[發(fā)明專利]一種大直徑盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)關(guān)鍵位置受力檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010316460.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111637990B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石泉;柳一凡;吳遁;曹洪波;李濤;彭碧林;李軍武;寧波;楊妹;夏毅敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新疆額爾齊斯河流域開(kāi)發(fā)工程建設(shè)管理局;中鐵十四局集團(tuán)隧道工程有限公司;中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/00
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/00;G01B21/32
• 代理公司: 長(zhǎng)沙和誠(chéng)容創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43251
• 代理人: 彭慶

本發(fā)明提供一種盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)關(guān)鍵位置受力的檢測(cè)方法，在盾構(gòu)機(jī)出廠前預(yù)先在相關(guān)位置埋入應(yīng)變計(jì)，并在工廠中模擬盾構(gòu)機(jī)在施工中可能遇到的各種受力狀況，對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，得到各測(cè)點(diǎn)精確的受力?應(yīng)變換算關(guān)系，從而準(zhǔn)確的反應(yīng)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)外部的受力狀態(tài)，達(dá)到對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)外部環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，達(dá)到在外部環(huán)境異常時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并停機(jī)調(diào)整的目的，確保盾構(gòu)機(jī)安全可靠的工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大直徑盾構(gòu)機(jī)隧道開(kāi)挖地下施工檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大直徑盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)關(guān)鍵位置受力檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)機(jī)是一種利用盾構(gòu)法進(jìn)行隧道開(kāi)挖的隧道掘進(jìn)機(jī)，是集機(jī)、電、液一體的大型地下施工設(shè)備，它集合了地下隧道施工過(guò)程中的開(kāi)挖、出渣、支護(hù)、注漿、導(dǎo)向等全部功能，廣泛應(yīng)用于軟土地層下的交通、水利等地下工程的開(kāi)挖建設(shè)。盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)由刀盤(pán)系統(tǒng)、盾體、后配套設(shè)施等組成。大直徑盾構(gòu)機(jī)在施工過(guò)程中，由于地下外部環(huán)境較為復(fù)雜，且地質(zhì)條件隨時(shí)會(huì)產(chǎn)生突變，例如在較好的地層掘進(jìn)中掌子面遭遇破碎帶、較硬孤石等情況，這就可能會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)面板產(chǎn)生較大變形，甚至開(kāi)裂等問(wèn)題，這些情況都會(huì)影響工程的施工進(jìn)度，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)的受力檢測(cè)是極其重要的，通過(guò)對(duì)刀盤(pán)系統(tǒng)的應(yīng)變檢測(cè)及前期的標(biāo)定得到刀盤(pán)系統(tǒng)的受力情況從而真實(shí)可靠的反應(yīng)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)外邊受力狀況是亟需解決的問(wèn)題。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)關(guān)鍵位置應(yīng)變檢測(cè)方法及受力-應(yīng)變關(guān)系的研究相對(duì)較少，并且由于刀盤(pán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境較為復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)選點(diǎn)測(cè)試也較為麻煩。雖然有學(xué)者做過(guò)一定的研究，但都是在較易貼片的位置來(lái)進(jìn)行測(cè)量或者是采用三維激光掃描等方法，這些方法或是不能對(duì)難以貼片的位置進(jìn)行測(cè)量，或是測(cè)量的精度不夠，因此具有一定的局限性和片面性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)關(guān)鍵位置受力的檢測(cè)方法，在盾構(gòu)機(jī)出廠前預(yù)先在相關(guān)位置埋入應(yīng)變計(jì)，并在工廠中模擬盾構(gòu)機(jī)在施工中可能遇到的各種受力狀況，對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，得到各測(cè)點(diǎn)精確的受力-應(yīng)變換算關(guān)系，從而準(zhǔn)確的反應(yīng)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)外部的受力狀態(tài)，達(dá)到對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)外部環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，達(dá)到在外部環(huán)境異常時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并停機(jī)調(diào)整的目的，確保盾構(gòu)機(jī)安全可靠的工作。

本發(fā)明提供的解決技術(shù)方案如下：

一種大直徑盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)關(guān)鍵位置受力檢測(cè)方法，步驟一：在盾構(gòu)機(jī)出廠前，將應(yīng)變計(jì)按照刀盤(pán)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)關(guān)鍵位置布置模型上的測(cè)點(diǎn)位置與盾構(gòu)機(jī)上對(duì)應(yīng)的位置埋入盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)中；

步驟二：利用屏蔽線將位于盾構(gòu)機(jī)上的應(yīng)變計(jì)、信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)、信號(hào)調(diào)理器和無(wú)線發(fā)射模塊對(duì)應(yīng)電連接，所述信號(hào)接收模塊與所述無(wú)線發(fā)射模塊相匹配，用于接收無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)出的信號(hào)，所述信號(hào)接收模塊與安裝在盾構(gòu)機(jī)控制室的上位機(jī)通過(guò)屏蔽線連接；

步驟三：上位機(jī)實(shí)時(shí)記錄盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)上的各測(cè)試點(diǎn)的應(yīng)變值，并匹配標(biāo)定時(shí)的各種工況，按照特定工況下各測(cè)試點(diǎn)的標(biāo)定曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將測(cè)得的應(yīng)變值轉(zhuǎn)換為各處的受力，按照盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)各部位的許用受力給各處測(cè)試點(diǎn)的受力設(shè)定閾值，當(dāng)檢測(cè)到的受力大于設(shè)定的閾值時(shí)，上位機(jī)即報(bào)警停機(jī)。

在施工過(guò)程中通過(guò)布置在刀盤(pán)系統(tǒng)中的應(yīng)變計(jì)來(lái)檢測(cè)相應(yīng)位置的應(yīng)變狀態(tài)，通過(guò)標(biāo)定得到的受力-應(yīng)變換算關(guān)系得到刀盤(pán)系統(tǒng)的外部受力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)盾構(gòu)機(jī)異常掘進(jìn)的警報(bào)。

盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)施工的過(guò)程中，當(dāng)遇到地質(zhì)異常突變時(shí)，例如在較好的地層掘進(jìn)中掌子面遭遇破碎帶、較硬孤石等情況，盾構(gòu)機(jī)與外部環(huán)境之間會(huì)有相互作用，使得刀盤(pán)系統(tǒng)的某些部分承受超出其許用應(yīng)力的外力，從而使刀盤(pán)系統(tǒng)產(chǎn)生大變形甚至開(kāi)裂，影響施工進(jìn)程甚至導(dǎo)致停機(jī)。為了減少這種情況，可以在出廠前將應(yīng)變計(jì)按照刀盤(pán)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)關(guān)鍵位置布置模型埋入盾構(gòu)機(jī)中，并通過(guò)模擬可能遇到的不同工況來(lái)標(biāo)定，得到刀盤(pán)系統(tǒng)的受力-應(yīng)變關(guān)系，在施工過(guò)程中通過(guò)布置在刀盤(pán)系統(tǒng)中的應(yīng)變計(jì)來(lái)檢測(cè)相應(yīng)位置的應(yīng)變，通過(guò)標(biāo)定得到的受力-應(yīng)變關(guān)系得到刀盤(pán)系統(tǒng)的外部受力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)盾構(gòu)機(jī)異常掘進(jìn)環(huán)境的警報(bào)。