【技术实现步骤摘要】
本申请涉及非开挖地下建筑工程领域，更具体的说，是涉及一种顶管注浆系统的补浆方法。
技术介绍
1、顶管作为一种高效、安全、环保的非开挖管道/隧道施工技术，已在市政工程、地下空间工程等领域得到广泛应用。随着技术进步和需求增加，顶管管节断面不断增大，顶进距离持续延长，所面临的地质条件和周边环境日益复杂。
2、顶管施工的基本原理是依靠主顶油缸的顶力，使顶管机从始发井穿越地层到达接收井后吊起。在顶进过程中，顶管机切削前方土层，土体通过出土装置排出，后方管节随之推进直至顶管区间贯通。顶进力在顶管工程设计与施工中至关重要，由迎面阻力与管周摩阻力构成，其中管周摩阻力是施工可控参数，通常通过注入膨润土润滑泥浆来降低。然而，注浆润滑减阻效果是对施工技术水平的重大考验。
3、在实际工程中，复杂地层不同区段的注浆量需求各异。若注浆和二次补浆不及时或不足，会导致摩阻力剧增，顶进困难；若不能依据实际顶进段调整，还会造成泥浆大量浪费，引发地层不均匀沉降及周边环境破坏。从施工角度看，工作人员多依据经验在特定时间注入定量泥浆，随机性强而科学性弱，且利用注浆总管全线补浆，未考虑区段差异。从监测角度讲，润滑注浆效果常通过单一监测项目间接反算管周摩阻力，忽视了顶进与管节状态的差别，推算结果易与实际情况偏差较大，在极端工况（如卡管、脱空、上浮等）下差异更为显著。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请提供了一种顶管注浆系统的补浆方法，以对顶管各区段实现智能、精准地补浆。
2、为了实现上述
3、一种顶管注浆系统的补浆方法，应用于数据控制终端，所述顶管注浆系统包括无线传输模块和多个管节，所述多个管节包括若干个主监测管节，每个主监测管节布置有监测设备，各个监测设备与所述无线传输模块连接，所述无线传输模块通过云平台与所述数据控制终端通信连接；
4、该方法包括：
5、获取所述监测设备实时监测的管节状态数据及顶进状态数据；
6、将所述管节状态数据及所述顶进状态数据输入至预先建立的补浆量预测模型，输出所述顶管注浆系统的各区段对应的分级补浆指令，以使所述顶管注浆系统的各区段按照各自对应的分级补浆指令进行补浆；
7、所述补浆量预测模型的建立过程，包括：
8、获取各个管节的多组历史监测数据，每组历史监测数据包括管节状态数据及顶进状态数据；
9、通过耦合每组历史监测数据的管节状态数据及顶进状态数据，以判别所述顶管注浆系统各区段在该组监测数据下的状态；
10、根据所述顶管注浆系统各区段在每组历史监测数据下的状态，确定所述顶管注浆系统各区段在该组历史监测数据下的补浆量；
11、以每组历史监测数据作为训练样本，以该组历史监测数据的管节状态数据及顶进状态数据作为样本输入，以所述顶管注浆系统各区段在该组历史监测数据下的补浆量作为目标输出，训练得到补浆量预测模型。
12、可选的，所述监测设备包括安装于每个主监测管节的土压力计、孔隙水压力计、表面应变计、位移传感器和泥浆电磁流量阀，每个主监测管节的土压力计和孔隙水压力计根据其所在的主监测管节的管径大小进行环向间距布置，且布设于该个主监测管节的顶部和底部，每个主监测管节的土压力计的感应端和孔隙水压力计的感应端，均与该个主监测管节的外表面平齐；
13、所述管节状态数据包括由每个土压力计测得的管周土压力数据、由每个孔隙水压力计测得的孔隙水压力数据、由每个表面应变计测得的表面轴向应变数据、由每个位移传感器测得的承插接头偏移数据，和由每个泥浆电磁流量阀测得的注浆孔流量数据。
14、可选的，该方法还包括：
15、将所述管节状态数据及所述顶进状态数据输入至预先建立的多元数据反馈模型，输出所述顶管注浆系统的各区段对应的状态；
16、对所述顶管注浆系统中状态为脱空或上浮的区段注入浓泥。
17、可选的，所述多元数据反馈模型的建立过程，包括：
18、以每组历史监测数据作为训练样本，以该组历史监测数据的管节状态数据及顶进状态数据作为样本输入，以所述顶管注浆系统各区段在该组历史监测数据下的状态为目标输出，训练得到多元数据反馈模型。
19、可选的，对所述顶管注浆系统中状态为脱空或上浮的区段注入浓泥，包括：
20、驱动储备有浓泥的注浆泵车，对所述顶管注浆系统中状态为脱空的目标区段的管节的注浆支管注入所述浓泥，所述浓泥由钠基蒙脱土与水按1.1：1配置；
21、或，
22、驱动储备所述注浆泵车，对所述顶管注浆系统中状态为上浮的目标区段的管节的注浆支管注入所述浓泥，并以管内压载的方式降低所述目标区段的浮力，并将所述目标区段的管节的底部注浆孔的注浆支管拆卸至脱离注浆总管。
23、可选的，所述管节状态数据包括每个主监测管的轴向应变及承接插头位移，所述顶进状态数据包括各个主监测管之间的间距；
24、所述通过耦合每组历史监测数据的管节状态数据及顶进状态数据，以判别所述顶管注浆系统各区段在该组历史监测数据下的状态，包括：
25、针对每组历史监测数据：
26、利用下式耦合所述历史监测数据的管节状态数据及顶进状态数据，得到各区段的单位长度摩阻力及接头相对位移：
27、
