm2 σ,σ,210MPa 1max 2)右侧边 σ,F/A,F/(10，A),2000000/(10，6428),31.1MPa 21 σ,σ,210MPa 2max 3)顶边 σ,F/A,F/(4，A),2000000/(4，6428),77.8MPa 31 σ,σ,210MPa 3max
盾构反力架安装专项方案及受力计算书
目录 一、工程概况 (2) 二、反力架的结构形式 (2) 2.1、反力架的结构形式 (2) 2.2、各部件结构介绍 (2) 2.3、反力架后支撑结构形式 (4) 三、反力架安装准备工作 (5) 四、反力架安装步骤及方法 (5) 五、反力架的受力检算 (6) 5.1、支撑受力计算 (6) 5.2、斜撑抗剪强度计算 (8) 六、反力架受力及支撑条件 (8) 6.1、强度校核计算： (10) 6.2、始发托架受力验算 (11)
一、工程概况 东莞市轨道交通R2线2304标土建工程天宝站~东城站盾构区间工程起点位于天宝站，终点位于东城站。盾构机由天宝站南端盾构始发井组装后始发，利用吊装盾构机的260t履带吊安装反力架。 二、反力架的结构形式 2.1、反力架的结构形式 如图一所示。 图一反力架结构图 2.2、各部件结构介绍 (1) 立柱：立柱为箱体结构，主受力板为30mm钢板，筋板为
20mm钢板，材质均为Q235-A钢材，箱体结构截面尺寸为700mmX500mm，具体形式及尺寸见图二。 图二立柱结构图 (2) 上横梁：结构为箱体结构，主受力板为30mm钢板，筋板为20mm钢板，材质均为Q235-A钢材，箱体结构截面尺寸为700mmX500mm，其结构与立柱相同。 (3) 下横梁：箱体结构，主受力板为30mm，筋板为20mm钢板，材质均为Q235-A，箱体结构截面尺寸为250mmX500mm，其结构如图三所示。 图三下横梁结构图
（4 ）八字撑：八字撑共有4根，上部八字撑2根，其中心线长度为1979mm，下部八字撑2根，其中心线长度为2184mm，截面尺寸如图四所示。 图四八字撑接头结构图 2.3、反力架后支撑结构形式 后支撑主要有斜撑和直撑两种形式，按照安装位置分为立柱后支撑、上横梁后支撑、下横梁后支撑。 立柱支撑（以左线盾构反力架为例）：线路中心左侧（东侧）可以直接将反力架的支撑固定在标准段与扩大端相接的内衬墙上；线路中心线右侧（西侧）材料均采用直径500mm，壁厚9mm的钢管。始发井东侧立柱支撑是3根直撑(中心线长度为1700mm)，始发井西侧立柱是2根斜撑(中心线长度分别为5247mm和3308mm，与水平夹角均为45度)和一根直撑（底部）。如下图所示 1700
运输设备选型计算
盘县石桥老洼地煤矿 运输设备设计选型计算书
二零一四年 运输设备设计选型计算 一、概述 1、矿井设计生产能力 矿井设计生产能力为30t/年；主干系统包括通风、提升、运输。 2、井下运输 112运输石门和113运输石门用CDXT-2.5T型特殊防爆型蓄电池机车牵引1t固定箱式矿车运煤和矸石。其他运输为皮带、溜子运输。 运输方式的选择 一、运输方式
本矿井为高瓦斯突出矿井，112运输石门和113运输石门选用2.5t 特殊防爆型蓄电池机车牵引运输。煤、矸石采用2.5t固定式矿车装载，设备、材料用平板车或材料车装载，蓄电池机车牵引运输。 二、主要运输巷道断面、支护方式、坡度及钢轨型号 １、矿井巷道断面及支护方式 矿井下元炭煤层运输大巷采用料石砌碹支护方式，大白炭煤层运输大巷采用料石砌碹支护方式。 ２、坡度 矿井主要运输巷道和石门的轨道运输坡度,均取千分之三的坡度。 ３、钢轨型号 矿井主要运输斜井及石门敷设22㎏/m钢轨，600㎜轨距，木料轨枕。主平硐敷设30㎏/m钢轨，600㎜轨距，石料轨枕。 矿车 一、矿车选型 本矿井运载原煤的矿车选用600㎜轨距、MG1.1-6A型，1t固定式矿车。 二、各类矿车的数量 １、一吨固定式矿车 按排列法计算矿井达到设计生产能力时需用MG1.1-6A型１t固定式矿车6辆。 ２、1t材料车
