[发明专利]气垫式泥水平衡盾构掌子面泥膜气密性检测方法

说明书

本发明公开了一种气垫式泥水平衡盾构掌子面泥膜气密性检测方法，包括：计算并确定盾构机的切口压力值；逐步升高气垫仓的液位、调节气垫仓空气压力，至气垫仓内的压力接近切口压力值；逐步排浆降低气垫仓和开挖仓的液位，过程中利用保压系统进行补气和保压试验，排浆速度与保压系统补气量平衡，始终维持泥水仓和气垫仓内的压力为盾构机的切口压力值；气垫仓排浆之后，保持气压工作状态持续一段时间，通过观察气压的变化情况、保压试验前后渣土情况和监测地表/江面是否稳定，来判断切口面是否稳定，从而确定是否具备带压进仓条件。本发明方法成本较低、简单易懂，解决掌子面破碎、松散、发生超挖超排且水土压力高的恶劣环境条件下带压进仓的难题。

技术领域

本发明涉及泥水盾构施工技术领域，尤其涉及一种气垫式泥水平衡盾构掌子面泥膜气密性检测方法。

背景技术

盾构在掘进复合地层中，因刀盘刀具磨损、环流堵塞、泥水仓积仓等问题，不得不带压进仓进行刀具检查更换、泥水仓清仓等工作。

配合图1所示，气垫式泥水平衡盾构气垫仓一般处于中位(断面圆形，上正、下负、中间0位)，泥水仓1为满仓泥浆，底部有泥浆门3连通。通过调整保压系统压力控制泥水仓1压力，泥水仓1仓上部气压的压力作用下，将泥浆稳定在中位(0位)，使泥水仓1充满泥浆。因此气垫仓2液位处于0位时，气垫仓2压力大于泥水仓压力(盾构半径*0.01)，盾构直径越大，压差越大。

盾体内有泥水仓1与气垫仓2的联通球阀7，打开时实现泥水仓1与气垫仓2的联通。

常规泥膜气密性检测方法为，泥水仓压力稳定后，直接打开连通阀，顶部连通后，在连通器原理作用下气体进入泥水仓1，泥浆液位通过底部泥浆门3实现两仓平衡。过程中气垫仓2压力较大，很快进入泥水仓1使气垫仓2压力升高，扰动掌子面泥膜，及时在过程中调节保压系统控制压力，因连通较快也会产生较大的压力波动，不利于稳定掌子面泥膜。掌子面泥膜建立后，压力越稳定越有利于泥膜的保护。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种气垫式泥水平衡盾构掌子面泥膜气密性检测方法，有利于处理高水压环境下恶劣地质条件下，盾构开仓难、换刀难、施工风险高的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一种气垫式泥水平衡盾构掌子面泥膜气密性检测方法，其包括步骤：

盾构机停机，泥膜形成，计算并确定盾构机的切口压力值；

逐步升高气垫仓的液位以及调节气垫仓空气压力，至气垫仓内的压力接近切口压力值；

打开泥水仓和气垫仓的连通阀，逐步排浆降低气垫仓和泥水仓的液位，排浆过程利用保压系统进行补气和保压试验，排浆速度与保压系统补气量平衡，始终维持泥水仓和气垫仓内的压力为盾构机的切口压力值；

气垫仓排浆之后，保持气压工作状态持续一段时间，通过观察气压的变化情况、保压试验前后渣土情况和监测地表/江面是否稳定，来判断切口面是否稳定，从而确定是否具备带压进仓条件。

进一步地，在逐步升高气垫仓液位的过程中，每升高1米液位则降低压力0.1bar，直至气垫仓液位至高限，气垫仓压力高于泥水仓压力0.02bar～0.03bar。

进一步地，逐步排浆降低气垫仓和泥水仓的液位的过程中，液位依次降低至2/3处、1/2处、1/3处的仓位高度。

进一步地，通过记录保压系统的补气量，5小时内保压系统的加载频率＜10％，撑子面泥膜保压效果良好，则判断为具备带压进仓条件。

进一步地，所述保压系统包括空压机，通过所述空压机对气垫仓和泥水仓进行补气。

进一步地，保压试验包括以下步骤：

设定保压压力为盾构机的切口压力值；