一种土质盾构隧道施工病害超前预报方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201510164473.X
申 请 日：20150409
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20180810
公 开 号：CN104863602B
代 理 人：王翔
代理机构：重庆大学专利中心 50201
摘 要：本发明公开了一种土质盾构隧道施工病害超前预报方法。在盾构机前方设置超前探测装置，利用超前探头可以探测到土层的侧阻力、端阻力及孔隙水压力，以确定土层性质，然后将结果输送到盾构施工控制中心，形成土层分布和性质三维模型，并自动生成更大范围内不断修正的土层分布和性质预测三维模型，由此判断前方土体工程性质，及时修订施工方案和采取安全措施，节省工程成本，保证施工质量、避免发生重大安全事故。本发明可预知施工环境，优化施工方案、采取安全措施，安全、方便、节省材料、可适用于不同性质的土层，是盾构施工中一种准确经济的土质盾构隧道施工病害超前预报方法。
主 权 项：1.一种土质盾构隧道施工病害超前预报方法，包括以下技术步骤：(1)将触探探头制作改进为超前探头；其中，所述超前探头包括首端和尾端；所述首端为尖端，尾端具有轴向中心盲孔；所述超前探头上布置有孔隙水压力传感器和土压力传感器；所述超前探头的侧面具有孔隙；所述孔隙水压力传感器布置在孔隙内；(2)将超前探头与探杆的首端连接，探杆可伸缩，探杆长度30～50米；其中，所述探杆具有轴向的中心通孔；中心通孔内安装有阻力传感器和电阻应变片；(3)在盾体前盾固定若干根步骤(2)所述的探杆，在探杆上固定超前探头，使盾构机具有测试地基土体性质的功能；所述盾体前盾的端面安装刀盘，所述盾体前盾的侧面焊接若干个固定块；若干所述探杆的尾端固定在这些固定块上；(4)前期准备，盾构机就位；就位过程中，超前探头通过探杆水平插入到地层里面；(5)开始掘进，在推进油缸作用下，刀盘旋转，盾构机前进，同时超前探头传感器测得距离盾构机30米～50米的盾构机前方土层的信息参数，输送回盾构施工控制中心分析，根据探头在盾构机中的位置和连接杆的长度，得到土层分布和性质三维模型，并根据新得到的信息不断修正；其中，所述信息参数包括侧阻力、端阻力及孔隙水压力；掘进过程中，探头受到土层的阻力，使探头内的阻力传感器产生应变；探头受到孔隙水压力，使孔隙水压力传感器产生应变；传感器的应变传输到电阻应变片不同的分区转换为电阻的变化，然后传输至盾构施工控制中心分析；(6)若无新的地质状况或是无需修订施工方案或制定新的安全措施，继续掘进；(7)若出现不良地质情况，减缓盾构机的掘进速度甚至停止，伸长探杆，探测不良地质区范围，并判断是否需要修订施工方案或制定新的安全措施；(8)若需要修订施工方案或制定新的安全措施，则修订施工方案或制定新的安全措施，按新的施工方案继续掘进，并配合新的安全措施，跳到(5)继续执行；(9)形成地质条件数据库，以便指导采用合适的管片或支护形式。
关 键 词：土层;盾构隧道施工;超前预报;施工;病害;土质;三维模型;安全措施;盾构;超前;重大安全事故;孔隙水压力;工程成本;节省材料;控制中心;施工环境;探测装置;土层性质;土体工程;性质预测;自动生成;盾构机;探头;探测;修正;修订;优化;安全;保证
法律状态：授权
IPC专利分类号：E21D9/08(2006.01)I,E21D9/093(2006.01)I,E21F17/18(2006.01)I