[發明專利]一種盾構機渣土體積檢測裝置及其施工方法

有效

• 申請號: 202010918511.7
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111780670B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 楊再毅;劉昭君;蘇小勇;賀東明;王澤均;晏洪雨;符輝
• 申請（專利權）人: 中鐵工程服務有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01S17/58;G01S17/34;G01S7/48
• 代理公司: 成都智言知識產權代理有限公司 51282
• 代理人: 濮云杉

本發明公開了一種盾構機渣土體積檢測裝置及其施工方法，屬于軌道交通設備技術領域，解決了現有技術中盾構機渣土體積檢測實時性不高、檢測數據不精確、依靠工人進行分批檢測的方式低效等問題，其輸送管道包括輸送管道、高度檢測裝置和速度檢測裝置，其輸送管道包括固定螺栓、延伸裝置，輸送管道通過固定螺栓固接在盾構機出渣口，延伸裝置頂部和一側裝有檢測裝置，檢測系統，檢測系統包括高度檢測裝置和速度檢測裝置，在輸送管道兩側設有出渣吹風機，出渣吹風機安裝在輸送管道的一側，本發明通過檢測系統和相應的機械結構實現了渣土體積的自動檢測，并能夠完成裝置本身殘余渣土的清理，有效提高了盾構機的工作效率。

技術領域

本發明屬于軌道交通設備技術領域，具體涉及一種盾構機渣土體積檢測裝置及其施工方法。

背景技術

盾構機是一種使用盾構法的隧道掘進設備，具體用于軟底土層的地下掘進作業，對于城市軌道交通的建設有著極其重要的意義，盾構機采用盾構法在地下進行挖掘工作，并能夠實時將挖掘后的隧道進行臨時支撐，起到挖掘、支撐、排土、襯砌的作用，保證了施工人員工作環境的安全性，并將地下隧道掘進效率提高了8-10倍。

在盾構機的地下作業中，需要排出大量的渣土，由盾構機的出渣口排出，并通過皮帶運輸方式將渣土運送至地面進行統一處理，現有技術中對渣土體積的檢測主要是通過人力進行檢測和設置在皮帶上方的檢測裝置進行檢測，人工檢測不能實時地對盾構機渣土體積進行分析、分析數據不準確，導致了盾構機如果挖超，不能第一時間反饋到司機，造成嚴重的施工事故，設置在皮帶上方的檢測裝置由于皮帶存在一定上升坡度，可能會發生渣土打滑回流的現象，導致檢測數據產生誤差。

發明內容

針對現有技術中對盾構機渣土體積檢測實時性較差、數據不準確的問題，本發明提供一種盾構機渣土體積檢測裝置及其施工方法，其目的在于：采用紅外測距傳感器與光纖探頭實時檢測盾構機渣土的體積，并反饋給監測計算機，司機根據渣土數據判斷是否已經挖超，并及時做出盾構機前進速度的調整，避免出現地面塌陷等施工事故的發生。

本發明采用的技術方案如下：

一種盾構機渣土體積檢測裝置，包括：用于與盾構機出渣口固接的輸送管道，所述輸送管道內設置有高度檢測裝置和速度檢測裝置，所述高度檢測裝置和速度檢測裝置位于輸送管道遠離盾構機出渣口的一端，所述高度檢測裝置和速度檢測裝置分別連接有計算機。

采用上述方案，當盾構機開始進行挖掘作業之前，計算機對高度檢測裝置和速度檢測裝置根據精度要求設置頻率為Z赫茲，并通過1/Z計算出每兩次檢測的時間間隔，啟動盾構機，當渣土流過高度檢測裝置與速度檢測裝置時，速度檢測裝置將檢測到的速度傳輸給計算機，高度檢測裝置將檢測到的渣土高度傳輸給計算機，計算機通過渣土的高度與紅外測距傳感器的間距計算出渣土的橫截面積，根據渣土速度與每兩次檢測的時間間隔計算出渣土沒兩次檢測移動的距離，并用渣土移動的距離乘以渣土的橫截面積得到渣土的體積。高度檢測裝置和速度檢測裝置固定設置在原理盾構機出渣口的一端，能夠避免渣土在拐角處的飛濺，從而造成檢測誤差，本發明將高度檢測裝置與速度檢測裝置固定安裝在位于皮帶上方的輸送管道內，有效避免了由于軟土層渣土濕滑，容易在皮帶上打滑造成數據誤差的現象，提高了檢測精度。

優選的，所述控制板均布有數個紅外測距傳感器，所述控制板固接在輸送管道的頂部。所述紅外測距傳感器能夠對流經傳感器的渣土進行實時的高度檢測，并將數據傳輸給監測電腦進行渣土截面體積的實時計算。

優選的，所述速度檢測裝置內部設有激光器、光纖波導管、光電探測器、耦合器、光纖探頭，所述激光器將激光照射進所述光纖波導管中設置的光纖，所述光纖波導管通過輸入接口與耦合器連接，所述光纖探頭通過輸出端口與耦合器連接，所述光電探測器通過耦合端口與耦合器連接，本發明的速度檢測裝置使用斐索干涉法，將所述光纖探頭的反射光作為參考光，將渣土流體的微粒光作為信號光，通過所述耦合器傳輸給光電探測器，得到渣土實時速度。