[发明专利]长距离岩石顶管施工清渣控制方法

说明书

本发明提供了一种长距离岩石顶管施工清渣控制方法，首先，可以确定在长距离岩石顶管施工中根据管节上的注浆孔的分布位置确定管节的单位长度摩阻力阈值，然后，通过顶管机现有的设备实时监测顶力和机头阻力，并根据监测结果确定管节的单位长度摩阻力，最后，通过对比管节的单位长度摩阻力和单位长度摩阻力阈值，判断是否需要对管节底部进行清渣，如果管节单位长度摩阻力超过单位长度摩阻力阈值，则表明管节底部的沉渣范围超过了注浆孔，需要进行清渣，反之，则不会影响到注浆效果，不需要进行清渣。如此，就可以有效地指导工程清渣，避免堵塞注浆孔，以保持良好地润滑效果，降低了摩阻力，有效地预防了卡管。并且不用频繁清渣，避免延长工程时间。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种长距离岩石顶管施工清渣控制方法。

背景技术

长距离岩石顶管工程中，底部沉渣是一个不容忽视的问题，其影响了管岩接触压力分布以及浆液浮力，进而影响顶力。清渣能有效改善管岩接触状态，是长距离岩石顶管工程中减小摩阻力、预防卡管的重要举措，准确判断底部沉渣范围是进行清渣工作的前提，如果频繁清渣会延误工期，而如果清渣不及时，则可能导致膨润土注浆孔堵塞，浆液流失则管节接触压力增大，且泥浆润滑效果降低会导致管岩摩擦力系数增大，一系列因素作用下可能导致卡管。因此，需要一种能够有效指导长距离岩石顶管工程清渣的清渣控制方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种长距离岩石顶管施工清渣控制方法。可以通过管节的单位长度摩阻力阈值有效地指导长距离岩石顶管工程的清渣工作，避免堵塞顶管机的注浆孔。

具体技术方案如下：

一种长距离岩石顶管施工清渣控制方法，在第一种可实现方式中，包括：

确定在长距离岩石顶管施工中管节的单位长度摩阻力阈值；

监测顶管机的顶力和机头阻力，并根据监测结果确定管节的单位长度摩阻力；

判断管节的单位长度摩阻力是否超过单位长度摩阻力阈值；

若没有超过，则继续监测顶管机的顶力和机头阻力以确定管节的单位长度摩阻力；

若超过，则对管节底部进行清渣。

结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，所述确定在长距离岩石顶管施工中管节的单位长度摩阻力阈值包括：

获取长距离岩石顶管施工的施工参数和接触角度阈值；

根据施工参数和接触角度阈值计算管节的单位长度摩阻力阈值。

结合第二种可实现方式，在第三种可实现方式中，根据顶管机的注浆孔分布位置设定所述接触角度阈值。

结合第二种可实现方式，在第四种可实现方式中，所述施工参数包括管节外直径、管节每延米重量、每延米配重、管节半径、注浆压力、管岩摩擦系数、管浆摩擦系数、顶进距离、泥浆重度、中轴线偏差影响系数、接触压力增大系数。

结合第四种可实现方式，在第五种可实现方式中，通过管-岩接触面直剪试验获取所述管岩摩擦系数。

结合第四种可实现方式，在第六种可实现方式中，根据所述顶进距离确定所述中轴线偏差影响系数。

结合第四种可实现方式，在第七种可实现方式中，通过数值模拟确定所述接触压力增大系数。

结合第二至七种可实现方式中的任意一种可实现方式，在第八种可实现方式中，采用以下计算公式计算单位长度摩阻力阈值f_max：