用于测定泥水盾构管路临界流速的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及盾构隧道工程技术领域，具体设及一种用于测定泥水盾构管路临界流 速的方法。
【背景技术】
[0002] 泥水盾构作为一种隧道开挖的施工方法具有环境适用范围广、施工稳定性可靠、 工作效率高等优点，已在城市交通建设工程中有着较为广泛的应用。泥水管路输送是泥水 盾构施工的重要特征，而临界流速则是泥水管路输送的一个重要影响因素，如果能较为准 确地测定泥水管路的临界流速，那么就可W更好地控制管路的输送流量进而有效地确保泥 水的携渣能力。
[0003] 目前大多数泥水盾构管路的临界流速的确定缺乏可靠依据。近几年，确定临界流 速的方法主要有理论推导与室内试验等：利用理论公式只能进行大致估算，有着较大误差； 而室内试验多采用短距离、一维直线流管路进行模拟，代表性较差，和真实输送情况有着较 大差别。目前盾构隧道领域中还未形成成熟的测定泥水盾构管路临界流速的方法，W指导 现场生产。因此，目前亟需一种能够准确测定泥水盾构管路临界流速的方法，控制现场管路 的真实输送流量。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。 阳〇化]本发明还有一个目的是提供一种用于测定泥水盾构管路临界流速的方法，对隧道 施工设备要求低，与输送泥水的泥水盾构管路相配合，能够很好地应用于泥水盾构工程的 施工现场，并有效节约成本、提高经济效益，能够准确、方便、经济地解决了测定泥水盾构管 路临界流速的问题，为控制管路的输送流量W及确保泥水的携渣能力提供了有效的试验依 据。
[0006] 为了实现根据本发明的运些目的和其它优点，提供了一种测定泥水盾构管路临界 流速的方法，包括W下步骤：
[0007] 步骤一、依次组装第一阀口、第一管路、第二阀口和第二管路，并关闭所述第一阀 口和所述第二阀口；在泥水盾构管路上确定渣石样本投放口，将所述第二管路通过所述渣 石样本投放口与所述泥水盾构管路连通；
[0008] 步骤二、开启所述第一阀n，向所述第一管路投放标记的渣石样本并关闭所述第 一阀口；开启所述第二阀n，向所述泥水盾构管路投放所述标记的渣石样本，并记录开启所 述第二阀口的样本投放时刻；
[0009] 步骤=、记录所述渣石样本投放口至所述泥水盾构管路的出料端的距离，和所述 标记的渣石样本输送至所述泥水盾构管路的出料端的样本分离时刻，计算所述标记的渣石 样本的输送速度；
[0010] 步骤四、调节所述泥水盾构管路的输送流量，并关闭所述第二阀口，然后重复步骤 二至步骤=，至该输送流量期间的投放的全部所述标记的渣石样本在预设时间内无法分 离，停止测量，确定所述泥水盾构管路的临界流速。
[0011] 优选的是，所述的测定泥水盾构管路临界流速的方法，所述第一阀口和所述第二 阀口均为闽板阀。
[0012] 优选的是，所述的测定泥水盾构管路临界流速的方法，所述第一阀口、第一管路、 第二阀口和第二管路通过法兰实现可拆卸组装。
[0013] 优选的是，所述的测定泥水盾构管路临界流速的方法，所述第二管路与所述泥水 盾构管路的连通通过密封焊接实现。
[0014] 优选的是，所述的测定泥水盾构管路临界流速的方法，所述标记的渣石样本为内 置无线电发讯装置的渣石样本，所述无线电发讯装置记录所述样本投放时刻；
[0015] 所述泥水盾构管路的渣石样本投放口设有第一无线电接收装置，其接收所述无线 电发讯装置的高频声波，所述第一无线电接收装置设置为：当所述渣石样本位于所述渣石 样本投放口，所述高频声波达到峰值；
[0016] 所述泥水盾构管路的出料端设有第二无线电接收装置，其接收所述无线电发讯装 置的高频声波，所述第二无线电接收装置设置为：当所述渣石样本到达所述泥水盾构管路 的出料端，所述高频声波达到峰值时，所述第二无线电接收装置记录所述样本分离时刻。
[0017] 优选的是，所述的测定泥水盾构管路临界流速的方法，所述标记的渣石样本为涂 覆有油漆或包覆有巧光粉的渣石样本。
[0018] 优选的是，所述的测定泥水盾构管路临界流速的方法，所述标记的渣石样本的体 积为 10X10X10cm3。
[0019] 优选的是，所述的测定泥水盾构管路临界流速的方法，所述预设时间为0.化。
