复合地层盾构掘进贯入度的控制方法技术

本申请涉及一种复合地层盾构掘进贯入度的控制方法。方法包括：基于地质勘测报告，确定拟掘进地层中强度最大的岩石的抗压强度值；基于所述岩石的抗压强度值，确定所述岩石对应的临界最大贯入度，并将所述岩石对应的临界最大贯入度作为盾构机掘进贯入度最大值；根据所述盾构机掘进贯入度最大值，结合预设应用场景，调整盾构机的作业方式。将盾构机掘进贯入度作为控制依据，对盾构机在复合地层的作业方式进行调整，最大限度减少甚至杜绝刀具因受力过大而出现异常破损的情况，大幅降低开仓换刀的频率，同时也能节省对地层进行预爆破的时间和费用，减少开仓作业的频率，能够降低复合地层盾构掘进的成本和难度。构掘进的成本和难度。构掘进的成本和难度。

【技术实现步骤摘要】
复合地层盾构掘进贯入度的控制方法


[0001]本申请涉及盾构施工领域，特别是涉及一种复合地层盾构掘进贯入度的控制方法。

技术介绍

[0002]伴随社会经济水平的日益提高，以及城市化进程的不断加快，高层建筑不断增加，地上空间的可利用率越来越小，因此在很多一线城市，陆续发起地下建筑，如城市地下电缆工程、城市地铁工程等，在所有涉及地下隧道施工工程中，盾构机凭借其施工技术的安全高效性得到了充分应用。而在盾构机使用过程中，如遇到复合的地层，滚刀容易出现因受力过大而异常破损的现象。在上软下硬地层中，盾构机掘进方向还容易“抬头”，且难以纠正。所以，复合地层掘进总是非常艰难。
[0003]为了改善这些问题，目前主要措施有：1、对掘进范围内的岩石层进行预爆破处理；2、在掘进参数上，调整推力不超过理论值和降低刀盘转速；3、根据所掘进地层和滚刀相关参数，计算得出盾构机在掘进过程的临界最小贯入度和临界最大贯入度，进而调整盾构机在掘进过程中的推力，使其实际贯入度控制在临界最小贯入度和临界最大贯入度的取值范围之内。
[0004]在实际作业过程中，会存在因现场复合地层的情况复杂，而不能进行预爆破，或进行预爆破后没有达到预期效果的情况；而计算临界贯入度这项技术，除了贯入度的计算值还需要在实践中验证外，其适应的范围还很窄，只适应单一地层，而且施工前对地层的各项指标都需要全面掌握，而对于复合地层，这项技术就无法实施。
[0005]而目前解决抬头的方法是：1、更换边滚刀。2、扩大推进油缸上下编组行程差，增大盾构机的刀盘面向前倾斜角度。但经常出现这两种方法都不能解决问题的情况，所以在复合地层，如何设置盾构掘进贯入度在合理的范围内是一个值得研究的问题。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效调整复合地层盾构掘进贯入度的方法。
[0007]一种复合地层盾构掘进贯入度的调整方法，该方法包括：
[0008]基于地质勘测报告，确定拟掘进地层中强度最大的岩石的抗压强度值；
[0009]基于所述岩石的抗压强度值，确定所述岩石对应的临界最大贯入度，并将所述岩石对应的临界最大贯入度作为盾构机掘进贯入度最大值；
[0010]根据所述盾构机掘进贯入度最大值，结合预设应用场景，调整盾构机的作业方式。
[0011]在其中一个实施例中，盾构机在复合地层中任一地段内掘进的贯入度控制在所述盾构机掘进贯入度最大值以内。
[0012]在其中一个实施例中，岩石的抗压强度值与所述岩石对应的临界最大贯入度呈负相关。
[0013]在其中一个实施例中，岩石对应的临界最大贯入度是根据历史数据和滚刀出厂数据得到，历史数据是以往施工数据记录的每一强度岩石在施工时滚刀开始出异常损坏时对应的贯入度。
[0014]在其中一个实施例中，滚刀出厂数据包括滚刀参数和试验数据，滚刀参数包括滚刀半径、刀尖宽度、刀尖距及滚刀的额定荷载，试验数据是滚刀出厂前针对不同强度的岩石进行试验所得到的试验贯入度值。
[0015]在其中一个实施例中，盾构机掘进贯入度最大值确定之后，若盾构机的总推力和刀盘扭矩发生满足预设条件的变化时，停止盾构机作业并分析原因，所述预设条件用于判断盾构机是否正常运行。
[0016]在其中一个实施例中，预设应用场景包括盾构机抬头；相应地，调整盾构机的作业方式，包括：
[0017]在工作过程中，若盾构机导向系统显示检测到盾构机在垂直方向上，向上偏移，则以盾构机不大于盾构机掘进贯入度最大值为前提，按第一预设值不断减小盾构机掘进贯入度，直至盾构机导向系统显示正常。
[0018]在其中一个实施例中，预设应用场景包括盾构机土仓内进入预设规格的石块；相应地，调整盾构机的作业方式，包括：
[0019]若在盾构机作业过程中检测到刀盘卡顿，则在停止作业清空土仓后，减小盾构机掘进贯入度继续作业。
[0020]在其中一个实施例中，预设应用场景包括：若盾构机是以空仓开始作业，则保持盾构机掘进贯入度不变，并增加刀盘转速。
