复合地层近距离下穿既有隧道前盾构的维护方法及装置与流程

本发明属于工程施工技术领域，具体涉及一种复合地层近距离下穿既有隧道前盾构的维护方法及一种复合地层近距离下穿既有隧道前盾构的维护装置。

背景技术：

随着地下交通网络日趋密集，城市地下隧道建设过程中不可避免的出现新建隧道下穿既有隧道的施工工况。由于新建隧道不间断开挖对既有隧道产生的持续扰动使得既有隧道一定范围内的围岩稳定性及支护结构的力学特性持续弱化，严重时甚至发生冒顶、坍塌等事故。就隧道掘进技术而言，盾构法施工因具有地面沉降控制好、施工用地少、工期可控等优点，逐步成为隧道掘进施工的主要发展方向之一。

在实际的应用过程中，由于地下隧道的稳定性会随着挖掘的过程而受到影响，隧道的力学特性会不断发生变化，从而在挖掘过程中反应在盾构机上的力学特性也在不断变化，因此对盾构机的磨损往往较大；另一方面，在隧道的挖掘过程中，由于地下的泥浆具有黏稠性，不同的泥浆对盾构机的影响不同，例如堵塞等，尤其在复合地层下进行挖掘的过程中，不同类型的地质物质对盾构的刀盘、管道等结构造成更大的影响，例如导致盾构刀盘正面和背面结饼严重、冲刷管堵塞以及刀片磨损等问题，因此为正常使用带来了较大影响。

技术实现要素：

为了克服现有技术中早复合地层进行盾构施工对盾构机具有较大影响，降低正常施工的安全性和施工效率的技术问题，本发明实施例提供一种复合地层近距离下穿既有隧道前盾构的维护方法，通过对盾构进行全方面的检查维护，从而在施工前排除系统问题，避免对正常施工造成影响，提高施工安全性，提高施工效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种复合地层近距离下穿既有隧道前盾构的维护方法，所述维护方法包括：对所述盾构进行刀具检查操作；对所述盾构进行渣土清理操作；对所述盾构进行整体维护操作。

优选地，所述对所述盾构进行刀具检查操作，包括：在进行下穿操作前，将所述盾构驱动到预设隧道位置；在所述预设隧道位置进行带压开仓检查操作；判断在所述盾构中是否存在过度磨损的刀具；在存在过度磨损的刀具的情况下，更换所述过度磨损的刀具。

优选地，所述对所述盾构进行渣土清理操作，包括：在所述盾构处于所述带压开仓的状态下，对所述盾构的刀盘中的渣土进行清理；判断所述盾构的开口率是否达到预设开口率；在所述开口率达到所述预设开口率的情况下，对所述盾构的冲刷管路进行疏通操作。

优选地，所述对所述盾构进行整体维护操作，包括：对同步注浆系统和盾尾密封系统进行检查；在所述同步注浆系统和所述盾尾密封系统运行正常的情况下，对盾尾同步注浆管进行疏通操作，以及对二次注浆设备进行维护操作；对所述盾构的姿态进行复测；判断所述盾构的油品质量是否符合预设要求，在所述盾构的油品质量不符合所述预设要求的情况下，更换所述盾构的油品。

相应的，本发明还提供一种复合地层中近距离下穿既有隧道前对盾构的维护装置，所述维护装置包括：检查模块，用于对所述盾构进行刀具检查操作；清理模块，用于对所述盾构进行渣土清理操作；维护模块，用于对所述盾构进行整体维护操作。

优选地，所述检查模块包括：驱动确认组件，用于在进行下穿操作前，将所述盾构驱动到预设隧道位置；检查组件，用于在所述预设隧道位置进行带压开仓检查操作；磨损判断组件，用于判断在所述盾构中是否存在过度磨损的刀具；更换组件，用于在存在过度磨损的刀具的情况下，更换所述过度磨损的刀具。

优选地，所述清理模块包括：清理组件，用于在所述盾构处于所述带压开仓的状态下，对所述盾构的刀盘中的渣土进行清理；开口判断组件，用于判断所述盾构的开口率是否达到预设开口率；疏通组件，用于在所述开口率达到所述预设开口率的情况下，对所述盾构的冲刷管路进行疏通操作。

优选地，所述维护模块包括：初步检查组件，用于对同步注浆系统和盾尾密封系统进行检查；维护组件，用于在所述同步注浆系统和所述盾尾密封系统运行正常的情况下，对盾尾同步注浆管进行疏通操作，以及对二次注浆设备进行维护操作；复测组件，用于对所述盾构的姿态进行复测；油品检查组件，用于判断所述盾构的油品质量是否符合预设要求，在所述盾构的油品质量不符合所述预设要求的情况下，更换所述盾构的油品。

