[發明專利]一種隧道襯砌施工的自動化控制方法

有效

• 申請號: 201711095878.8
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN108104838B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 王百泉;林春剛;王華;宋華;焦義;尚偉;李荊;胡方昭;賀善寧;劉立莊
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 符繼超

一種隧道襯砌施工的自動化控制方法，控制系統集成了行走機構、液壓系統、混凝土分配器、振搗裝置以及溫度傳感器、流量計、視頻監視器、壓力傳感器的各信息采集和控制程序，且配備有GPRS無線數傳模塊并能將隧道襯砌澆筑過程中的信息采集上傳至項目部監控室，分配器能夠串接數個分配管，溫度傳感器及流量計分別用于檢測采集混凝土入模溫度及澆筑量并實施澆筑自動控制，視頻監視器監控實時工作畫面信息采集傳輸至項目部監控室，振搗裝置實現對混凝土的振搗自動控制作業，壓力傳感器檢測采集混凝土澆筑過程中各點的壓力并顯示混凝土澆筑的高度，控制系統對隧道襯砌澆筑過程中采集的數據進行集中分析并發出控制指令，將檢測到的數據上傳至項目部監控室。

技術領域

本發明屬于隧道襯砌施工技術領域，尤其是一種隧道襯砌施工的自動化控制方法。

背景技術

襯砌是承載地層壓力、防止圍巖變形塌落的隧道主體建筑物，其施工質量直接影響隧道的施工和運營安全。襯砌臺車是隧道襯砌施工過程中使用的機械設備。襯砌臺車的外側弧面是弧形模板，與隧道初期支護墻體形成一個密閉空間并用混凝土填充之，待混凝土凝固后再拆除弧形模板，隧道襯砌即可完成澆筑。

由于襯砌施工的封閉性，在襯砌澆筑過程中的混凝土澆筑量、混凝土入模溫度及混凝土壓力等數據無法準確核算，這為施工中混凝土的生產組織、混凝土質量控制、襯砌澆筑質量控制帶來不少問題，最終將影響到襯砌施工質量。

現有的襯砌臺車自動化控制水平低，混凝土分配和振搗裝置需要大量的人工勞動，施工效率低，使得襯砌施工質量難以保證，也解決不了上述問題。

將襯砌臺車和振搗裝置組合一起并添加功能明確的各檢測設備以實現隧道襯砌施工的自動化控制方法還未見相關報道。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種隧道襯砌施工的自動化控制方法，可對襯砌澆筑過程中的混凝土澆筑量、溫度和壓力進行檢測，對襯砌施工過程進行自動化控制，極大提高襯砌施工的自動化水平，降低工人勞動強度，提高襯砌施工質量。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種隧道襯砌施工的自動化控制方法，隧道襯砌使用到襯砌臺車、混凝土分配器、控制系統、溫度傳感器、流量計、視頻監視器、振搗裝置、壓力傳感器，襯砌臺車主要配置有行走機構和液壓系統，分配器能夠串接數個分配管，其特征是：

控制系統配置在襯砌臺車任一側的底部，控制系集成了行走機構、液壓系統、混凝土分配器、振搗裝置以及溫度傳感器、流量計、視頻監視器、壓力傳感器的各信息采集和控制程序，且配備有GPRS無線數傳模塊并能將隧道襯砌澆筑過程中的信息采集上傳至項目部監控室，控制系統能夠進行澆筑量測算、澆筑實時數據顯示、拱頂空洞密實度檢測、澆筑自動控制、振搗自動控制、行走機構控制、液壓系統控制、視頻監控及無線通訊，所述澆筑量測算功搭載有全站儀數據接口，能夠上傳全站儀測得的隧道空間結構尺寸數據；所述澆筑實時數據顯示分為實時澆筑位置顯示、混凝土澆筑量顯示和混凝土入模溫度顯示；所述澆筑自動控制通過控制混凝土分配器各出口實現；所述行走機構控制及所述液壓系統控制則分別對應行走機構及液壓系統；所述無線通訊通過隧道內部的GPRS無線數傳模塊實現，通過該GPRS無線數傳模塊將所有運行數據遠傳至項目部監控室；

混凝土分配器配置在隧道襯砌臺車上部且串接有數個分配管，各分配管用于快速分配澆筑隧道襯砌所需的混凝土，在各分配管的末端分別配置有溫度傳感器和流量計，各溫度傳感器及流量計分別用于檢測采集所述混凝土入模溫度及所述混凝土澆筑量并實施所述澆筑自動控制；

視頻監視器配置在襯砌臺車前進方向一側的拱頂部位，能將各設備上需要監控的實時所述視頻監控工作畫面信息采集傳輸至項目部監控室；

振搗裝置配置在襯砌臺車上方的弧形模板上，在控制系統的操控下實現對混凝土的所述振搗自動控制作業；