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土压平衡盾构机掘进力测量方法研究
随着城市地下交通建设的不断推进，盾构机作为一种主要的隧道掘进设备得到了广泛应用。土压平衡盾构机作为其中一种盾构机类型，其掘进力的测量对于隧道建设的质量和进度控制具有重要的意义。本文将探讨土压平衡盾构机掘进力的测量方法，旨在为该设备的使用和维护提供参考。
一、土压平衡盾构机概述
土压平衡盾构机（TBM）是一种以土体支撑和压缩空气平衡为主要特征的盾构机，它是现代隧道工程中最为先进的掘进设备之一。其主要由以下几个部分组成：
1.掘进头：用于进入固体岩石或土壤中，并以一定的速度前进，而在进退过程中处于平衡状态；
2.土压平衡系统：包括空气压力系统、液压系统和掘进土量控制系统等组成，其作用是维持顶部土层的平衡，并将排出的掘进土通过管道输送出机舱；
3.支撑系统：主要为盾构机提供结构稳定性，并调整压缩空气平衡和土质场地的支撑。
二、土压平衡盾构机掘进力测量方法
掘进力的测量是土压平衡盾构机掘进运行效率评价的重要指标之一。目前，常用的掘进力测量方法有以下三种：
1.直接测量法
直接测量法即在盾构机设备上悬挂力传感器或应变片等转化器，监测力的变化，得出掘进力的大小。该方法可以准确地测量掘进力，但存在数据误差较大的问题，也容易发生传感器损坏的情况。
2.数值模拟法
数值模拟法是通过有限元分析方法来模拟盾构机内外受力情况，再根据受力分布得出掘进力大小。该方法可以较准确的反映盾构机的受力情况，但需要较长的计算时间和较高的计算成本。
3.观察法
观察法即通过工程师在掘进作业现场对设备运行现象予以观察，并根据经验进行判断，以估计掘进力的大小。该方法便捷、经济，但存在着人为误差较大的问题。
综合比较，采用直接测量法可以比较准确地得到掘进力的数据，但成本较高。在实际使用中，可以使用观察法和数字模拟法进行辅助，以得到更全面的数据信息。
三、掘进力测量在土压平衡盾构机中的重要性
掘进力是盾构机掘进运行效率评价的重要指标之一。盾构机的掘进力需要始终保持适宜的大小，既不能过大导致设备过度负荷，也不能过小影响掘进进度。因此，定期对掘进力进行测量是保障盾构机运行稳定的关键之一。
同时，掘进力的大小还会对盾构机的其他方面产生影响。例如，掘进力过大会导致隧道光顾或其他部件被损坏，增加了设备的维护成本；而掘进力不足则会导致掘进进度缓慢，影响隧道建设进度。因此，掘进力的合理测量和控制，对于保障盾构机运行稳定和隧道工程质量、进度的顺利实现都有着重要的作用。
四、结论
综上所述，土压平衡盾构机掘进力的测量对于隧道建设的质量和进度控制具有重要的意义。掘进力测量方法有多种选择，此外，还需要定期对盾构机设备进行巡检，以确保其正常运行和安全使用。我们应该结合实际情况，采取多种措施，全面地对掘进力进行监测和控制，以保障隧道工程的顺利实施和设备的长久使用。