矿井运送材料采用MG1.1-6A 型一吨材料车，材料车数量为矿车， 为4辆。 ３、1t 平板车 矿井运送设备采用MP1.1-6A 型1t 平板车，平板车数量为5辆。 运输蓄电池机车选型 一、设计依据 本矿井属高瓦斯矿井，井下运输选用CDXT-2.5T 型，600轨距， 特殊防爆型蓄电池机车牵引矿车。 本矿井在主平洞开拓113运输石门，113运输石门的材料、煤、 矸石需经主平洞运输，输距离均为1000m ，112回风石门前期运输距 离为210m 矸石率 20% 装运容器 MG1.1－6A 大巷轨道坡度 3‰ 二、设计选型计算 １、机车牵引能力 t 4.315 .1304.0110312224.01000=++++??=Q 蓄电池机车牵引MG1.1-6A 型1t 固定式矿车数量取4辆。 ２、机车电机过热能力校核 (1)蓄电池机车牵引空车时的牵引力
水轮机选型设计计算书 原稿
第一章 水轮机的选型设计 第一节 水轮机型号选定 一．水轮机型式的选择 根据原始资料，该水电站的水头范围为18-34m ， 二．比转速的选择 水轮机的设计水头为m H r 5.28= 适合此水头范围的有HL240和ZZ450/32a 三．单机容量 第二节 原型水轮机主要参数的选择 根据电站建成后,在电力系统的作用和供电方式, 初步拟定为2台,3台,4台三种方案进行比较。 首先选择HL240 n11=72r/min 一．二台 1、计算转轮直径 水轮机额定出力：kw N P G G r 67.66669 .0106.04 =?== η 上式中： G η-----发电机效率,取0.9 G N -----机组的单机容量（KW ） 由型谱可知，与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则Q 11r =1.155m 3 /s,对应的模型效率ηm =85.5%，暂取效率修正值 Δη=0.03，η
=0.855+0.03=0.885。模型最高效率为88.5%。 m H Q P D r r 09.2885 .05.28155.181.967 .666681.95 .15.1111=???== η 按我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》课本），计算值处于标准值2m 和2.25m 之间，且接近2m ，暂取D 1=2m 。 2、计算原型水轮机的效率 914.02 46 .0)885.01(1)1(155 110max =--=--=D D M M ηη Δη=η max -ηM0=0.914-0.885=0.0.029 η=ηm +Δη=0.855+0.029=0.884 3、同步转速的选择 min /18.1972 95 .0/5.2872av 1110r D H n n =?== min /223.11855 .0884 .07210 M 0 T 11011r n n =-?=-=?）（ ）（ ηηmin /223.73223.172n 1111r 11r n n m =+=?+= 4、水轮机设计单位流量Q11r 的计算 r Q 11= r r r H D η5 .12181.9P =884.05.28281.967.66665.12???=1.2633 m /s 5、飞逸转速的计算 r n = 1 11max D H n r =73.223×28.33=212.851r/min 6、计算水轮机的运行范围 最大水头、平均水头和最小水头对应的单位转速 min)/609.66223.18.332 180.19711max 1min 11r n H nD n =-?=?-= min)/(777.70223.195 .0/5.282180.19711av 111r n H nD n a =-?=?-=
活性炭吸附脱附及附属设备选型详细计算
