[發明專利]盾構機的排土量測量方法、系統及介質

有效

• 申請號: 202011018619.7
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112211672B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 劉志誠;陳美婷;王貫洲;陳國昌;鄭楊銳;朱永亮;靳建偉;何自行;李川
• 申請（專利權）人: 廣東欣龍隧道裝備股份有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21D9/00;E21D9/12
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃廣龍

本發明公開了一種盾構機的排土量測量方法、系統及介質，其中方法包括以下步驟：接收實時測量數據，所述測量數據至少包括傳輸渣土的皮帶機的皮帶速度、渣土的密度、斷面面積、當前渣土的溫度以及挖掘行程；通過所述測量數據計算排土偏差量；基于所述排土偏差量進行超欠挖監控報警。其中系統包括：皮帶測速儀；排土量掃描儀；測溫儀；排土量里程計；控制盒，用于控制所述皮帶測速儀、排土量掃描儀、測溫儀和排土量里程計工作；以及工控機。本發明至少具有以下有益效果：本發明能夠提高施工質量和效率。

技術領域

本發明涉及軌道交通領域，特別涉及一種盾構機的排土量測量系統及方法。

背景技術

軌道交通在近幾年進入了快速發展的階段，城市軌道交通的建設在各大城市 全面鋪開。目前城市軌道交通區間隧道的施工主要為盾構法，盾構法又主要分為 泥水平衡盾構和土壓平衡盾構，因為地層原因，一般地鐵隧道施工主要采取土壓 平衡法。在土壓平衡盾構施工中，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。

采用人工對盾構超欠挖的進行判斷的方式中存在實時性差、準確度低等缺陷， 遠不能滿足復雜地質條件下盾構掘進的施工要求。尤其在軟弱地層中盾構掘進施 工時，由于盾構出渣超方，引發地面沉降超限、塌陷、地下管線變形破壞、地表 建構筑物傾斜等安全事故屢有發生。

皮帶輸送機系統是在出土口加裝皮帶架及皮帶將皮帶輸送機運出渣土轉入 皮帶輸送機水平運輸段，水平運輸段一直輸送到吊裝井到達垂直運輸段，垂直運 輸段起升運輸到渣土池，皮帶輸送機要與盾構機皮帶運輸機步調一致需在盾構機 操作室安裝控制系統。只要通過皮帶秤輸送機在輸送渣土，電子皮帶秤就可以在 輸送過程中完成稱重，屬于邊送邊稱重，做到了連續不間斷的計量，這也在很大 程度上提高了工作效率，不需要人工干預，但電子皮帶秤的缺點也很明顯，如計 量精度不高的問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一 種盾構機的排土量測量方法，能夠提高施工質量和效率。

本發明還提出一種的盾構機的排土量測量系統。

本發明還提出一種具有上述盾構機排土量測量方法的計算機可讀存儲介質。

根據本發明的第一方面實施例的一種盾構機的排土量測量方法，所述方法包 括以下步驟：接收實時測量數據，所述測量數據至少包括傳輸渣土的皮帶機的皮 帶速度、渣土的密度、斷面面積、當前渣土的溫度以及挖掘行程；通過所述測量 數據計算排土偏差量；基于所述排土偏差量進行超欠挖監控報警。

根據本發明實施例的盾構機的排土量測量方法，至少具有如下有益效果：排 土量測量方法通過排土量掃描儀和皮帶速度測量儀，結合皮帶速度、渣土的密度、 斷面面積、當前渣土的溫度以及挖掘行程等測量數據，更加準確的對排土量連續 不間斷的實時監控，并對土方量超欠挖監控報警，保證了盾構掘進的安全。

根據本發明的一些實施例，所述通過所述測量數據計算排土偏差量包括：根 據所述皮帶速度、渣土的密度和斷面面積以及當前渣土的溫度，計算實際排土量， 公式如下：其中，t表示時間，ρ表示 斷面掃描密度，s表示斷面掃描面積，v表示所述皮帶速度，T表示出土時間，μ表示 當前溫度補償系數。