另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明提供的方法。

通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

通过在进行隧道施工前，对盾构的关键结构进行维护，从而在施工前排除盾构的系统问题，避免在施工过程中因刀盘损坏或冲刷管堵塞导致的施工安全性降低以及施工效率低下的问题，保证了施工人员的快速施工以及安全施工。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例提供的复合地层近距离下穿既有隧道前盾构的维护方法的具体实现流程图；

图2为本发明实施例提供的复合地层近距离下穿既有隧道前盾构的维护装置的结构示意图。

具体实施方式

为了克服现有技术中早复合地层进行盾构施工对盾构机具有较大影响，降低正常施工的安全性和施工效率的技术问题，本发明实施例提供一种复合地层近距离下穿既有隧道前盾构的维护方法，通过对盾构进行全方面的检查维护，从而在施工前排除系统问题，避免对正常施工造成影响，提高施工安全性，提高施工效率。

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

如图1所示，本发明公开一种复合地层近距离下穿既有隧道前盾构的维护方法，所述维护方法包括：

s10)对所述盾构进行刀具检查操作；

s20)对所述盾构进行渣土清理操作；

s30)对所述盾构进行整体维护操作。

在本发明实施例中，所述对所述盾构进行刀具检查操作，包括：在进行下穿操作前，将所述盾构驱动到预设隧道位置；在所述预设隧道位置进行带压开仓检查操作；判断在所述盾构中是否存在过度磨损的刀具；在存在过度磨损的刀具的情况下，更换所述过度磨损的刀具。

在一种可能的实施方式中，施工人员在进行隧道施工之前，需要对盾构进行维护检查，并首先进行刀具检查，因此施工人员首先将盾构移动到预设隧道位置，例如通过人工操作控制该盾构进行运行，并将该盾构运行到预设隧道位置；在本发明实施例中，施工人员也可以通过设置固定移动轨道，并为该盾构设置移动目的位置，然后控制该盾构按照预设程序自动按照固定移动轨道进行移动，以移动到预设隧道位置，例如施工人员可以在隧道口通过无线通信方式向盾构发送移动指令，盾构在接收到该移动指令后自动移动到预设隧道位置。

在移动到预设隧道位置后，施工人员对该盾构进行带压开仓检查操作，施工人员首先对盾构的人闸进行气密性检查，然后对土仓进行渣土置换操作以及泥浆置换操作，在上述两个操作执行过程中实时监控盾构的各项参数是否正常，在执行完成上述两个操作且所有参数均正常后，施工人员进行入仓操作，并按照预设方法对主仓和土仓分别进行压力控制，以达到合格的施工条件，在施工条件合格的情况下，施工人员对盾构的刀具和刀盘进行磨损度检查，例如可以通过委派具有熟练经验的施工人员直接对刀盘和刀具进行检查，也可以通过在土仓设置视频或图像采集装置，并通过视频或图像采集装置拍摄刀盘和刀具的视频或图像信息，并发送到隧道外以供具有经验的施工人员进行识别和分析，在确定当前盾构存在过度磨损的刀具的情况下，立即对磨损的刀具执行更换操作。

在本发明实施例中，通过在隧道施工前对盾构进行维护检查操作，尤其是在复合地层存在多种地质环境的情况下，通过带压开仓的方式对盾构进行维护检查，大大提高了检查过程中的隧道围岩稳定性，提高了施工人员的安全性，同时结合远程通信方法允许施工人员在隧道外对盾构进行维护检查，从而进一步提升施工人员的人身安全性，避免在发生隧道事故时造成人身安全事故，保障了施工的稳定正常进行。

在本发明实施例中，所述对所述盾构进行渣土清理操作，包括：在所述盾构处于所述带压开仓的状态下，对所述盾构的刀盘中的渣土进行清理；判断所述盾构的开口率是否达到预设开口率；在所述开口率达到所述预设开口率的情况下，对所述盾构的冲刷管路进行疏通操作。

在一种可能的实施方式中，在当前盾构处于带压开仓的状态下，施工人员确定刀具或刀盘处于合格状态或已将不合格的刀具或刀盘更换完毕，此时施工人员进一步对盾构的刀盘中的渣土进行清理，在本发明实施例中，施工人员采用逐一清理的方式对每个刀盘进行清理，在清理后判断盾构的开口率是否达到预设开口率，在本发明实施例中，所述预设开口率为98％，在盾构的开口率达到预设开口率后，施工人员对盾构的冲刷管道进行疏通操作。