目录 1. 绪论 (1) 1.1概述 (1) 1.1.1有机废气的来源 (1) 1.1.2有机物对大气的破坏和对人类的危害 (1) 1.2有机废气治理技术现状及进展 (2) 1.2.1 各种净化方法的分析比较 (3) 2 设计任务说明 (4) 2.1设计任务 (4) 2.2设计进气指标 (4) 2.3设计出气指标 (4) 2.4设计目标 (4) 3 工艺流程说明 (6) 3.1工艺选择 (6) 3.2工艺流程 (6) 4 设计与计算 (8) 4.1基本原理 (8) 4.1.1吸附原理 (8) 4.1.2 吸附机理 (9) 4.1.3 吸附等温线与吸附等温方程式 (9) 4.1.4 吸附量 (12) 4.1.5 吸附速率 (12) 4.2吸附器选择的设计计算 (13) 4.2.1 吸附器的确定 (13) 4.2.2 吸附剂的选择 (14) 4.2.3 空塔气速和横截面积的确定 (16)
4.2.4 固定床吸附层高度的计算 (17) 4.2.5吸附剂（活性炭）用量的计算 (18) 4.2.6 床层压降的计算]15[ (19) 4.2.7 活性炭再生的计算 (19) 4.3集气罩的设计计算 (21) 4.3.1集气罩气流的流动特性 (21) 4.3.2集气罩的分类及设计原则 (21) 4.3.3集气罩的选型 (22) 4.4吸附前的预处理 (24) 4.5管道系统设计计算 (24) 4.5.1 管道系统的配置 (25) 4.5.2 管道内流体流速的选择 (26) 4.5.3管道直径的确定 (26) 4.5.4管道内流体的压力损失 (27) 4.5.5风机和电机的选择 (27) 5 工程核算 (30) 5.1工程造价 (30) 5.2运行费用核算 (31) 5.2.1价格标准 (31) 5.2.2运行费用 (31) 6 结论与建议 (32) 6.1结论 (32) 6.2建议 (32) 参考文献 (34) 致谢 (35)
泥水盾构出渣量及出浆比重计算
长沙市南湖路湘江隧道泥水盾构泥水处理 对于泥水平衡盾构掘进来说，最重要的一点就是保持进出浆动态平衡，以及掘进速度与进出浆比重匹配。 一 泥水动态平衡 进（出）浆流量为Q,进浆比重ρ1，出浆比重ρ2，掘进速度ν，盾构直径为D ，围岩比重ρ3,不同岩层原状土比重分别ρa3,ρb3,ρc3.....，下面为正常掘进动态平衡式： ()2 3122D Q Q ∏=-υρρρ (1) Q-进（出）浆流量，单位m3/h ρ1-进浆比重,单位,KG/m3 ρ2-出浆比重单位,KG/m3 ν-掘进速度,m/h 盾构机的掘进速度一般情况都是mm/min,而不是m/h ρ3-围岩比重,KG/m3 D-盾构外壳直径,m 此计算式表示单位时间匀速掘进一定进尺，实际出渣量、理论出渣量与进出浆比重的匹配关系。 二 盾构掘进状态 1 按掘进状态是否连续可分为正常掘进状态和非正常掘进状态。 1）正常掘进状态 正常掘进状态为在掘进施工中建立科学合理的泥水压力，并保证进浆泥浆具有良好的携渣性能，各项指标均符合要求，掘进当中不出现压力非正常
波动情况，按照方案设定速度保持相对均匀速度连续掘进，掘进中盾构机相关设备运转正常，不出现停机情况。 2）非正常掘进状态 非正常掘进状态是因为某些因素如泥浆站泥浆池满浆、设备故障导致掘进不连续,此种不连续掘进状态增加了非正常的工序如泥水管循环?掘进速度的变化不利于出渣判断。 三掘进出渣量计算及相关参数 泥水盾构掘进中出渣的多少关系到地表沉降、隧道成型及隧道稳定。所以在掘进中如何科学合理的控制出渣尤为重要，下面根据掘进参数对出渣量的相关问题的进行分析。 1 出浆比重计算 根据以上计算式(1)可得出浆比重： ρ2= () Q Q D 1 2 32 ρ υ ρ+ ∏ (2) = () 1 2 32ρ υ ρ + ∏ Q D （3） 进（出）浆流量为800m3,ρ1=m3，中风化圆砾岩ρ3=m3,盾构外壳直径为，掘进速度取ν=10 mm/min,即ν= m/min，得： ρ2= () 800 30 .1 800 2 65 . 11 14 .3 6.0 43 .22? + ? ? =m3 此处的掘进的速度的单位应当为mm/min 或者为m/h,应当保持单位的统一性；还有盾构机在正常掘进的时候的流量绝对不会是800m3 根据以上计算与实际掘进中实测进出浆泥浆比重相符合。
