[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

本發明公開了一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統及使用方法，其中實時稱重系統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，稱重裝置對渣土進行稱重，數據采集裝置獲取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，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；其使用方法為，將渣土裝入渣斗；觸發稱重裝置自動進行稱重；數據采集裝置獲取稱重裝置的稱重信號，并傳輸給數據處理顯示裝置；數據處理顯示裝置接收稱重信號后，將接收到的稱重信號轉換成數字，并顯示在顯示裝置上。

技術領域

本發明涉及隧道工程領域，特別涉及一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統及使用方法。

背景技術

隨著我國基礎設施建設的大規模展開，盾構法施工逐漸成為隧道工程的主要工法，尤其是在城市核心區域的地鐵隧道、公路隧道、電力隧道等的建設。土壓平衡盾構作為盾構法施工的主要設備，憑借良好的地層適應性及高性價比，在城市盾構隧道施工中得到廣泛應用。出土量控制是土壓平衡盾構施工管理中的重要內容，盾構機刀盤切削前面土體，經螺旋輸送機將渣土經由皮帶運輸機送至渣土車土箱中，每環掘進完畢，渣土車將土箱運至工作井，利用井口上方龍門吊將土箱吊出，渣土傾瀉至指定地點。螺旋輸送機是土壓盾構的出土設備，在土壓盾構施工中，需要通過調節螺旋輸送機的轉速來控制出土量，使出土量與盾構開挖量保持平衡，從而使盾構開挖面處于穩定狀態。在實際工程中，由于開挖土層不是單一土層、開挖深度不斷發生變化，因此需要根據實際情況合理調整螺旋輸送機的出土量。出土量過大，會導致開挖面地層損失過大而坍塌或引起地表過量沉降；出土量過小，會使土艙內壓力迅速增大，進而使開挖面產生過大使開挖面失穩或引起地表隆起破壞。由于出土量控制不當而發生土體欠挖和超挖得的事故屢有發生。

現有的土壓平衡盾構出土量的測量方法，按照測量地點的不同，可分為后部測量和前部測量。后部測量主要依靠盾構始發工作井口龍門吊吊機自帶稱重傳感器進行測量，或是清點裝滿渣土的土箱數量來計算出土量體積，方法可靠但嚴重滯后，無法滿足實時監控需求。前部測量基本能夠滿足實時監控的需求，主要有皮帶秤，激光掃描等方法，但安裝在皮帶運輸機的皮帶秤對粘土的稱量效果很差，精度無法滿足工程需求；激光掃描方法成本高，激光束容易被粉塵污染，光學鏡頭需要定期維護，同時難以獲取與皮帶運輸機接觸面的形狀，在惡劣環境下耐久性不高。因此，亟待開發一種能夠實時反饋盾構出土情況，同時測量精度能夠滿足工程需求，適應不同開挖地層的土壓平衡盾構出土量稱重系統。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的在盾構隧道渣土測量中后部測量法可靠但嚴重滯后，無法滿足實時監控需求，以及前部測量法稱量效果很差，精度無法滿足工程需求，在惡劣環境下耐久性不高的不足，提供一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統及使用方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種盾構隧道工程渣土實時稱重系統，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。

利用本發明所述的渣土實時稱重系統，渣土裝進渣斗后，稱重信號通過無線信號實時發送至盾構機操作室，盾構機操作室能及時獲取并顯示稱重數據，從而能根據實際情況對出土量及時進行調整，指導盾構機工作。消除了原有稱重方案的復雜性和延時性，縮短了渣土稱重時間，解決了稱重數據的滯后，簡化了稱量渣土的繁瑣工序，減少渣土稱重對其他配套工序的影響。同時，該渣土實時稱重系統，能夠適應土箱靜載和動載的稱量需求，出土量重量的測量誤差在5％之內，測量精度高；系統具備較高的防水防塵等級，能夠在復雜隧道施工環境中實現數據的穩定測量與傳輸，該渣土實時稱重系統可廣泛適用于多種有渣土運輸需求的工況中，不僅僅限于地下工程使用。