[發明專利]氣墊式泥水平衡盾構掌子面泥膜氣密性檢測方法

在審

• 申請號: 202210854962.8
• 申請日: 2022-07-19
• 公開（公告）號: CN115183954A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 陳時光;唐立憲;李念國;何偉;馬偉;車家偉;張博瑋;駱小芳;李亞子;董加舉;高波;李海;繆茂秋;石湛;徐小平;王超;李云波;陳嘯宇;呂和順;孫蕭峰
• 申請（專利權）人: 中建八局軌道交通建設有限公司
• 主分類號: G01M3/26
• 分類號: G01M3/26
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 季辰玲

本發明公開了一種氣墊式泥水平衡盾構掌子面泥膜氣密性檢測方法，包括：計算并確定盾構機的切口壓力值；逐步升高氣墊倉的液位、調節氣墊倉空氣壓力，至氣墊倉內的壓力接近切口壓力值；逐步排漿降低氣墊倉和開挖倉的液位，過程中利用保壓系統進行補氣和保壓試驗，排漿速度與保壓系統補氣量平衡，始終維持泥水倉和氣墊倉內的壓力為盾構機的切口壓力值；氣墊倉排漿之后，保持氣壓工作狀態持續一段時間，通過觀察氣壓的變化情況、保壓試驗前后渣土情況和監測地表/江面是否穩定，來判斷切口面是否穩定，從而確定是否具備帶壓進倉條件。本發明方法成本較低、簡單易懂，解決掌子面破碎、松散、發生超挖超排且水土壓力高的惡劣環境條件下帶壓進倉的難題。

技術領域

本發明涉及泥水盾構施工技術領域，尤其涉及一種氣墊式泥水平衡盾構掌子面泥膜氣密性檢測方法。

背景技術

盾構在掘進復合地層中，因刀盤刀具磨損、環流堵塞、泥水倉積倉等問題，不得不帶壓進倉進行刀具檢查更換、泥水倉清倉等工作。

配合圖1所示，氣墊式泥水平衡盾構氣墊倉一般處于中位(斷面圓形，上正、下負、中間0位)，泥水倉1為滿倉泥漿，底部有泥漿門3連通。通過調整保壓系統壓力控制泥水倉1壓力，泥水倉1倉上部氣壓的壓力作用下，將泥漿穩定在中位(0位)，使泥水倉1充滿泥漿。因此氣墊倉2液位處于0位時，氣墊倉2壓力大于泥水倉壓力(盾構半徑*0.01)，盾構直徑越大，壓差越大。

盾體內有泥水倉1與氣墊倉2的聯通球閥7，打開時實現泥水倉1與氣墊倉2的聯通。

常規泥膜氣密性檢測方法為，泥水倉壓力穩定后，直接打開連通閥，頂部連通后，在連通器原理作用下氣體進入泥水倉1，泥漿液位通過底部泥漿門3實現兩倉平衡。過程中氣墊倉2壓力較大，很快進入泥水倉1使氣墊倉2壓力升高，擾動掌子面泥膜，及時在過程中調節保壓系統控制壓力，因連通較快也會產生較大的壓力波動，不利于穩定掌子面泥膜。掌子面泥膜建立后，壓力越穩定越有利于泥膜的保護。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足之處，本發明提供了一種氣墊式泥水平衡盾構掌子面泥膜氣密性檢測方法，有利于處理高水壓環境下惡劣地質條件下，盾構開倉難、換刀難、施工風險高的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

根據本發明的一種氣墊式泥水平衡盾構掌子面泥膜氣密性檢測方法，其包括步驟：

盾構機停機，泥膜形成，計算并確定盾構機的切口壓力值；

逐步升高氣墊倉的液位以及調節氣墊倉空氣壓力，至氣墊倉內的壓力接近切口壓力值；

打開泥水倉和氣墊倉的連通閥，逐步排漿降低氣墊倉和泥水倉的液位，排漿過程利用保壓系統進行補氣和保壓試驗，排漿速度與保壓系統補氣量平衡，始終維持泥水倉和氣墊倉內的壓力為盾構機的切口壓力值；

氣墊倉排漿之后，保持氣壓工作狀態持續一段時間，通過觀察氣壓的變化情況、保壓試驗前后渣土情況和監測地表/江面是否穩定，來判斷切口面是否穩定，從而確定是否具備帶壓進倉條件。

進一步地，在逐步升高氣墊倉液位的過程中，每升高1米液位則降低壓力0.1bar，直至氣墊倉液位至高限，氣墊倉壓力高于泥水倉壓力0.02bar～0.03bar。

進一步地，逐步排漿降低氣墊倉和泥水倉的液位的過程中，液位依次降低至2/3處、1/2處、1/3處的倉位高度。

進一步地，通過記錄保壓系統的補氣量，5小時內保壓系統的加載頻率＜10％，撐子面泥膜保壓效果良好，則判斷為具備帶壓進倉條件。

進一步地，所述保壓系統包括空壓機，通過所述空壓機對氣墊倉和泥水倉進行補氣。

進一步地，保壓試驗包括以下步驟：

設定保壓壓力為盾構機的切口壓力值；