[0021]在其中一个实施例中，预设应用场景包括：若从岩石强度低的地层进入岩石强度高的地层，保持盾构机掘进贯入度不变。
[0022]上述复合地层盾构掘进贯入度的控制方法，基于地质勘测报告，确定拟掘进地层中强度最大的岩石的抗压强度值；基于所述岩石的抗压强度值，确定所述岩石对应的临界最大贯入度，并将所述岩石对应的临界最大贯入度作为盾构机掘进贯入度最大值；根据所述盾构机掘进贯入度最大值，结合预设应用场景，调整盾构机的作业方式。将盾构机掘进贯入度作为控制依据，对盾构机在复合地层的作业方式进行调整，最大限度减少甚至杜绝刀具因受力过大而出现异常破损的情况，大幅降低开仓换刀的频率，同时，节省了对地层进行预爆破的时间，减少了开仓作业的频率，能够降低复合地层盾构掘进的成本和难度。
附图说明
[0023]图1为一个实施例中复合地层盾构掘进贯入度的调整方法的流程示意图；
[0024]图2为另一个实施例中复合地层盾构掘进贯入度的调整方法的流程示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0026]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种专业
名词，但除非特别说明，这些专业名词不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个专业名词与另一个专业名词区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，第三预设阈值与第四预设阈值可以相同可以不同。
[0027]伴随社会经济水平的日益提高，以及城市化进程的不断加快，高层建筑不断增加，地上空间的可利用率越来越小，因此在很多一线城市，陆续发起地下建筑，如城市地下电缆工程、城市地铁工程等，在所有涉及地下隧道施工工程中，盾构机凭借其施工技术的安全高效性得到了充分应用。而在盾构机使用过程中，如遇到复合的地层，滚刀容易出现因受力过大而异常破损的现象。在上软下硬地层中，盾构机掘进方向还容易“抬头”，且难以纠正。为了解决这些问题，盾构机经常要在复杂环境下带着巨大的风险开仓，盾构机掘进反复停顿，有时为了处理滚刀的刀盘严重受损的问题，盾构机掘进需要长时间停顿，所以，复合地层掘进总是非常艰难。
[0028]为了改善这些问题，目前主要措施有：1、对掘进范围内的岩石层进行预爆破处理；2、在掘进参数上，调整推力不超过理论值和降低刀盘转速；3、根据所掘进地层和滚刀相关参数，计算得出盾构机在掘进过程的临界最小贯入度和临界最大贯入度，进而调整盾构机在掘进过程中的推力，使其实际贯入度控制在临界最小贯入度和临界最大贯入度的取值范围之内。
[0029]在实际作业过程中，会存在因现场复合地层的情况复杂，而不能进行预爆破，或进行预爆破后没有达到预期效果的情况；而计算临界贯入度这项技术，除了贯入度的计算值还需要在实践中验证外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合地层盾构机掘进贯入度的控制方法，其特征在于，所述方法包括：基于地质勘测报告，确定拟掘进复合地层中强度最大的岩石的抗压强度值；基于所述岩石的抗压强度值，确定所述岩石对应的临界最大贯入度，并将所述岩石对应的临界最大贯入度作为盾构机掘进贯入度最大值；根据所述盾构机掘进贯入度最大值，结合预设应用场景，调整盾构机的作业方式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，盾构机在所述复合地层中任一地段内掘进的贯入度控制在所述盾构机掘进贯入度最大值以内。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩石的抗压强度值与所述岩石对应的临界最大贯入度呈负相关。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩石对应的临界最大贯入度是根据历史数据和滚刀出厂数据得到，所述历史数据是以往施工数据记录的每一强度岩石在施工时滚刀开始出异常损坏时对应的贯入度。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述滚刀出厂数据包括滚刀参数和试验数据，所述滚刀参数包括滚刀半径、刀尖宽度、刀尖距及滚刀的额定荷载，所述试验数据是滚刀出厂前针对不同强度的岩石进行试验所得到的试验贯入度值。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶芳良，周舟，张荣，王晖，黄威然，竺维彬，祝思然，张生林，陈集勇，
申请(专利权)人：广州轨道交通建设监理有限公司，
类型：发明
国别省市：