水电站课程设计计算书
水电站厂房课程设计计算书 1．蜗壳单线图的绘制 1.1 蜗壳的型式 根据给定的基本资料和设计依据，电站设计水头Hp=46.2m ，水轮机型号 ：HL220-LJ-225。可知采用金属蜗壳。又Hp=46.2m>40m ，满足《水电站》（第4版）P32页对于蜗壳型式选择的要求。 1.2 蜗壳主要参数的选择 金属蜗壳的断面形状为圆形，根据《水电站》（第4版）P35页可知：为了获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般取蜗壳的包角为0345?=。 通过计算得出最大引用流量m ax Q 值，计算如下： ○ 1水轮机额定出力：15000 156250.96 f r f N N KW η= = = 式中：60000150004 f KW N KW = =，0.96f η=。 ○ 2'31max 3 3 2222115625 1.11 1.159.819.81 2.2546.20.904 r p N Q m s D H η = = =
盾构机受力计算及始发结构设计
盾构机受力计算及始发结构设计 【内容提要】本文重点从分析盾构机在始发阶段的受力入手，设计盾构机的始发设施（始发托架、反力架）及其固定，提出对盾 构机掘进参数的控制要求。 【关键词】隧道、盾构、始发、始发托架、反力架 前言 随着技术进步、综合国力的增强，盾构法越来越多地被国内地铁界所接受，上海、广州、南京、北京、深圳、天津、西安、成都、沈阳、杭州、青岛等城市都使用这种方法。上海地铁是国内最早采用盾构施工的，且大部分工程都是利用盾构完成的。虽然盾构有许多成功的工程实例，但是使用这种方法也有较大的风险。而且使用盾构，在对洞口进行加固处理的始发阶段出问题的概率很高，即使是非常有经验的承包商也常会发生类似事故。 本文从盾构机在始发阶段的受力入手，设计盾构机的始发设施（始发托架、反力架）及其固定，提出对盾构机掘进参数的控制要求。 1工程地质情况简介 成都地铁1号线一期工程盾构施工2标，人民北路站至天府广场站盾构区间，第一台盾构机从始发井（右线）南端向南始发掘进，到达天
府广场站调头至左线，再从左线向北始发，到达骡马市站后盾构机过站，到达文武路站后盾构机转场，到人民北路站吊出完成左线盾构掘进；第二台盾构机从始发井（右线）北端始发到达骡马市站过站，到文武路站转场，到人民北路站吊出完成右线盾构掘进，见图1线路平面示意图。整个盾构区间左、右线盾构吊装与拆除4次、调头1次、过站2次、转场2次。成都地铁人-天区间两台盾构机在右线始发井各有一次盾构始发起点，总共7次始发，根据每次各100m的始发掘进地段的地质条件和线路平、纵断面设计，分析盾构机的掘进受力，对于正确设计、固定盾构机的始发设施，合理提出始发阶段盾构机掘进参数的控制是十分必要的。 图1线路平面示意图 2盾构机始发阶段的受力 盾构机始发前的受力 始发前盾构机处于+%变坡点附近，整个盾体支承在始发托架上，盾构主机仅有重力G约3200kN作用在始发托架上，重心距刀盘面约2.7m，刀盘悬臂置于托架前端，托架前端离始发掘进面（围护结构外侧面）约
水轮机计算
水电站作业 水轮机型号及主要参数的选择： 已知某水电站最大水头H max=245m，加权平均水头H av=242.5m，设计水头H r=240m，最小水头H min=235m，水轮机的额定出力为12500kw，水电站的海拔高程为2030m，最大允许吸出高Hs≥-4.0m。 要求： 1、选择两种机型（HL120-38，HL100-40）进行选择。 2、对选择的机型进一步绘制其运转特性曲线，