在另一种可能的实施方式中，在盾构的刀盘和冲刷管道中设置多个通风管道以及一一对应设置的风压检测装置，在进行渣土清理操作之前，施工人员首先通过每个通风管道喷射预设量的风，并对刀盘和冲刷管中的风压进行检测，以对刀盘和冲刷管中的堵塞情况进行评估，并自动获取到存在堵塞的刀盘和冲刷管，施工人员只需对存在堵塞的刀盘和冲刷管进行渣土清理操作，而不需要对其他刀盘和冲刷管进行重复的检查和维护操作。

在本发明实施例中，通过在施工过程中对盾构的刀盘和冲刷管进行进一步的渣土清理，从而有效避免了因刀盘结饼严重而导致施工过程中的加速磨损以及避免因冲刷管堵塞而导致的施工安全隐患，保证了隧道施工的正常进行，大大提高了施工过程中的安全性，提高了在复合地层中进行隧道施工的流畅性和施工效率，进一步地，通过结合检测装置对盾构的刀盘和冲刷管进行堵塞评估，从而提高施工人员的渣土清理操作的有效性和精确性，避免施工人员的重复无效施工，提高施工效率。

进一步地，在本发明实施例中，所述对所述盾构进行整体维护操作，包括：对同步注浆系统和盾尾密封系统进行检查；在所述同步注浆系统和所述盾尾密封系统运行正常的情况下，对盾尾同步注浆管进行疏通操作，以及对二次注浆设备进行维护操作；对所述盾构的姿态进行复测；判断所述盾构的油品质量是否符合预设要求，在所述盾构的油品质量不符合所述预设要求的情况下，更换所述盾构的油品。

在一种可能的实施方式中，在对盾构的刀具、刀盘以及冲刷管维护完成后，施工人员还对盾构进行整理维护操作，以保证盾构的整体可靠性，施工人员首先对盾构的同步注浆系统和盾尾的密封系统进行检查，并在同步注浆系统和盾尾密封系统运行正常的情况下，对盾尾同步注浆管进行疏通操作，以及对二次注浆设备进行维护操作，在完成上述各项检查均正常或调整正常后，施工人员继续对盾构的姿态进行复测，以保证盾构的系统稳定性符合施工要求，以及最后对盾构的油品质量进行检查，并及时更换不符合预设要求的油品，以保证隧道施工的流畅性，提高隧道施工的安全性。

需要说明的是，在本发明实施例中，同步注浆系统和盾尾密封系统的检查、盾构姿态的复测以及盾构油品的检测三者并不存在严格的先后顺序，施工人员可以根据实际情况采用对应的执行顺序或同时执行检查操作，均属于本领域技术人员根据本发明技术方案容易想到的情况，因此也应该属于本发明保护范围，在此不做过多赘述。

在本发明实施例中，通过在进行隧道施工前对盾构的各项关键结构以及运行状态进行维护检查，从而保证在隧道施工过程中，尤其是对复合地层的隧道施工过程中具有最佳的施工状态，保障了施工人员在施工过程中的人身安全性，大大降低了机械故障或施工事故的发生率，避免了因机械故障或施工施工导致的施工停滞，提高了施工效率。

下面结合附图对本发明实施例所提供的复合地层中近距离下穿既有隧道前对盾构的维护装置进行说明。

请参见图2，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种复合地层中近距离下穿既有隧道前对盾构的维护装置，所述维护装置包括：检查模块，用于对所述盾构进行刀具检查操作；清理模块，用于对所述盾构进行渣土清理操作；维护模块，用于对所述盾构进行整体维护操作。

在本发明实施例中，所述检查模块包括：驱动确认组件，用于在进行下穿操作前，将所述盾构驱动到预设隧道位置；检查组件，用于在所述预设隧道位置进行带压开仓检查操作；磨损判断组件，用于判断在所述盾构中是否存在过度磨损的刀具；更换组件，用于在存在过度磨损的刀具的情况下，更换所述过度磨损的刀具。

在本发明实施例中，所述清理模块包括：清理组件，用于在所述盾构处于所述带压开仓的状态下，对所述盾构的刀盘中的渣土进行清理；开口判断组件，用于判断所述盾构的开口率是否达到预设开口率；疏通组件，用于在所述开口率达到所述预设开口率的情况下，对所述盾构的冲刷管路进行疏通操作。

在本发明实施例中，所述维护模块包括：初步检查组件，用于对同步注浆系统和盾尾密封系统进行检查；维护组件，用于在所述同步注浆系统和所述盾尾密封系统运行正常的情况下，对盾尾同步注浆管进行疏通操作，以及对二次注浆设备进行维护操作；复测组件，用于对所述盾构的姿态进行复测；油品检查组件，用于判断所述盾构的油品质量是否符合预设要求，在所述盾构的油品质量不符合所述预设要求的情况下，更换所述盾构的油品。

进一步地，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明所述的方法。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式间也可以进行任意组合，只要不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。