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申请/专利权人：中国水利水电第三工程局有限公司

摘要：本发明公开了一种基于氖气模拟瓦斯逸散的盾构土仓瓦斯风险评估方法，该方法包括以下步骤：一、构建氖气模拟瓦斯逸散试验装置；二、利用所述氖气模拟瓦斯逸散试验装置进行盾构土仓瓦斯逸散过程的模拟；三、根据模拟试验得到的所述模拟土仓内不同位置的氖气浓度值的数据，结合氖气逸散规律，采用LSSVM回归器构建瓦斯危险点反演模型；四、基于瓦斯风险分类标准，结合瓦斯危险点反演模型，评估盾构土仓瓦斯风险程度。本发明的氖气模拟瓦斯逸散试验装置能够准确模拟不同流量不同位置下地层瓦斯溢出的过程，试验过程易于操作，安全性高，能够实现评估土仓内瓦斯风险的目的，为瓦斯水利隧洞安全施工奠定基础。

主权项：1.一种基于氖气模拟瓦斯逸散的盾构土仓瓦斯风险评估方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、构建氖气模拟瓦斯逸散试验装置：所述氖气模拟瓦斯逸散试验装置包括模拟盾构土仓体、设置在所述模拟盾构土仓体内的模拟地层2和多个分层布设在所述模拟地层2内的导管，以及用于连接在所述导管的外露端的高压氖气罐9和用于实时监测所述模拟盾构土仓体内氖气浓度的高精度氖气检测仪4，所述模拟盾构土仓体包括水平放置在底座6上的弧形筒体1-1和扣合安装在所述弧形筒体1-1顶端的弧形顶盖1-4，以及分别设置在所述弧形筒体1-1两端的左侧圆形封板1-2和右侧圆形封板1-3，所述左侧圆形封板1-2上开设有多个导管穿过孔；所述氖气模拟瓦斯逸散试验装置的构建过程包括：步骤101、在弧形顶盖1-4开启的状态下，在所述右侧圆形封板1-3的内侧面上布设多个所述高精度氖气检测仪4和一个压力检测仪8，多个所述高精度氖气检测仪4呈间距布设在所述右侧圆形封板1-3的竖向中心线上，多个所述高精度氖气检测仪4和一个压力检测仪8均连接在控制器的输入端；步骤102、在弧形顶盖1-4开启的状态下，在所述模拟盾构土仓体内分层配置模拟地层2，所述模拟地层2的左侧面紧贴在所述左侧圆形封板1-2的内侧面上，所述模拟地层2的右侧面与所述右侧圆形封板1-3之间形成的空腔即为模拟土仓5，所述模拟地层2的右侧面为模拟掌子面2-1，并将多个导管分层布设在所述模拟地层2内，所述导管的外露端穿过所述导管穿过孔延伸至左侧圆形封板1-2外侧，所述导管的隐藏端与模拟掌子面2-1之间为设定逸散水平距离；步骤103、安装所述弧形顶盖1-4，使所述模拟盾构土仓体呈密封状态，之后，采用抽气泵7调节所述模拟土仓5内的气体压力，当压力检测仪8实时检测得到所述模拟土仓5内的气体压力等于气体压力设定值时，关闭抽气泵7；步骤二、利用所述氖气模拟瓦斯逸散试验装置进行盾构土仓瓦斯逸散过程的模拟，具体过程包括：步骤201、将多个导管由下至上依次标记为第一导管3-1、第二导管3-2、...第N-1导管3-3和第N导管3-4，其中，N为正整数；步骤202、将高压氖气罐9的输气管10与第一导管3-1的外露端进行连接，开启流量控制阀12，多次利用流量控制阀12调节高压氖气的设定流量，向所述模拟地层2内充入高压氖气，采集高压氖气在不同设定流量下的逸散数据，每一次向所述模拟地层2内充入高压氖气的具体过程为：当向所述模拟地层2内充入高压氖气的时长达到充气设定时长后，关闭流量控制阀12，高压氖气会透过所述模拟地层2逸散至所述模拟土仓5内，实现模拟瓦斯从开挖地层溢出至盾构土仓内的过程，待高压氖气的逸散时长达到设定逸散时长后，由多个所述高精度氖气检测仪4实时监测所述模拟土仓5内不同位置的氖气浓度值，并实时传输至控制器；步骤203、利用抽气泵7抽取所述模拟土仓5内的氖气，直至多个所述高精度氖气检测仪4均显示所述模拟土仓5内的氖气浓度为0，之后，利用抽气泵7向所述模拟土仓5内充入空气，当压力检测仪8实时检测得到所述模拟土仓5内的气体压力等于气体压力设定值时，关闭抽气泵7；步骤204、将高压氖气罐9的输气管10与第一导管3-1的外露端断开，依次将高压氖气罐9的输气管10与第二导管3-2、...第N-1导管3-3和第N导管3-4进行连接，重复步骤202至步骤203中多次向所述模拟地层2内充入高压氖气的过程，直至由下至上布设在不同高度位置的N个所述导管均完成瓦斯逸散过程的模拟；步骤205、整理试验数据，分析采集得到的所述模拟土仓5内不同位置的氖气浓度值的数据变化，获取氖气逸散规律；步骤三、根据模拟试验得到的所述模拟土仓5内不同位置的氖气浓度值的数据，结合氖气逸散规律，采用LSSVM回归器构建瓦斯危险点反演模型，基于瓦斯风险分类标准，结合所述瓦斯危险点反演模型，评估盾构土仓瓦斯风险程度。

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