` （一）水轮机型号的选择 根据题目条件已知要用HL120-38和HL100-40型水轮机进行选择，对比计算分别如下： （二）水轮机主要参数的计算 HL120-38型水轮机方案主要参数的计算 1、转轮直径的计算 1D = 式中： '3112500;240; 380/0.38/r r N kW H m Q L s m s ==== 同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况的效率=88.4%M η，由此可初步假定水轮机在该工况的效率为90.4% 将以上各值代入上式得 10.999D m = = 选用与之接近而偏大的标准直径1 1.00D m =。 2、效率修正值的计算 由附表一查得水轮机模型在最优工况下的max =90.5%M η，模型转轮直径10.38M D m =，则原型水轮机的最高效率max η可依下式计算，即 max max =1M ηη-（1- 1(10.93593.5%=--== 考虑到制造工艺水平的情况取11%ε=；由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型基本相似，故认为20ε=，则效率修正值η?为： max max 10.9350.9050.010.02M ηηηε?=--=--=
盾构隧道管片排版总结
管片选型与排版 区间盾构结构为预制钢筋混凝土环形管片，外径6200mm，内径5500mm，厚度350mm，宽度1200mm。在盾构施工开工前，应对管片进行预排版，确定管片类型数量. 1）隧道衬砌环类型 为满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇形纠偏的需要，应设计楔形衬砌环，目前国际上通畅采用的衬砌环类型有三种：①直线衬砌环与楔形衬砌环的组合；②通用型管片；③左、右楔形衬砌环之间相互组合。国内一般采用第③种，项目隧道采用该衬砌环。 直线衬砌环与楔形衬砌环组合排版优缺点：优点—简化施工控制，减少管片选型工作量；缺点—需要做好管片生产计划，增加钢模数量。 盾构推进时，依据预排版及当前施工误差，确定下一环衬砌类型。由于采用衬砌环类型不完全确定性，所以给管片供应带来一定难度。2）管片预排版 1、转弯环设计 区间转弯靠楔形环完成，分三种：标准换、右转弯环、左转弯环。即管片环向宽度六块不是同一量，曲线外侧宽，内侧窄。 管片楔形量确定主要因素有三个：①线路的曲线半径；②管片宽度；③标准环数与楔形环数之比u值。还有一个可供参考的因素：楔形量管模的使用地域。楔形量理论公式如下： △=D（m+n）B/nR ①
（D-管片外径，m:n-标准环与楔形环比值，B-环宽，R-拟合圆曲线半径） 本次南门路到团结桥楔形环设计为双面楔形，楔形量对称设置于楔形环的两侧环面。按最小水平曲线半径R=300m计算，楔形量△=37.2mm，楔形角β=0.334°。 值得注意的是转弯环设计时，环宽最大和最小处是固定的，左转弯以K块在1点位设计，右转弯以K块在11点位设计，即在使用转弯环时，要考虑错缝拼装和管片位置要求。 2、圆曲线预排版 设需拟合圆曲线半径为450m（南门路到团结桥区间曲线半径值），拟合轴线弧长270m，需用总楔形量计算如下： β=L/R=0.6 ② △总=（R+D/2）β-（R-D/2）β=3720mm ③ 由△总计算出需用楔形环数量： n1=△总/△=100 ④ 标准环数量为： n2=（L-n1*B）/B=125 ⑤ 标准环和楔形环的比值为： u=n2：n1=5:4 ⑥ 即在R=450圆曲线上，标准环和楔形环比例为5:4，根据曲线弧长计算管片数量，确定出各类型管片具体数量，出现小数点时标准环数量减1，转弯环加1。
设备断路器选型计算办法