28、其中，为第k个主监测管的轴向应变，为第k-1个主监测管的轴向应变，为第k个主监测管与第k-1个主监测管的间距，为第k个主监测管与第k-1个主监测管的区段的单位长度摩阻力，为第k个主监测管的承接插头位移，为第k-1个主监测管的承接插头位移，为第k个主监测管与第k-1个主监测管的区段的接头相对位移；
29、当某个区段的单位长度摩阻力极大，且该个区段的接头相对位移极小，确定该个区段在所述历史监测数据下的状态为卡管。
30、可选的，将所述管节状态数据及所述顶进状态数据输入至预先建立的补浆量预测模型，输出所述顶管注浆系统的各区段对应的分级补浆指令，包括：
31、将所述管节状态数据及所述顶进状态数据输入至预先建立的补浆量预测模型，以所述顶管注浆系统的首个主监测管节计算迭代，并利用所述首个主监测管节的后续主监测管节的数据进行优化，输出所述顶管注浆系统的各区段对应的分级补浆指令。
32、可选的，每个主监测管节还包括配备有信号强度增益器的数据采集仪；
33、每个主监测管节的数据采集仪为箱体结构，放置于该个主监测管节内部的第一支架上；
34、每个所述数据采集仪包括主控器、测量模块、接线口和蓄电池装置；
35、每个主监测管节的土压力计、孔隙水压力计、表面应变计和位移传感器均通过信号线与该个主监测管节的数据采集仪连接。
36、可选的，所述每个主监测管节还包括环形注浆支管、注浆总管、注浆控制器和顶管配套设施；
37、每个主监测管节的顶管配套设施放置于该个主监测管节内部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种顶管注浆系统的补浆方法，其特征在于，应用于数据控制终端，所述顶管注浆系统包括无线传输模块和多个管节，所述多个管节包括若干个主监测管节，每个主监测管节布置有监测设备，各个监测设备与所述无线传输模块连接，所述无线传输模块通过云平台与所述数据控制终端通信连接；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测设备包括安装于每个主监测管节的土压力计、孔隙水压力计、表面应变计、位移传感器和泥浆电磁流量阀，每个主监测管节的土压力计和孔隙水压力计根据其所在的主监测管节的管径大小进行环向间距布置，且布设于该个主监测管节的顶部和底部，每个主监测管节的土压力计的感应端和孔隙水压力计的感应端，均与该个主监测管节的外表面平齐；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多元数据反馈模型的建立过程，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述顶管注浆系统中状态为脱空或上浮的区段注入浓泥，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管节状态数据包括每个主监测管的
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述管节状态数据及所述顶进状态数据输入至预先建立的补浆量预测模型，输出所述顶管注浆系统的各区段对应的分级补浆指令，包括：
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个主监测管节还包括配备有信号强度增益器的数据采集仪；
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述每个主监测管节还包括环形注浆支管、注浆总管、注浆控制器和顶管配套设施；
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述顶管注浆系统还包括若干个次监测管节，每个次监测管节包括泥浆电磁流量阀。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，所述顶管注浆系统的施工系统包括顶管机头、液压油缸、后靠墙、始发井与环空泥浆；
...【技术特征摘要】
1.一种顶管注浆系统的补浆方法，其特征在于，应用于数据控制终端，所述顶管注浆系统包括无线传输模块和多个管节，所述多个管节包括若干个主监测管节，每个主监测管节布置有监测设备，各个监测设备与所述无线传输模块连接，所述无线传输模块通过云平台与所述数据控制终端通信连接；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测设备包括安装于每个主监测管节的土压力计、孔隙水压力计、表面应变计、位移传感器和泥浆电磁流量阀，每个主监测管节的土压力计和孔隙水压力计根据其所在的主监测管节的管径大小进行环向间距布置，且布设于该个主监测管节的顶部和底部，每个主监测管节的土压力计的感应端和孔隙水压力计的感应端，均与该个主监测管节的外表面平齐；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多元数据反馈模型的建立过程，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述顶管注浆系统中状态为脱空或上...
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