【技术实现步骤摘要】
一种基于多元数据的顶管顶进力实时监测及调控方法
[0001]本专利技术涉及一种基于多元数据的顶管顶进力实时监测及调控方法，具体适用于顶管工程中顶进力监测，属于非开挖地下建筑工程领域。
技术介绍
[0002]顶管技术作为非开挖技术一种，施工时对周围环境及建筑影响较小。顶进力作为顶管工程设计与施工的重要参数，其值与土层参数、管径大小、管道埋深、顶进长度、润滑减阻等密切相关，是后靠墙厚度、顶进油缸数量、中继间布置等工程施工准备设计方面重要的参考指标，顶力值过大与过小直接关系到工程造价与施工进度。
[0003]顶进力主要由迎面阻力与管周摩阻力组成，目前多通过顶进油缸提供向前压力，并通过注浆降低顶进摩阻力以满足顶管顶进力要求，而在实际工程中由于操作人员倾向于施加较大油缸压力，致使顶管顶进力偏大，远超顶管顶进所需最小顶进力；油缸压力较大的现象在顶管顶——停循环施工过程中最为明显，与所需顶进力相对较小的顶进平滑阶段不同，复顶开始一般施加较大油缸压力，但在实际工程中一般仍以复顶时油缸压力进行平滑阶段的顶进；且在顶进各阶段，地层情况不尽相同，但工程中注浆往往无法根据实际顶进段调整，造成大量泥浆浪费；过大的油缸压力虽可使顶管向前顶进，但压力过大也使顶进油缸损耗过大，对洞口工作墙及管节强度也有更高要求，合适的油缸压力或顶进力可减小施工成本，并降低施工风险。
技术实现思路
[0004]本专利技术为解决上述问题，提供了一种基于多元数据的顶管顶进力实时监测及调控方法，其能够根据采集的数据进行顶进力的预测，并根据所预测的顶...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多元数据的顶管顶进力实时监测及调控方法，其特征在于采用如下具体步骤：(1)对机头前方的水土压力，即迎面水土压力P进行实时采集，并通过数据采集模块将迎面水土压力P的数值传输至用于采集处理数据的计算机；(2)从顶管的首管节开始，沿顶管轴向设置j个应力监测点，2≤j≤n，当顶管管节为钢筋混凝土管节时，每个应力监测点对应的钢筋混凝土管节环断面上下左右位置都分别设置有钢筋应力计，通过各钢筋应力计对管节轴向应力进行测量获得对应的钢筋混凝土管节轴向应力σ
js
，1≤s≤4；当顶管管节为钢管节时，每个应力监测点沿钢管节轴向的上下左右位置都分别设置有轴向应力应变光纤A，同时对应的钢管节的环断面布置一根与轴向应力应变光纤A相互垂直的环向应力应变光纤B，通过应力应变光纤A对钢管节轴向应变进行测量获得对应的轴向应变ε
jxk
，1≤k≤4；通过应力应变光纤B对钢管节环向应变进行测量获得对应的环向应变ε
jy
；通过数据采集模块将钢筋混凝土管节轴向应力σ
js
、钢管节的轴向应变ε
jxk
与环向应变ε
jy
数据传输至计算机；(3)对顶管的顶进距离L进行实时监测，并对顶进油缸的实时油压进行监测，以获得顶进油缸的实际顶进力F
d
，通过数据采集模块将监测所得的顶进距离L和实际顶进力F
d
的数值传输至计算机中；(4)计算机根据数据采集模块采集到的数据值进行计算，当应力监测点所在的管节为钢筋混凝土管节时，通过公式1对钢筋混凝土管节的环断面上钢筋应变计所测的管节轴向应力的平均值进行计算：式中：为对应钢筋混凝土管节的钢筋应变计所测的管节轴向应平均值，σ
js
为钢筋应变计所测的对应的钢筋混凝土管节的轴向应力；通过公式2对应力监测点对应钢筋混凝土管节的管节轴向压力N
j
进行计算：式中：为钢筋混凝土管节环断面上钢筋应变计所测的管节轴向应平均值，A
c
为混凝土截面面积，A
s
为钢筋总截面面积，E
c
为混凝土弹性模量，E
s
为钢筋弹性模量；当应力监测点所在的管节为钢管节时，通过公式3将钢管节的轴向应变应ε
jxk
和环向应变ε
jy
换算成钢管节的管节轴向应力σ
jxk
：式中：E为钢管节弹性模量，ν为钢管材泊松比，ε
jxk
为该钢管节轴向应变，ε
jy
为该钢管节的环向应变；通过公式4对该钢顶管管节轴向应力的平均值进行计算：
通过公式5对应力监测点对应钢顶管的管节轴向压力N
j
进行计算：式中：A为钢管节截面面积；(5)计算机通过公式6对单位长度摩阻力平均值进行计算：式中：ΔN
j
为相邻的两个应力监测点之间的管节轴向压力差，l
j
为相邻的两个应力监测点之间的相距长度；通过迎面水土压力P、单位长度...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，周浩，陈晓龙，马保松，曾聪，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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