精心整理 设备断路器选型计算方法 当用电回路发生故障和短路时，断路器能够切断用电回路，保护用电设备。如何选择合适的断路器，其计算方法如下： 一、计算计算电流： 1）三相负荷时： 1.52/cos js js I P φ=?； C65，NSX160因此，选定的断路器型号为NSX100NTM100A/4P 。 注：1、断路器选择应注意按照负荷类型选取特性曲线。计算机插座回路剩余电流动作装置选用A 型，其他的插座回路选C 型曲线；开水器断路器选用B 型曲线；配电照明回路断路器一般选用C 型曲线；电动机断路器选用D 型曲线； 2、确定极性时，要确定设备的极性。设备本身带有自控制功能，在一定条件下，能够实现自我切断，极性选择为4P ，带漏电保护时(+30mA/100mA)，极性也是4P 。其他情况下为3P 。 3、选择TM （热磁脱扣单元）原因在于，价格便宜。 2）单相负荷时：
精心整理 4.55/cos js js I P φ=?； js e P P Kx =?； 根据计算电流大小选择合适的断路器 例3：3,cos 0.8,js P KW φ== 3 4.55/0.817.0625js I =?=； 选断路器时，其额定电流 1.25js I I >； 注：12 323,,l l 分和值的注：12、截面370?+数据》（（P 74）表6-42四、线路及导线敷设 变压器二次侧至用电设备之间配电级数不宜超过三级，每一楼层是否设楼层集中配电箱，根据实际情况确定。负荷回路电线的敷设方式参考《建筑电气工程设计常用图形和文字符号》（P 68）——导线敷设部位的标注，配电箱回路的敷设方式参考《建筑电气工程设计常用图形和文字符号》（P 68）——线路敷设方式的标注。 干线断路器选型的话，计算电流×1.25
盾构选型及参数计算方法
盾构选型及参数计算方法 1.1、序言 盾构是一种专门用于隧道工程的大型高科技综合施工设备，它具有一个可以移动的钢结构外壳（盾壳），盾构内装有开挖、排土、拼装和推进等机械装置，进行土层开挖、碴土排运、衬砌拼装和盾构推进等系列操作，使隧道结构施工一次完成。它具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点，从松散软土、淤泥到硬岩都可应用，在相同条件下，其掘进速度为常规钻爆法的4～10倍。较长地下工程的工期对经济效益和生态环境等方面有着重大影响，而且隧道工程掘进工作面又常常受到很多限制，面对进度、安全、环保、效益等这些问题，使用盾构机无疑是最好的选择。些外，对修建穿越江、湖、海底和沼泽地域隧道，采用盾构法施工，也具有十分明显的技术和经济优势。 采用盾构法施工，盾构的选型及配置是隧道施工中关键环节之一，盾构选型应根据工程地质水文情况、工期、经济性、环境保护、安全等综合考虑。盾构的选型及配置是一种综合性技术，涉及地质、工程、机械、电气及控制等方面。 1.2盾构机选型主要原则 1.2.1盾构的选型依据 盾构选型主要应考虑以下几个因素： 1）工程地质、水文条件及施工场地大小。 2）业主招标文件中的要求。
3）管片设计尺寸与分块角度。 4）盾构的先进性、适应性与经济性。 5）盾构机厂家的信誉与业绩。 6）盾构机能否按期到达现场。 1.2.2 盾构的型式 1）敞开式型盾构 敞开式型盾构是指盾构内施工人员可以直接和开挖面土层接触，对开挖面工况进行观察，直接排除开挖面发生的故障。这种盾构适用于能自立和较稳定的土层施工，对不稳定的土层一般要辅以气压或降水，使土层保持稳定，以防止开挖面坍塌。有人工开挖盾构、半机械开挖盾构、机械开挖盾构。 2）部分敞开式型盾构 部分敞开式型盾构是在盾构切口环在正面安装挤压胸板或网格切削装置，支护开挖面土层，即形成挤压盾构或网格盾构，施工人员可以直接观察开挖面土层工况，开挖土体通过网格孔或挤压胸板闸门进入盾构。根据以往大量工程经验，通常都将挤压胸板和网格切削装置组合在一起安装在盾构上，形成网格挤压盾构。这种盾构适用于不能自立、流动性在的松软粘性土层、尤其是对隧道沿线地面变形无严格要求的工程。当盾构采用网格开挖时，应将安装在网格后面的挤压胸板部分或大部分拆除，利用网格孔对土层的摩擦力或粘结力对开挖面土层进行支护，当盾构向前推进时（一般是盾构穿越江湖、海底或沼泽地区），应将挤压胸板装上，盾构向前推进时，可将土体全部