Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей

n 2 – количество внешних уплотнений;

R m1 – радиус внутреннего уплотнения (м);

R m2 – радиус наружного уплотнения (м).

(5) Фрикционный крутящий момент на передней поверхности фрезы T5:

(3-27),

где: ? – скорость, при которой клапан не открывается;

?1 – коэффициент трения между почвой и фрезой;

R c – радиус резца фрезы (м);

P d – активное давление грунта на переднюю сторону щита (кПа).

(6) Фрикционный крутящий момент на окружности фрезы T6:

(3-28),

где: R c – радиус резца фрезы (м);

B – толщина периметра фрезы (м);

P z – среднее давление грунта по окружности фрезы (кПа);

?1 – коэффициент трения между почвой ифрезой.

(7) Фрикционный крутящий момент на задней поверхности фрезы T7:

Фрикционный крутящий момент на задней поверхности фрезы T7 создается давлением грунта Pw в грунтовом отсеке и рассчитывается как:

(3-29),

где: ? – скорость, при которой клапан не открывается;

?1 – коэффициент трения между почвой и фрезой;

R c – радиус резца фрезы (м);

P w – заданное давление грунта в грунтовой камере (кПа).

(8) Момент срезания паза отверстия фрезы T8:

(3-30),

где: ? – сила сдвига фрезы;

R c – радиус резца фрезы (м);

A 8 – скорость открывания фрезы.

(3-31),

где: C – связность грунта у забоя (кПа);

? – угол внутреннего трения грунта в камере; в случае щита с балансом глинистой воды это смесь ила и глинистой воды, угол внутреннего трения обычно принимается равным ? = 5°.

P w – установленное давление грунта (кПа) в грунтовом отсеке, или давление глинистой воды в случае щита с балансом глинистой воды.

7) Мощность главного привода W0

(3-32),

где: W0 – мощность системы главного привода (кВт);

A w – коэффициент запаса мощности, обычно от 1.2 до 1.5;

T – номинальный крутящий момент фрезы (кН•м);

? – угловая скорость фрезы, ? = 2?n/60, n – скорость вращения фрезерной головки (об/мин);

? – эффективность системы главного привода.

8) КПД двигательной установки Wf

(3-33),

где: Wf– мощность двигательной установки (кВт);

A w– коэффициент запаса мощности, обычно от 1. 2 до 1. 5;

F – максимальная тяга (кН);

V – максимальная скорость движения (м/ч);

? w – КПД двигательной установки; ?w = ?pm?pv?c, ?pm – механический КПД двигательного насоса, ?pv – объемный КПД двигательного насоса, ?c – КПД муфты сцепления валов.

9) Возможность одновременного использования системы цементирования

(1) Теоретический объем цементации на одно кольцо тюбинга Q

(3-34),

где: Q – строительная пустота на кольцо тюбинга, то есть теоретический объем цементации на кольцо тюбинга (м3);

D – диаметр забоя (м);

D s – внешний диаметр тюбинга ;

L – ширина тюбинга (м).

(2) Минимальное время продвижения каждого цикла t

(3-35),

где: L – длина пласта (м);

V – максимальная скорость движения (м/ч).

(3) Теоретическая мощность цементации t

(3-36),

где: q – теоретическая производительность синхронной цементационной системы (м3/ч);

D – диаметр забоя(м);

D s – внешний диаметр трубного листа (м);

V – максимальная скорость движения (м/ч).

(4) Номинальная производительность цементирования

Номинальная производительность синхронного цементировочного насоса q p учитывает скорость закачки пласта ? и производительность цементировочного насоса ? и определяется по формуле:

(3-37),

где: ? – коэффициент стратиграфической закачки, варьируется в зависимости от пласта, обычно 1.5 ~ 1.8;

D – диаметр забоя (м);

D s – внешний диаметр тюбинга (м);

V – максимальная скорость движения (м/ч);

? – производительность шламового насоса.

10) Система транспортировки глинистой воды

(1) Гидродинамометр глинистой воды

1. Извлеченный расход грунта QE

(3-38),

где: QE– расход грунта в забое (м3/ч);

D – диаметр забоя (м);

V – максимальная скорость движения (м/ч).

2. Скорость бурового раствора на выходе Q2

(3-39),

где: Q2– расход бурового раствора (м3/ч);

Q E – расход извлеченного грунта (м3/ч);

?E– плотность извлеченного грунта (т/м3);

?1 – плотность подачи бурового раствора (т/м3);

?2 – плотность разгрузки бурового раствора (т/м3).

3. Расход подачи бурового раствора Q1

(3-40),

где: Q1 – расход подачи бурового раствора (м3/ч);

Q 2 – расход сброса бурового раствора (м3/ч);

Q E – расход выемки (м3/ч).

Подача и сброс бурового раствора должны учитывать определенный запас, коэффициент запаса обычно составляет 1.2 ~ 1.5. В то же время, принимая во внимание систему транспортировки глинистой воды в режиме байпаса, подачу и сброс бурового раствора равных характеристик, при подаче шламового насоса выбор величины его вытеснения не должен быть меньше, чем теоретический поток сброса.

(2) Расчет расхода подачи и сброса бурового раствора

1. Скорость потока в трубе подачи бурового раствора

(3-41),

где: V1 – скорость потока в трубе подачи бурового раствора (м/ч);

Q 1 – расход бурового раствора (м3 /ч);

D 1 – внутренний диаметр трубы для подачи бурового раствора (м).

2. Скорость расхода в грунтопроводе где:

(3-42),