[发明专利]一种顶管沉降控制系统及方法

权利要求书

1.一种顶管沉降控制系统，其特征在于，所述顶管沉降的控制系统通过从顶进管件(300)内部向顶进管件(300)外注入触变泥浆形成泥浆套(310)的方式抑制顶管过程中因地层损失引发的地面沉降；

其中，所述顶管沉降的控制系统包括：处理单元(110)、数据收集单元(120)和沉降控制单元(130)；

所述数据收集单元(120)采集顶管现场物理参变量并将所述物理参变量发送至所述处理单元(110)进行建模仿真；

所述处理单元(110)对仿真结果进行分析得出至少两种不同的泥浆参变量，并将所述泥浆参变量发送至所述沉降控制单元(130)；

所述沉降控制单元(130)配置为：响应于泥浆参变量之收到，在进行顶管的情况下，按照泥浆参变量向管件外注入触变泥浆形成泥浆套(310)。

2.根据权利要求1所述的顶管沉降控制系统，其特征在于，所述处理单元(110)响应于所述物理参变量之收到建立数学模型；基于所述数学模型之建立，所述处理单元(110)通过改变所述物理参变量的方式执行仿真模拟；

其中，所述处理单元(110)执行的建模仿真是以如下方式进行的，即，所述处理单元(110)根据其接收到的所述物理参变量进行初始应力场平衡，得到未开挖状态的应力场；

所述处理单元(110)基于所述应力场模拟土体开挖，其中，开挖与顶进交替进行，工具管并且设置泥浆等代层以模拟注浆的减阻作用，泥浆等代层内外面施加均布力代替注浆压力。

3.根据权利要求1或2所述的顶管沉降控制系统，其特征在于，所述处理单元(110)对仿真结果进行分析得出至少两种不同的泥浆参变量为第一泥浆参变量；

所述处理单元(110)通过对所述第一泥浆参变量进行扩展得到组数大于所述第一泥浆参变量的第二泥浆参变量；

其中，所述处理单元(110)将每组所述第二泥浆参变量发送至所述沉降控制单元(130)进行试验，并通过对所述数据收集单元(120)收集实验效果数据；

响应于所述实验效果数据之收到，所述处理单元(110)从多组所述第二泥浆参变量中筛选出匹配顶管现场物理参变量的所述第二泥浆参变量作为正式施工中的标准泥浆参变量；

所述泥浆参变量包括：触变泥浆的注浆量和/或注浆压力和/或浆液配比。

4.根据权利要求1～3任一项所述的顶管沉降控制系统，其特征在于，所述沉降控制单元(130)配置为：通过将注浆管路与顶进管件(300)侧壁上设置的通孔(320)连接的方式从顶进管件(300)内部向顶进管件(300)外注入触变泥浆，其中，与掘进组件连接的顶进管件(300)其通孔(320)连接的注浆管路在顶管施工过程中全程注浆。

5.根据权利要求1～4任一项所述的顶管沉降控制系统，其特征在于，所述掘进组件包括连接管(330)和工具管(340)，施工人员通过所述工具管(340)开挖顶管通道(240)，所述连接管(330)两端分别连接所述工具管(340)和所述顶进管件(300)；其中，所述连接管(330)与所述顶进管件(300)连接的一端，在与所述顶进管件(300)外壁接触位置处设置有防止所述触变泥浆泄露的密封环。

6.根据权利要求1～5任一项所述的顶管沉降控制系统，其特征在于，所述顶管通道(240)包括试验段(241)和正式段(242)，其中，在施工人员挖掘所述试验段(241)的情况下，所述处理单元(110)通过向所述沉降控制单元(130)发送第二泥浆参变量的方式实验各组第二泥浆参变量对应的沉降控制效果。

7.根据权利要求1～6任一项所述的顶管沉降控制系统，其特征在于，所述处理单元(110)通过对所述数据收集单元(120)收集各组第二泥浆参变量对应的实验效果数据，其中，所述实验效果之数据是通过如下方式收集的，即，所述数据收集单元(120)在所述试验段(241)对应之地表划分出若干数据监测断面；所述数据监测断面上设置有两个以上的监测点，所述监测点按照在顶管施工的情况下间隔预设时间对监测断面进行一次监测数据采集的方式设置。