一种盾构隧道注浆施工方法、装置及计算机存储介质

本发明涉及隧道施工，具体涉及一种盾构隧道注浆施工方法、装置及计算机存储介质。

背景技术：

1、在盾构隧道施工过程中，注浆技术发挥着至关重要的作用，它能够有效填充盾构机掘进后留下的空隙，增强隧道结构的稳定性和安全性。然而，在实际注浆过程中，常常会出现压力不均衡的问题，这会导致隧道内部出现空化现象，即注浆材料未能充分填充空隙，形成局部空洞或空腔。这不仅会降低隧道结构的整体强度，还可能引发渗漏、坍塌等安全隐患，严重影响盾构隧道施工的质量和进度。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种盾构隧道注浆施工方法、装置及计算机存储介质，旨在解决现有技术中注浆过程压力不均衡而导致隧道内部出现空化缺陷的技术问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本技术实施例中提供了一种盾构隧道注浆施工方法，应用于盾构隧道施工装置，所述盾构隧道施工装置包括衬砌及多个注浆设备，所述衬砌包括内衬及外衬，所述外衬设有多个均匀间隔分布的注浆口，所述多个注浆设备分别与多个注浆口一一对应连通，所述方法包括：

3、获取所述多个注浆设备中每个注浆设备的动力输出信息；

4、根据所述每个注浆设备的动力输出信息判断多个注浆设备中是否存在动力输出失效的故障注浆设备；

5、若所述多个注浆设备中存在动力输出失效的故障注浆设备，确定与所述故障注浆设备在盾构隧道周向方向相对的注浆设备为目标注浆设备；

6、控制所述故障注浆设备及目标注浆设备停止注浆，并获取盾构隧道注浆过程中保持衬砌内压力均衡所需的动力信息；

7、根据所述盾构隧道注浆过程中保持衬砌内压力均衡所需的动力信息，控制多个注浆设备中除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备进行动力输出。

8、在一种可能的实现方式中，所述盾构隧道注浆过程包括基层填充过程，所述获取盾构隧道注浆过程中保持衬砌内压力均衡所需的动力信息，包括：

9、在盾构隧道基层填充注浆过程中，获取除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备保持衬砌内压力均衡所需的第一动力信息，所述第一动力信息包括第一输出功率。

10、在一种可能的实现方式中，所述获取除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备保持衬砌内压力均衡所需的第一动力信息，包括：

11、获取除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备对应注浆口的湿度信息及外衬外表面的当前温度信息；

12、将所述注浆口的湿度信息及外衬外表面的当前温度信息输入动力需求预估模型得到注浆设备的第一动力信息，其中，所述动力需求预估模型满足如下表达式：

13、

14、式中，p1为注浆设备的第一输出功率，s为注浆设备对应注浆口的湿度值，s0为基准湿度值，t为外衬外表面的当前温度值，t0为基准温度值，μ为衬砌表面粗糙度，μ0为基准粗糙度，p10为基准湿度值及基准粗糙度下的基准输出功率，p20为基准温度值及基准粗糙度下的基准输出功率，α1、α2为对应的计算权重，pr为功率校正值，功率校正值与注浆设备的功率损失成正相关。

15、在一种可能的实现方式中，所述盾构隧道施工装置还包括设于注浆口不同深度位置的第一电容传感器及第二电容传感器，所述获取除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备对应注浆口的湿度信息包括：

16、获取注浆设备对应注浆口第一电容传感器感测的第一电容参数以及第二电容传感器感测的第二电容参数；

17、对所述第一电容参数、第二电容参数进行标准校正及耦合运算以得到注浆设备对应注浆口的湿度信息。

18、在一种可能的实现方式中，所述对所述第一电容参数、第二电容参数进行标准校正及耦合运算以得到注浆设备对应注浆口的湿度信息，包括：

19、分别对所述第一电容参数c1、第二电容参数c2进行标准校正得到第一标准电容参数、第二标准电容参数；

20、对所述第一标准电容参数、第二标准电容参数进行电容串联耦合运算得到注浆设备对应注浆口的湿度值s；

21、其中，电容校正及耦合运算满足如下表达式：

22、a为第一电容参数的校正值，b为第二电容参数的校正值，d为电容参数量级控制值。

23、在一种可能的实现方式中，所述盾构隧道注浆过程包括主体填充过程，所述获取盾构隧道注浆过程中保持衬砌内压力均衡所需的动力信息，包括：

24、在盾构隧道主体填充注浆过程中，获取除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备保持衬砌内压力均衡所需的第二动力信息，所述第二动力信息包括第二输出功率。