[0020] 本发明至少包括W下有益效果：
[0021] 第一、本发明的方法不同于传统的理论计算、实验模拟，仅需要组装阀口组件，安 装在泥水盾构管路上，通过控制第一阀口、第二阀口的开启闭合在渣石样本投放口投放渣 石样本，在泥水盾构管路的出料端接收渣石样本，计算渣石样本的输送速度，W此调节输送 流量，能够准确、方便、经济地测定泥水盾构管路临界流速，对隧道施工设备要求低，能够很 好地应用于泥水盾构工程的施工现场，为控制管路的输送流量W及确保泥水的携渣能力提 供了有效的试验依据；
[0022] 第二、第一阀口和第二阀口为闽板阀，同时闭合时可W形成独立密封的腔体，容纳 待投放的渣石样本，具备水密性；通过法兰实现各阀口、管路的可拆卸连接，密封性好、机械 强度高、便于组装和拆卸更换新的配件；第二管路与泥水盾构管路通过密封焊接保证了管 路的密封性能，泥水、渣石不会带压倾泻到隧道内，测量得到的临界流速更加准确；
[0023] 第=、将渣石样本内置可发射高频声波的无线电发讯装置，在泥水盾构管路的样 本投放口设置相配合的第一无线电接收装置，在泥水盾构管路的出料端设置相配合的第二 无线电接收装置，渣石样本在泥水盾构管路中移动，第一无线电接收装置接收的高频声波 强度由峰值逐渐衰弱，第二无线电接收装置接收的高频声波强度逐渐增强至峰值，便于更 加准确的定位渣石在管路中的运行速度和位置，记录渣石输送时间，减少人力、物力，提高 工作效率；将渣石样本外设有油漆或巧光粉，不会在输送过程中损坏，便于人为分离渣石样 本；
[0024] 第四、渣石样本的形状为正方体，比较容易加工，而且在分离时也比较容易辨认； 预设时间与样本的实际输送距离相关，0. 5h的设置便于人为等待样本分离，更加有针对性 调节流量，如果输送距离特别长，预设时间可适当上调。
[00巧]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明所述的第一阀n、第一管路、第二阀口和第二管路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，W令本领域技术人员参照说明书文 字能够据W实施。
[0028] 如图1所示，本发明提供一种测定泥水盾构管路临界流速的方法，包括W下步骤：
[0029] 步骤一、按照设计图纸依次组装第一阀口 4、第一管路3、第二阀口 2和第二管路1， 形成阀口组件，并关闭所述第一阀口 4和所述第二阀口 2,并检查各部件的密封性；在泥水 盾构管路5上确定渣石样本投放口，隧道中W"环"作为掘进距离的标定量，运条隧道中1 环为2m，本实验投放点在1310环的位置，在实际施工过程中，可设置多出投放点，本次试验 仅设有一处投放点，将所述第二管路1通过所述渣石样本投放口与所述泥水盾构管路5连 通；
[0030] 步骤二、开启所述第一阀口 4,向所述第一管路3投放标记的渣石样本并关闭所 述第一阀口 4 ;当盾构泥水管路达到合适的试验条件时，例如流速比较平和稳定，开启所述 第二阀口 2,向所述泥水盾构管路5投放所述标记的渣石样本，并记录开启所述第二阀口 2 的样本投放时刻；第二阀口和泥水盾构管路的样品投放口之间的距离就是第二管路2的长 度，一般第二管路2不会超过30cm，通常将其忽略；
[0031] 步骤=、记录所述渣石样本投放口至所述泥水盾构管路5的出料端的距离，和所 述标记的渣石样本输送至所述泥水盾构管路5的出料端的样本分离时刻，根据两次记录的 时刻差W及确定的投放点至分离位置间的距离，计算所述标记的渣石样本的输送速度；
[0032] 步骤四、调节所述泥水盾构管路5的输送流量，逐渐降低，并关闭所述第二阀口 2， 然后重复步骤二至步骤=，至该输送流量期间的投放的全部所述标记的渣石样本在预设时 间内无法分离，例如当渣石样本连续3次无法分离（或者是在指定最大时限内无法分离） 时，停止测量，确定所述泥水盾构管路5的临界流速。在盾构机正常工作的情况下，如果长 时间出现沉积现象是会对掘进产生非常不利影响的，因此是无法允许出现过多无法分离的 情形出现的，停机情况下除外。
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