1.一种盾构对接冻结薄弱区加强冻结与监测的实施方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取盾构开挖断面尺寸及冻结体受力状态,确定冻结壁厚度,并根据地层冻结发展速率确定冻结孔的配置参数;S2、收集盾构机的直径参数,并确定开挖区域目标开挖层、最外层开挖层的开挖高度范围;将目标开挖层、最外层开挖层的开挖高度范围作为开挖约束条件,并结合盾构机的直径参数,构建目标开挖层的开挖层数与盾构机的直径参数的等式关系;基于目标开挖层层数与盾构机的直径参数的等式关系,求解目标开挖层的开挖层数;根据目标开挖层的开挖层数,并结合最外层开挖层的特性,确定对接区域测温孔的总数量;根据冻结孔的配置参数,确定对接区域测温孔的长度和测温孔角度;S3、基于对接区域测温孔的布置参数,在对接区域测温孔内布置测温点,以采集对接区域各监测点的温度;S4、根据盾构机的结构特征,分别布置测温线及环向测温点,以分别采集泥浆仓与盾壳之间区域的温度及盾构机的结构面温度;S5、根据对接区域各监测点的温度、泥浆仓与盾壳之间区域的温度及盾构机的结构面温度,利用预设的监测系统进行监测预警,并与用户端进行监测预警结果的交互。
2.根据权利要求1所述的一种盾构对接冻结薄弱区加强冻结与监测的实施方法,其特征在于,所述目标开挖层层数与盾构机的直径参数的等式关系的表达式为:D=nH 1 +2H 2 ;1.8≤H 1 ≤2.2;2.2≤H 2 ≤2.6;式中,D表示盾构机的直径,H 1 表示目标开挖层的开挖高度,H 2 表示最外侧层开挖层的开挖高度,n表示目标开挖层的开挖层数。
3.根据权利要求2所述的一种盾构对接冻结薄弱区加强冻结与监测的实施方法,其特征在于,所述根据目标开挖层的开挖层数,并结合最外层开挖层的特性,确定对接区域测温孔的总数量包括:S241、对于目标开挖层,将目标开挖层的层数作为目标开挖层测温孔数量;S242、对于最外层开挖层,按照等距布置方式配置最外层开挖层的测温孔,并利用开挖约束条件和盾构机的直径参数,构建最外层开挖层测温孔的等式函数;S243、对最外层开挖层测温孔的等式函数进行求解,得到最外层开挖层测温孔数量;S244、根据冻结孔的配置参数,按照固定间距随机选取若干冻结孔作为土地内部测温孔,得到土地内部测温孔数量;S245、基于目标层的开挖层层高,确定并配置若干开挖区域上方土体测温孔,得到开挖区域上方土体测温孔数量;S246、计算目标开挖层测温孔数量、最外层开挖层测温孔数量、土地内部测温孔数量及开挖区域上方土体测温孔数量之和,确定对接区域测温孔的总数量。
4.根据权利要求3所述的一种盾构对接冻结薄弱区加强冻结与监测的实施方法,其特征在于,所述最外层开挖层测温孔的等式函数的表达式为: ; ; ;式中,n ′ 表示最外层开挖层测温孔的数量,D表示盾构机的直径,H 1 表示目标开挖层的开挖高度,H 2 表示最外侧开挖层的开挖高度,α表示最外侧临近层测温孔与水平中心线夹角,β表示最外侧层临近两层测温孔与水平中心线夹角,θ表示最外侧开挖层测温孔之间的角度。
5.根据权利要求3所述的一种盾构对接冻结薄弱区加强冻结与监测的实施方法,其特征在于,所述基于目标层的开挖层层高,确定并配置若干开挖区域上方土体测温孔,得到开挖区域上方土体测温孔数量包括:S2451、基于目标层的开挖层层高,在目标层的开挖层弧长中点设置开挖区域上方土体测温孔;S2452、在最外部开挖层的最上部开挖层的隧道正上方及隧道正上方两侧设置开挖区域上方土体测温孔;S2453、根据设置的开挖区域上方土体测温孔,确定开挖区域上方土体测温孔数量。
6.根据权利要求5所述的一种盾构对接冻结薄弱区加强冻结与监测的实施方法,其特征在于,所述隧道正上方两侧设置开挖区域上方土体测温孔的设置角度计算公式为: ;式中, 表示隧道正上方两侧设置开挖区域上方土体测温孔的设置角度,D表示盾构机的直径,H 2 表示最外侧开挖层的开挖高度。
7.根据权利要求2所述的一种盾构对接冻结薄弱区加强冻结与监测的实施方法,其特征在于,所述根据盾构机的结构特征,分别布置测温线及环向测温点,以分别采集泥浆仓与盾壳之间区域的温度及盾构机的结构面温度包括:在盾构机中的盾构带盘内部布设测温线,并根据刀箱的尺寸确定测温线上测点的数量,以采集泥浆仓与盾壳之间区域的温度;在气泡仓后隔板后布设第一道环向测温点,在气泡仓前隔板后布设第二道环向测温点。
8.根据权利要求7所述的一种盾构对接冻结薄弱区加强冻结与监测的实施方法,其特征在于,所述获取盾构开挖断面尺寸及冻结体受力状态,确定冻结壁厚度,并根据地层冻结发展速率确定冻结孔的配置参数之前包括:在盾构机制造时,布设冻结管路,以实现冻结管路与盾壳之间土体冻结,并确保刀盘对接区域土体冻结速率满足预设冻结要求。
9.根据权利要求1所述的一种盾构对接冻结薄弱区加强冻结与监测的实施方法,其特征在于,所述根据对接区域各监测点的温度、泥浆仓与盾壳之间区域的温度及盾构机的结构面温度,利用预设的监测系统进行监测预警,并与用户端进行监测预警结果的交互包括:S51、利用监测系统的采集模块收集对接区域各监测点的温度、泥浆仓与盾壳之间区域的温度及盾构机的结构面温度,得到温度数据;S52、采集模块将温度数据,通过无线网络进行数据传输至监测系统的云端处理平台中;S53、云端处理平台读取温度数据,并对温度数据进行异常预警分析,得到异常预警分析结果;S54、利用监测系统的后云端平台对温度数据进行数据存储,并与用户端建立通信连接,以使得用户可以浏览温度数据。