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一、上次例题解释
油表显示值一般为相对压强（减去标准大气压强的值），力的平衡为绝对力的平衡，应该是绝对压强乘以受力面积。所以计算方法（1）采用相对压强乘以受力面积是错误的，计算方法（3）是考虑活塞移动面积A3形成真空，但计算已经为绝对压强计算，考虑就多余了，计算方法（3）也是错误的。只有计算方法（2）是正确的。 二、现阶段盾构填仓与清仓的问题 同样道理，盾构土压传感器显示的也是相对压强，一般显示范围为0～6bar，换算成绝对压强就是1～7bar。现分析盾构填仓与清仓土压传感器的显示值变化情况。 1、盾构填仓 刚开始盾构土仓为空，为标准大气压强，土压传感器显示为0。随着盾构填仓（土仓内注入惰性浆液、膨润土泥浆或掘进进渣等），土仓内气体被压缩，气体压力超过标准大气压，气体会通过掌子面向原地层渗流，当土仓内气体与渣土的综合压强未超过标准大气压时，土压传感器显示一直为零。假设渣土填充满土仓，渣土为流塑状态，渣土内无气体时，只有渣土绝对压强超过1bar时土压传感器压力才会大于0。当然渣土内肯定是有气体、水和渣土土骨架的，但三者的综合压强只有超过标准大气压，土压传感器显示值才会大于0。 综上所述，盾构填仓过程实际上是由标准大气压强向气压、水压和土骨架压力总值转变的过程。如果渣土中无气压，填仓过程是由标准大气压强向水土压强转变的过程。当土压传感器显示为0时，土仓内水土绝对压强可能为1bar。也就是说当土压传感器显示为0时，土仓内渣土可能全部是满的，并且压力为1bar。当土压传感器显示为2bar时，土仓内水土压力为3bar。 2、盾构清仓 清仓是指将土仓内渣土清空，人员可进入土仓进行清理、换刀等各项工作。 按1中所述，当清仓土压传感器显示为0时土仓可能还是满的并且有一定绝对压强，继续清仓后土仓上方为空，需要原地层中的气体进入空腔，否则会造成土仓上方空腔成为负压（即真空），负压很有可能会导致原地层土拱失效，产生安全风险。 盾构清仓过程中打开闸门处球阀有抽气现象就是这个原因。为防止产生负压，应优化清仓流程。 三、优化清仓流程与创新土压传感器 基于盾构清仓可能产生负压现象，优化清仓流程如下： 盾构清仓前将带压系统打开，调整气体压力为土仓压力，然后通过螺旋输送机清仓，土仓上方一有空腔就由带土仓压力值的气体充填，当基本将渣土全部置换为气体后再慢慢降低土仓气体压力，直至为0，这时土仓内为标准大气压气体。此种清仓方法可有效降低掌子面压力波动，减少土拱失效的概率。 由于现有土压传感器无法显示负压，无法判断土仓内是否产生真空。创新土压传感器要能测量负压，土压传感器（相对压强）测量范围应该为-1～6bar，这样就能确保清仓和掘进过程中判断是否由于出渣过快产生了负压，确保掌子面稳定。 四、总结 由于土压传感器显示为相对压强，所以应优化清仓流程，确保清仓过程中不产生负压。同时，应创新土压传感器能测量负压，确保掌子面稳定。 |
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