一种全地层盾构渣土适配性动态改良方法

本发明属于盾构施工工艺，尤其涉及一种全地层盾构渣土适配性动态改良方法。

背景技术：

1、盾构法施工凭其安全、高效和适应性广等优点，在国内轨道交通建设中得到广泛应用。盾构施工过程中，由于地层条件的不同会出现高黏性地层的刀盘结泥饼、富水地层的喷涌、高磨蚀地层的刀具磨损等影响施工进度。

2、为了提高盾构的地层适应性，保证盾构是快速可持续施工,往往需对盾构渣土进行改良，使渣土具有良好的流动性、合适的塑性、较低的抗剪强度和黏附强度、较小的渗透系数和一定的压缩性。传统的改良体系主要是根据地层信息通过经验判断来确定改良方案，但这种改良体系具有一定的局限性，选择标准不明确，对复杂多变的工程地质水文条件适应性差。

技术实现思路

1、本发明提出了一种全地层盾构渣土适配性动态改良方法，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种全地层盾构渣土适配性动态改良方法，包括：

3、获取全地层盾构渣土的地层水文条件，基于所述地层水文条件，将地层进行分类，得到若干种地层分类结果；

4、基于若干种所述地层分类结果对应的地层特征，选择不同特征参数作为若干种改良方案指标，基于若干种改良方案指标，设置好若干种地层改良方案；

5、设置与地层分类结果对应的改良方案指标阈值；

6、获取所述地层分类结果的特征参数取值，基于所述改良方案指标阈值，对所述特征参数取值进行判断，基于判断结果，得到最优地层改良方案。

7、优选地，得到若干种地层分类结果的过程包括：

8、获取盾构法施工现场的地质勘察数据，基于所述地质勘察数据，得到地层水文条件，基于所述地层水文条件，将地层分为砂性地层、黏性地层、高磨蚀地层。

9、优选地，选择不同特征参数作为若干种改良方案指标的过程包括：

10、基于所述砂性地层的地层特征，选择地层渗透系数作为第一改良方案指标；

11、基于所述黏性地层的地层特征，选择地层稠度指数作为第二改良方案指标；

12、基于高磨蚀地层的地层特征，选择岩石磨蚀指数作为第三改良方案指标。

13、优选地，设置与地层分类结果对应的改良方案指标阈值的过程包括：

14、基于砂性地层，设置地层渗透系数的第一固定值作为第一改良方案指标阈值；

15、基于黏性地层，设置地层稠度指数的第二固定值作为第二改良方案指标阈值；

16、基于高磨蚀地层，设置岩石磨蚀指数的第三固定值作为第三改良方案指标阈值。

17、优选地，在砂性地层中得到最优地层改良方案过程包括：

18、基于地层渗透系数的第一固定值，对所述特征参数取值进行判断；

19、若所述特征参数取值大于等于所述第一固定值，则选择膨润土与喷涌防止剂混合使用的改良方案；

20、若所述特征参数取值小于所述第一固定值，则选择非离子型泡沫剂与喷涌防止剂混合使用的改良方案。

21、优选地，在黏性地层中得到最优地层改良方案过程包括：

22、基于地层稠度指数的第二固定值，对所述特征参数取值进行判断；

23、若所述特征参数取值小于等于所述第二固定值，则选择非离子型泡沫剂的改良方案；

24、若所述特征参数取值大于所述第二固定值，则选择高分子抗黏剂与非离子型泡沫剂混合使用的改良方案。

25、优选地，在高磨蚀地层中得到最优地层改良方案过程包括：

26、基于岩石磨蚀指数的第三固定值，对所述特征参数取值进行判断；

27、若所述特征参数取值小于等于所述第三固定值，则选择高分子耐磨剂与喷涌防止剂混合使用的改良方案；

28、若所述特征参数取值大于所述第三固定值，则选择高分子耐磨剂、膨润土、喷涌防止剂联合使用的改良方案。

29、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

30、本发明提供了一种全地层盾构渣土适配性动态改良方法，首先，获取全地层盾构渣土的地层水文条件，基于所述地层水文条件，将地层进行分类，得到地层分类结果；其次，基于所述地层分类结果的地层特征，选择特征参数作为改良方案指标，基于改良方案指标，设置好地层改良方案；同时设置与地层分类结果对应的改良方案指标阈值；最后，获取所述地层分类结果的特征参数取值，基于所述改良方案指标阈值，对所述特征参数取值进行判断，基于判断结果，得到地层改良方案。本发明将地层按相应指标对地层性质特点进行划分，按照性质特点的不同动态选择改良方案，避免了传统改良方案中选择标准不明确、对复杂多变的工程地质水文条件适应性差的问题。

技术特征：

1.一种全地层盾构渣土适配性动态改良方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的全地层盾构渣土适配性动态改良方法，其特征在于，得到若干种地层分类结果的过程包括：

3.根据权利要求2所述的全地层盾构渣土适配性动态改良方法，其特征在于，选择不同特征参数作为若干种改良方案指标的过程包括：

4.根据权利要求3所述的全地层盾构渣土适配性动态改良方法，其特征在于，设置与地层分类结果对应的改良方案指标阈值的过程包括：

5.根据权利要求4所述的全地层盾构渣土适配性动态改良方法，其特征在于，在砂性地层中得到最优地层改良方案过程包括：

6.根据权利要求4所述的全地层盾构渣土适配性动态改良方法，其特征在于，在黏性地层中得到最优地层改良方案过程包括：

7.根据权利要求4所述的全地层盾构渣土适配性动态改良方法，其特征在于，在高磨蚀地层中得到最优地层改良方案过程包括：

技术总结
本发明公开了一种全地层盾构渣土适配性动态改良方法，本发明属于盾构施工工艺领域，包括：获取全地层盾构渣土的地层水文条件，基于地层水文条件，将地层进行分类，得到若干种地层分类结果；基于若干种地层分类结果所对应的的地层特征，选择不同特征参数作为若干种改良方案指标，基于若干种改良方案指标，设置好若干种地层改良方案；设置与地层分类结果对应的改良方案指标阈值；获取地层分类结果的特征参数取值，基于改良方案指标阈值，对特征参数取值进行判断，基于判断结果，得到最优地层改良方案。本发明避免了传统改良方案中选择标准不明确、对复杂多变的工程地质水文条件适应性差的问题。

技术研发人员：万泽恩,李树忱,尹威方,赵世森,刘日成,邱凯,景少森,王宗昊
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14