25、在一种可能的实现方式中，所述获取除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备保持衬砌内压力均衡所需的第二动力信息，包括：

26、获取除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备对应注浆口的湿度信息及外衬外表面的当前温度信息；

27、将所述注浆口的湿度信息及外衬外表面的当前温度信息输入动力需求预估模型得到注浆设备的第二动力信息，其中，所述动力需求预估模型满足如下表达式：

28、

29、式中，p2为注浆设备的第二输出功率，s为注浆设备对应注浆口的湿度值，s0为基准湿度值，t为外衬外表面的当前温度值，t0为基准温度值，θ为注浆材料的粘度系数，θ0为基准粘度系数，p30为基准湿度值及基准粘度系数下的基准输出功率，p40为基准温度值及基准粘度系数下的基准输出功率，α1、α2为对应的计算权重，pr为功率校正值，功率校正值与注浆设备的功率损失成正相关。

30、在一种可能的实现方式中，所述盾构隧道施工装置还包括设于注浆口不同宽度位置的第一电容传感器及第二电容传感器，所述获取除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备对应注浆口的湿度信息包括：

31、获取注浆设备对应注浆口第一电容传感器感测的第一电容参数以及第二电容传感器感测的第二电容参数；

32、对所述第一电容参数、第二电容参数进行标准校正及耦合运算以得到注浆设备对应注浆口的湿度信息。

33、在一种可能的实现方式中，所述对所述第一电容参数、第二电容参数进行标准校正及耦合运算以得到注浆设备对应注浆口的湿度信息，包括：

34、分别对所述第一电容参数c1、第二电容参数c2进行标准校正得到第一标准电容参数、第二标准电容参数；

35、对所述第一标准电容参数、第二标准电容参数进行电容串联耦合运算得到注浆设备对应注浆口的湿度值s；

36、其中，电容校正及耦合运算满足如下表达式：

37、a为第一电容参数的校正值，b为第二电容参数的校正值，d为电容参数量级控制值。

38、在一种可能的实现方式中，所述动力输出信息包括注浆排量，所述根据所述每个注浆设备的动力输出信息判断多个注浆设备中是否存在动力输出失效的故障注浆设备，包括：

39、当其中一个注浆设备的注浆排量与其他注浆设备的注浆排量的差值均大于或等于排量阈值时，确定多个注浆设备中存在动力输出失效的故障注浆设备。

40、在一种可能的实现方式中，所述根据所述盾构隧道注浆过程中保持衬砌内压力均衡所需的动力信息，控制多个注浆设备中除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备进行动力输出，包括：

41、根据除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备中每个注浆设备的动力需求信息，控制每个注浆设备进行相应的动力输出。

42、第二方面，本技术实施例中还提供了一种盾构隧道注浆施工装置，包括衬砌、多个注浆设备以及电容传感器，所述衬砌包括内衬及外衬，所述外衬设有多个均匀间隔分布的注浆口，所述多个注浆设备分别与多个注浆口一一对应连通，所述电容传感器被配置为感测外衬注浆口的湿度值；以及，

43、存储器、处理器，其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，以执行如第一方面所述的方法。

44、在一种可能的实现方式中，所述电容传感器包括设于注浆口不同深度位置的第一电容传感器及第二电容传感器，和/或，所述电容传感器包括设于注浆口不同宽度位置的第一电容传感器及第二电容传感器。

45、第三方面，本技术实施例中还提供了一种计算机存储介质，其上存储至少一条计算机指令，所述计算机指令由控制器加载并执行如第一方面所述的方法。

46、区别于现有技术，本技术实施例提供的盾构隧道注浆施工方法，首先获取多个注浆设备中每个注浆设备的动力输出信息；然后根据每个注浆设备的动力输出信息判断多个注浆设备中是否存在动力输出失效的故障注浆设备；若多个注浆设备中存在动力输出失效的故障注浆设备，确定与所述故障注浆设备在盾构隧道周向方向相对的注浆设备为目标注浆设备；然后再控制所述故障注浆设备及目标注浆设备停止注浆，并获取盾构隧道注浆过程中保持衬砌内压力均衡所需的动力信息；最后再根据所述盾构隧道注浆过程中保持衬砌内压力均衡所需的动力信息，控制多个注浆设备中除所述故障注浆设备及目标注浆设备外的其他注浆设备进行动力输出。也即，在注浆过程中根据注浆设备的故障情况调整其他注浆设备的运行动力参数，以达到注浆过程中衬砌内部压力均衡的效果，避免隧道内部出现空化现象，从而提高注浆效果及注浆质量。