[發明專利]一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統及使用方法

在審

• 申請號: 201810267627.1
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108387302A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 黃鐘暉;周洋;周雙禧;黎高輝;何有成;徐飛;謝雄耀
• 申請（專利權）人: 南寧軌道交通集團有限責任公司;中鐵建大橋工程局集團第二工程有限公司
• 主分類號: G01G19/12
• 分類號: G01G19/12;G01G23/365
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋;劉童笛

1.一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統，其特征在于，包括設置在渣土車渣斗下方的稱重裝置、數據采集裝置、無線傳輸裝置和電源裝置，以及設置在盾構機操作室的數據處理顯示裝置，所述稱重裝置對渣土進行稱重，所述數據采集裝置獲取所述稱重裝置的稱重信號，并通過無線傳輸裝置將數據傳輸給數據處理顯示裝置，數據處理顯示裝置對數據進行處理并實時顯示，所述電源裝置用于給稱重裝置、數據采集裝置和無線傳輸裝置供電。

2.根據權利要求1所述的一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統，其特征在于，所述稱重裝置包括位于渣斗和移動小車之間的稱臺，以及在所述稱臺下設有的用于稱重的傳感器套件。

3.根據權利要求2所述的一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統，其特征在于，所述傳感器套件至少為兩個，且相對于所述稱臺對稱設置，所述傳感器套件包括RTN型稱重傳感器和位于傳感器底部的緩沖部件，所述緩沖部件使得稱臺在正常稱重時可承受較大的垂直沖擊力。

4.根據權利要求2所述的一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統，其特征在于，所述稱臺包括左稱臺和右稱臺，所述左稱臺和右稱臺之間通過信號電纜相連接。

5.根據權利要求2所述的一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統，其特征在于，所述稱臺上還設有水平限位裝置和垂直限位裝置，以防止稱臺發生傾覆。

6.根據權利要求2所述的一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統，其特征在于，所述數據采集裝置包括變送器和串口服務器，所述變送器把傳感器的輸出信號轉變為可被控制器識別的信號，所述串口服務器將變送器處理過的稱重信號轉換成可用于無線傳輸裝置傳輸的信號；

所述無線傳輸裝置包括位于稱臺的無線信號發射器和位于盾構機操作室的無線信號接收器，所述無線信號發射器將串口服務器轉換后的信號發送給無線信號接收器；

所述數據處理顯示裝置包括稱重軟件和顯示裝置，稱重軟件對無線信號接收器接收的數據進行處理轉換成數字，并實時顯示在顯示裝置上。

7.根據權利要求1-6任一所述的一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統，其特征在于，所述實時稱重系統還包括在盾構機上設有的PLC控制器，所述PLC控制器與數據處理顯示裝置相連接。

8.一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統的使用方法，包括如權利要求1-7任一所述的一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統，其使用方法為：

步驟一：裝渣，將開挖隧道挖出的渣土裝入渣斗；

步驟二：稱重，渣土裝滿后，觸發稱重裝置自動進行稱重；

步驟三：信號采集與傳輸，所述數據采集裝置獲取所述稱重裝置的稱重信號，并通過無線傳輸裝置將數據傳輸給數據處理顯示裝置；

步驟四：數據處理及顯示，數據處理顯示裝置接收稱重信號后，通過稱重軟件將接收到的稱重信號轉換成數字，并顯示在數據處理顯示裝置的顯示裝置上。

9.根據權利要求8所述的一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統的使用方法，其特征在于，所述步驟四中，對接收到的稱重信號進行處理得到稱重裝置出土重量測量值，根據隧道縱斷面坡度對測量值進行修正，得到坡度修正后的實際出土重量：

W_Actual＝ηW_Measure

式中，W_Actual為坡度修正后的實際出土重量，η傳感器坡度修正系數，由室內試驗獲得，W_Measure為稱重裝置出土重量測量值；

還包括將坡度修正后的實際出土重量W_Actual轉換為體積形式的實際出土量V_Actual：

V_Actual＝W_Actual/ρ

式中，ρ是考慮土體可松性系數的土體密度實測值。

10.根據權利要求8-9任一所述的一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統的使用方法，其特征在于，還包括步驟五：數據處理顯示裝置獲取盾構機的PLC數據，通過推進油缸行程計算得到理論出土量V_Theoretical，比較理論出土量V_Theoretical與稱重裝置獲取的實際出土量V_Actual，并實時動態顯示推進油缸行程與出土量的關系曲線，從而可為盾構施工控制提供最直觀的開挖土體平衡關系依據，供現場施工人員決策，

V_Theoretical＝1/4πl(D+δ)²

式中，l為一環管片長度，D為盾構機刀盤，δ為曲線超挖量。