[發明專利]土壓平衡盾構機出渣方量動態測量方法

在審

• 申請號: 201911033576.7
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110926331A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 翟世鴻;吳忠仕;陳陪帥;許超;曾亮;楊志勇;張飛雷;劉杰;賀創波;高如超;楊釗;楊擎;劉東軍;劉文;陳祥龍;熊棟棟;余俊;鐘涵
• 申請（專利權）人: 中交第二航務工程局有限公司;中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司;湖北工業大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;E21D9/12
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 王瑩

本發明公開了一種土壓平衡盾構機出渣方量動態測量方法，包括以下步驟：S1設置渣土傳送皮帶；S2在渣土傳送皮帶爬升段正上方安裝激光掃描儀，激光掃描儀的掃描角度以覆蓋渣土傳送皮帶寬度為準，形成扇形輪廓面積；S3出渣方量的計算S31測量渣土傳送皮帶空轉時，激光掃描儀掃描渣土傳送皮帶的單位時間t內扇形輪廓面積S₀，記為系統標定值；S32測量渣土傳送皮帶傳輸渣土時，激光掃描儀掃描渣土傳送皮帶的單位時間t內扇形輪廓面積S；S33根據即得出渣方量；其中，v為渣土傳送皮帶的傳輸速度。本發明具有易于獲取安裝，后期便于維護的優點。

技術領域

本發明涉及盾構隧道施工領域。更具體地說，本發明涉及一種土壓平衡盾構機出渣方量動態測量方法。

背景技術

隨著我國城市化進程的不斷加快，盾構法在城市地鐵、市政隧道的建設中得到了廣泛應用。盾構機是集多功能與一體的現代化機械設備，自動化程度高。盾構機在掘進過程中的出渣量是一個重要參數，控制出渣量是盾構的關鍵技術之一；土方超挖會導致地層損失過大引起地表沉降，而土方的欠挖會導致土艙壓力升高引起地面隆起，同時出渣量的控制對盾構機的姿態及掘進速度也有很重要的影響。

當前土壓平衡盾構機的渣土方量主要采用人工測量的方法，具體流程為：先記錄每斗的殘渣量，當裝滿渣土后，記錄每斗的空余深度，進而算出每斗的渣土方量；在渣土車吊運出工作井時通過門式吊機對其稱重，計算每斗的渣土方量。通過實際記錄的渣土方量與盾構機的理論出土量值進行對比，以此作為依據對盾構機的掘進速度等進行調整。這種方式存在著工作效率低，記錄數據不精確，人為因素干擾嚴重的缺點；在盾構機出現超挖或欠挖時不能及時進行數據的反饋。

因此，為了避免上述問題的出現，有必要研究一種用于盾構機掘進過程中的實際出渣土量的測量方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有土壓平衡盾構機出渣方量存在工作效率低、數據反饋不準確和不及時等缺點，本發明提供一種土壓平衡盾構機出渣方量動態測量方法，以解決現有技術的不足。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種土壓平衡盾構機出渣方量動態測量方法，包括以下步驟：

S1設置渣土傳送皮帶；

S2在渣土傳送皮帶爬升段正上方安裝激光掃描儀，激光掃描儀的掃描角度以覆蓋渣土傳送皮帶寬度為準，形成扇形輪廓面積；

S3出渣方量的計算

S31測量渣土傳送皮帶空轉時，激光掃描儀掃描渣土傳送皮帶的單位時間t內扇形輪廓面積S₀，記為系統標定值；

S32測量渣土傳送皮帶傳輸渣土時，激光掃描儀掃描渣土傳送皮帶的單位時間t內扇形輪廓面積S；

S33根據即得出渣方量；其中，v為渣土傳送皮帶的傳輸速度。

優選的是，設定系統閾值為S_x，當S＜S_x時，渣土量不累計。

優選的是，所述激光掃描儀掃描頻率設置為每秒20～60次。

優選的是，激光掃描儀的掃描角度為65°～115°。

本發明還提供了一種土壓平衡盾構機出渣方量動態測量裝置，包括：

編碼器，其安裝在渣土傳送皮帶水平端下方橫撐上，用于同步記錄渣土傳送皮帶單位時間t傳輸速度v，并通過傳輸線將數據傳送至控制盒；

激光掃描儀，其通過傳輸線將掃描數據傳送至控制盒；

控制盒，其通過傳輸線向激光掃描儀和編碼器發送指令，并接收編碼器和激光掃描反饋的數據；

工業PC，其通過傳輸線向控制盒發送指令，并接收控制盒反饋的數據。