[發(fā)明專利]復(fù)合地層盾構(gòu)掘進(jìn)貫入度的控制方法

在審

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• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113482648A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶芳良;周舟;張榮;王暉;黃威然;竺維彬;祝思然;張生林;陳集勇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司
• 主分類號: E21D9/093
• 分類號: E21D9/093;E21D9/08;E21F17/18
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 仝麗

本申請涉及一種復(fù)合地層盾構(gòu)掘進(jìn)貫入度的控制方法。方法包括：基于地質(zhì)勘測報(bào)告，確定擬掘進(jìn)地層中強(qiáng)度最大的巖石的抗壓強(qiáng)度值；基于所述巖石的抗壓強(qiáng)度值，確定所述巖石對應(yīng)的臨界最大貫入度，并將所述巖石對應(yīng)的臨界最大貫入度作為盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)貫入度最大值；根據(jù)所述盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)貫入度最大值，結(jié)合預(yù)設(shè)應(yīng)用場景，調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的作業(yè)方式。將盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)貫入度作為控制依據(jù)，對盾構(gòu)機(jī)在復(fù)合地層的作業(yè)方式進(jìn)行調(diào)整，最大限度減少甚至杜絕刀具因受力過大而出現(xiàn)異常破損的情況，大幅降低開倉換刀的頻率，同時(shí)也能節(jié)省對地層進(jìn)行預(yù)爆破的時(shí)間和費(fèi)用，減少開倉作業(yè)的頻率，能夠降低復(fù)合地層盾構(gòu)掘進(jìn)的成本和難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及盾構(gòu)施工領(lǐng)域，特別是涉及一種復(fù)合地層盾構(gòu)掘進(jìn)貫入度的控制方法。

背景技術(shù)

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的日益提高，以及城市化進(jìn)程的不斷加快，高層建筑不斷增加，地上空間的可利用率越來越小，因此在很多一線城市，陸續(xù)發(fā)起地下建筑，如城市地下電纜工程、城市地鐵工程等，在所有涉及地下隧道施工工程中，盾構(gòu)機(jī)憑借其施工技術(shù)的安全高效性得到了充分應(yīng)用。而在盾構(gòu)機(jī)使用過程中，如遇到復(fù)合的地層，滾刀容易出現(xiàn)因受力過大而異常破損的現(xiàn)象。在上軟下硬地層中，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向還容易“抬頭”，且難以糾正。所以，復(fù)合地層掘進(jìn)總是非常艱難。

為了改善這些問題，目前主要措施有：1、對掘進(jìn)范圍內(nèi)的巖石層進(jìn)行預(yù)爆破處理；2、在掘進(jìn)參數(shù)上，調(diào)整推力不超過理論值和降低刀盤轉(zhuǎn)速；3、根據(jù)所掘進(jìn)地層和滾刀相關(guān)參數(shù)，計(jì)算得出盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程的臨界最小貫入度和臨界最大貫入度，進(jìn)而調(diào)整盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中的推力，使其實(shí)際貫入度控制在臨界最小貫入度和臨界最大貫入度的取值范圍之內(nèi)。

在實(shí)際作業(yè)過程中，會(huì)存在因現(xiàn)場復(fù)合地層的情況復(fù)雜，而不能進(jìn)行預(yù)爆破，或進(jìn)行預(yù)爆破后沒有達(dá)到預(yù)期效果的情況；而計(jì)算臨界貫入度這項(xiàng)技術(shù)，除了貫入度的計(jì)算值還需要在實(shí)踐中驗(yàn)證外，其適應(yīng)的范圍還很窄，只適應(yīng)單一地層，而且施工前對地層的各項(xiàng)指標(biāo)都需要全面掌握，而對于復(fù)合地層，這項(xiàng)技術(shù)就無法實(shí)施。

而目前解決抬頭的方法是：1、更換邊滾刀。2、擴(kuò)大推進(jìn)油缸上下編組行程差，增大盾構(gòu)機(jī)的刀盤面向前傾斜角度。但經(jīng)常出現(xiàn)這兩種方法都不能解決問題的情況，所以在復(fù)合地層，如何設(shè)置盾構(gòu)掘進(jìn)貫入度在合理的范圍內(nèi)是一個(gè)值得研究的問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種能夠有效調(diào)整復(fù)合地層盾構(gòu)掘進(jìn)貫入度的方法。

一種復(fù)合地層盾構(gòu)掘進(jìn)貫入度的調(diào)整方法，該方法包括：

基于地質(zhì)勘測報(bào)告，確定擬掘進(jìn)地層中強(qiáng)度最大的巖石的抗壓強(qiáng)度值；

基于所述巖石的抗壓強(qiáng)度值，確定所述巖石對應(yīng)的臨界最大貫入度，并將所述巖石對應(yīng)的臨界最大貫入度作為盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)貫入度最大值；

根據(jù)所述盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)貫入度最大值，結(jié)合預(yù)設(shè)應(yīng)用場景，調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的作業(yè)方式。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，盾構(gòu)機(jī)在復(fù)合地層中任一地段內(nèi)掘進(jìn)的貫入度控制在所述盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)貫入度最大值以內(nèi)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，巖石的抗壓強(qiáng)度值與所述巖石對應(yīng)的臨界最大貫入度呈負(fù)相關(guān)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，巖石對應(yīng)的臨界最大貫入度是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和滾刀出廠數(shù)據(jù)得到，歷史數(shù)據(jù)是以往施工數(shù)據(jù)記錄的每一強(qiáng)度巖石在施工時(shí)滾刀開始出異常損壞時(shí)對應(yīng)的貫入度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，滾刀出廠數(shù)據(jù)包括滾刀參數(shù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，滾刀參數(shù)包括滾刀半徑、刀尖寬度、刀尖距及滾刀的額定荷載，試驗(yàn)數(shù)據(jù)是滾刀出廠前針對不同強(qiáng)度的巖石進(jìn)行試驗(yàn)所得到的試驗(yàn)貫入度值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)貫入度最大值確定之后，若盾構(gòu)機(jī)的總推力和刀盤扭矩發(fā)生滿足預(yù)設(shè)條件的變化時(shí)，停止盾構(gòu)機(jī)作業(yè)并分析原因，所述預(yù)設(shè)條件用于判斷盾構(gòu)機(jī)是否正常運(yùn)行。