砂砾石地层顶管顶进力-地层阻力实时匹配控制方法技术

本发明专利技术公开了一种砂砾石地层顶管顶进力‑地层阻力实时匹配控制方法，属于地下工程顶管施工技术领域，解决了砂砾石地层中顶进力与地层阻力失配易引发卡管、地面隆起或沉降的技术问题。该方法通过实时采集顶进油缸压力计算顶进力，同步获取刀盘扭矩、螺旋输送机转速及出土压力，基于扭矩与转速比值的突变梯度识别阻力突变区并动态预测目标阻力；根据顶进力与目标阻力的实时偏差联动调节顶进速度、注浆压力及螺旋输送机转速；通过注浆闭环控制及出土压力波动分析判定渗透异常区并修正渗透系数，实现顶进系统参数与地层阻力的实时动态匹配。主要用于砂砾石地层顶管施工的安全高效推进控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下工程顶管施工。更具体地说，本专利技术涉及一种砂砾石地层顶管顶进力-地层阻力实时匹配控制方法。

技术介绍

1、砂砾石地层作为典型的不均质地质体，其工程特性对顶管施工构成严峻挑战。该类地层中砾石与砂粒的随机分布形成强非均质结构，导致刀盘切削阻力和管土摩阻力（管节外壁与周围地层土体之间因相对运动产生的摩擦阻力）呈现剧烈波动特性。尤其当大粒径砾石群局部富集时，会在顶进过程中引发顶进力瞬时跃变，传统施工控制方法难以有效应对此类突变工况。

2、在顶管顶进力与地层阻力匹配控制方面，现有技术主要依赖顶进油缸压力单一参数进行反馈调节。这种方法无法识别砂砾石地层中因砾石空间分布差异导致的地层阻力本质变化，当遭遇阻力突变区时往往存在3~5环的响应滞后。这种滞后效应易造成顶进系统过载或欠载，进而诱发管节卡滞甚至地表过量沉降。

3、现有注浆控制策略多采用固定压力或线性速度关联模式，难以适应砂砾石地层渗透性的高度变异性。砂砾石层中渗流通道的随机分布使浆液扩散呈现强非线性特征，常规注浆压力设定值常出现与地层实际渗透需求失配的情况，导致润滑膜形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.砂砾石地层顶管顶进力-地层阻力实时匹配控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的砂砾石地层顶管顶进力-地层阻力实时匹配控制方法，其特征在于，渗透修正因子k3通过在砂砾石地层试推断中执行以下操作标定：固定顶进速度V为20mm/min；从初始注浆压力Pj0开始阶梯提升注浆压力，并记录每次提升注浆压力后的出土压力标准差σs；按公式=计算各工况值；取各工况k3的算术平均值为k3的最终标定值。

3.如权利要求2所述的砂砾石地层顶管顶进力-地层阻力实时匹配控制方法，其特征在于，在步骤S3中，若连续3环实测顶进力偏差值>15%，则启动基于砂砾石级配标定的粒径...

【技术特征摘要】

1.砂砾石地层顶管顶进力-地层阻力实时匹配控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的砂砾石地层顶管顶进力-地层阻力实时匹配控制方法，其特征在于，渗透修正因子k3通过在砂砾石地层试推断中执行以下操作标定：固定顶进速度v为20mm/min；从初始注浆压力pj0开始阶梯提升注浆压力，并记录每次提升注浆压力后的出土压力标准差σs；按公式=计算各工况值；取各工况k3的算术平均值为k3的最终标定值。

3.如权利要求2所述的砂砾石地层顶管顶进力-地层阻力实时匹配控制方法，其特征在于，在步骤s3中，若连续3环实测顶进力偏差值>15%，则启动基于砂砾石级配标定的粒径影响因子k2的动态修正：k2’= k2+，mi-n >0.1s-1且fc,i-f0>50kn；其中，fc,i第为i环顶管机顶进油缸压力值； mi为第i环t与ns的突变梯度。

4.如权利要求3所述的砂砾石地层顶管顶进力-地层阻力实时匹配控制方法，其特征在于，步骤s4中，当顶管处于曲线段，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁波，杨建辉，师铜仁，张新峰，栾维良，梁崇，
申请(专利权)人：中电建路桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：