[发明专利]泥水式盾构掘进中泥水劈裂现象的全过程监控方法

说明书

本发明公开了一种泥水式盾构掘进过程中泥水劈裂现象的全过程监控方法，其包括：S1、在掘进时，实时监测掘进时开挖面的泥水压力P以及泥水容量Q；判定所述泥水式盾构的开挖面是否发生劈裂；S2、若认为会发生劈裂，则计算有效劈裂伸展压力P_s，并根据P_s判断发生劈裂后的裂隙是否继续延伸；S3、若认为裂隙会继续延伸，则判断是否会造成泥水喷发；以及S4、若认为会造成泥水喷发，则调整盾构的掘进速度以及减少所述泥水压力。本发明可以对泥水劈裂的进行全过程的监控，并且根据监控结果适时调节泥水式盾构的掘进速度以及减少泥水压力，由此大幅降低泥水喷发的概率，极大提高施工的安全性以及施工效率。

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，尤其涉及一种泥水式盾构掘进过程中泥水劈裂现象的全过程监控方法。

背景技术

泥水式盾构工法是水底软土隧道施工的首选工法。泥水盾构在软土隧道施工时，为了保证施工的质量和工程安全，最重要的问题之一就是如何以泥水压力平衡开挖面土水压力来保证开挖面的稳定，特别是在江海中段掘进时，由于覆土厚度一般较小，水压较大，极限支护压力难以确定，如有不慎，就有可能发生泥水劈裂地层，使得泥水喷发到江(海)底，从而产生塌陷和江(海)水倒灌等重大事故。

申请号为201310013157.3(“水底泥水式盾构掘进泥水喷发现象判断方法”)的发明专利申请中公开了一种通过比较劈裂伸展到达地表的时间t_s和泥水压力作用于劈裂发生口的时间t₀的大小关系来判断是否会产生泥水喷发的技术方案。但从发展阶段来说，泥水劈裂现象主要分为劈裂的发生、发展和贯通3个阶段。其中，劈裂的贯通阶段也称为泥水喷发，因此，申请号为201310013157.3的现有技术中，仅仅只是关注了泥水劈裂现象中劈裂的贯通阶段，而没有涉及劈裂的发生、发展过程的监测，因此，其远远无法满足实际的泥水式盾构施工过程的需要。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种泥水式盾构掘进过程中泥水劈裂现象的全过程监控方法，其可以对泥水劈裂的发生、发展和贯通3个阶段进行全过程的监控，及时反馈监控结果，并且根据监控结果适时调节泥水式盾构的掘进速度以及减少泥水压力，由此大幅降低泥水喷发的概率，极大提高施工的安全性以及施工效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种泥水式盾构掘进过程中泥水劈裂现象的全过程监控方法，包括如下步骤：

S1、在泥水式盾构在掘进时，采用压力传感器实时监测掘进时开挖面的泥水压力P，以及所述泥水式盾构泥水仓中的泥水容量Q；在预定时间段T内记录若干时间点t₁、t₂、t₃...t_n对应的泥水压力P₁、P₂、P₃...P_n；并按照公式(1-1)计算出预定时间段T内所述泥水压力的变化率△P，所述公式(1-1)如下：

△P＝(P₁-P_n)/P₁ (1-1)；

同时，实时获取时间点t₁、t₂、t₃...t_n对应的泥水容量Q₁、Q₂、Q₃...Q_n；

若预定时间段T内，△P≥3.6％，且同时Q_n>Q_n-1，则判定所述泥水式盾构的开挖面发生劈裂；

S2、若认为所述泥水式盾构的开挖面发生劈裂，则按照公式(1-2)计算有效劈裂伸展压力P_s，并根据P_s判断发生劈裂后的裂隙是否继续延伸，所述公式(1-2)如下：