[发明专利]一种盾构机盾体卡死原因与位置检测方法

说明书

本发明提供了一种盾构机盾体卡死原因与位置检测方法，涉及检测领域，针对盾构机盾体在卡死时，对盾体内壁应变检测，通过将推进油缸加载到极限推力，分析盾体各区域应变值变化与分布规律，结合有限元分析结果，进而确定盾体卡死原因与位置，本申请提供的无损检测方法，降低施工成本，提高检测效率和精确度，为后续脱困处理提供了可靠依据。

技术领域

本发明涉及检测领域，特别涉及一种盾构机盾体卡死原因与位置检测方法。

背景技术

盾构机作为一种大型隧道施工装备，以其施工效率快、成洞质量好、对地面扰动小的优点，已广泛应用于城市地铁、越江跨海、水利电力隧道的建设中。在施工过程中，由于刀具磨损严重导致洞径变小、围岩收敛、基岩突起、孤石等工况，极易导致盾构机盾体卡死，进而引起盾构机无法推进。一般的脱困操作是增加辅助油缸，进一步加大盾构机推力；或者依据地表开挖，清空盾构机上方岩层。然而，部分情况下，辅助油缸的增加并不能达到脱困效果；且由于盾构机深埋地下，隧道上方建筑物将影响脱困施工；而盾体开孔检查的施工难度大，开孔后仅能明确盾体附近岩层，并不能确定卡死位置。开孔检查不仅影响盾体强度，还极易影响施工人员安全风险。这导致盾体卡死位置确定、处理困难。由于无法获得准确的卡死点位置，盲目脱困不仅将影响施工进度，甚至造成盾体变形等严重问题，威胁设备和人员安全。因此，急需提出一种无损检测方法，在保证施工安全的同时，提高检测精度和效率，为盾体卡死后的脱困操作提供指导依据。

发明内容

本发明提供了一种盾构机盾体卡死原因与位置检测方法，其目的是为了解决现有技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种盾构机盾体卡死原因与位置检测方法，包括：

S1.在盾构机盾体内的多个检测点进行贴片，检测点包括盾体前端检测点和盾体后端检测点，应变的测试方向应为沿隧道轴线方向；

S2.将所有测点的应变片接入动态应变仪，盾构机的推进油缸(5)回缩，并不与管片(7)接触，并对采集的信号进行调零；

S3.推动推进油缸(5)，并同时通过动态应变仪采集应变数据，推进油缸(5)逐渐加载到最大推力；

S4.应变数据稳定后，记录所有检测点的应变数据值，并分析个点应变变化规律，初步确定卡死区域，根据检测位置和卡死位置的不同，应变数据应包含拉应变数据和压应变数据；

S5.结合盾构机盾体结构，建立有限元仿真模型，依据初步确定的卡死区域，对仿真模型的卡死区域施加约束，并对推进油缸(5)处施加载荷，获得仿真的应变结果，调整载荷使得仿真获得的应变结果范围与测试结果变化趋势一致；

S6.缩小检测点处贴片的间隔距离，重复s2-s5步骤，直至检测区域范围小于开孔清理范围。

优选的，所述检测点远离盾体内侧的支撑筋板。

优选的，所述步骤s4中变化规律为：将盾体前端同一圆周上的盾体前端检测点的应变数据进行比对，应变数据呈现压应变，若出现压应变突增的部位，则证明卡死区域应存在于应变突变位置沿隧道轴线方向的前端盾体上；

将盾体后端同一圆周上盾体前端检测点的应变数据进行对比，应变数据呈现拉应变，若出现拉应变的突增的部位，则说明卡死区域应存在于应变突变位置沿隧道轴线方向的后端盾体上；

优选的，当卡死区域出现在盾体前端时，对比同一隧道轴线方向上的压应变数据，若压应变从刀盘(1)方向由大递减到小，则卡死位置位于压应变最大处与刀盘(1)方向之间；若压应变从刀盘(1)方向由小递增到大，则卡死位置位于压应变最大处与推进油缸(5)和盾体连接处之间；若中间压应变较大，则卡死位置位于压应变最大点附近；