[發明專利]多模式掘進機土壓監測系統及其工作方法

有效

• 申請號: 202011611067.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN113309530B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 張杰;周小磊;趙云輝;俞培德;吳豪;吳書航;袁丹;郭志勇;李嘉欣;趙康峰;劉曉瑞;張龍飛;趙石
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 李博

1.一種多模式掘進機土壓監測系統，包括前隔板（1）和后隔板（2），其特征在于，所述前隔板（1）上至少安裝有一組第一控制閥（22），第一控制閥（22）上部安裝有中繼接頭（21），中繼接頭（21）上部安裝有壓力傳感器（20），中繼接頭（21）通過介質注入通道（10）分別與膨潤土管路（6）和沖洗水管路（5）相連通，介質注入通道（10）安裝有控制閥組，壓力傳感器（20）通過傳感器連接線與控制器（3）相連接，傳感器連接線安裝在傳感器接線通道（11）內，控制器（3）分別與控制閥組和上位機（4）相連接；所述介質注入通道（10）和傳感器接線通道（11）均安裝在后隔板（2）上；

將沖洗水管路結合膨潤土管路通過介質注入通道注入由第一控制閥與中繼接頭組成的傳感器檢測通道內，利用中繼接頭上部安裝的壓力傳感器實時監測傳感器檢測通道內注入介質承壓，進而獲得開挖倉內壓力，不同模式下僅需切換沖洗水管路或膨潤土管路。

2.根據權利要求1所述的多模式掘進機土壓監測系統，其特征在于，所述后隔板（2）上安裝有隔板接頭（9），介質注入通道（10）和傳感器接線通道（11）分別通過隔板接頭（9）安裝在后隔板（2）上。

3.根據權利要求1或2所述的多模式掘進機土壓監測系統，其特征在于，所述控制閥組包括開關閥（8）和止回閥（7）；所述介質注入通道（10）包括介質注入總管和介質注入支管，介質注入總管通過兩組并聯設置的介質注入支管分別與膨潤土管路（6）和沖洗水管路（5）相連通，開關閥（8）和止回閥（7）安裝在介質注入支管上且介質注入總管通過隔板接頭（9）安裝在后隔板（2）上。

4.根據權利要求3所述的多模式掘進機土壓監測系統，其特征在于，所述第一控制閥（22）的設置數量為兩組，兩組第一控制閥（22）上的中繼接頭（21）通過并聯設置的介質注入通道（10）分別與膨潤土管路（6）和沖洗水管路（5）相連通。

5.根據權利要求4所述的多模式掘進機土壓監測系統的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將第一控制閥（22）安裝在前隔板（1）上，中繼接頭（21）安裝在第一控制閥（22）和壓力傳感器（20）中間，利用壓力傳感器（20）實時進行掘進機土壓監測，傳感器連接線通過傳感器接線通道（11）經過后隔板（2）的隔板接頭（9）連接到控制器（3）上，中繼接頭（21）的另一個接口通過介質注入通道（10）將沖洗水或膨潤土注入到壓力傳感器（20）端部，并通過第一控制閥（22）經前隔板（1）注入開挖倉；

S2、土壓模式：控制器控制連接膨潤土管路的開關閥（8）定時打開，通過膨潤土泵的泵送，膨潤土被輸送入中繼接頭（21）通過第一控制閥（22）后送入開挖倉，膨潤土的定時注入，將開挖倉的渣土隔絕在前隔板外部；在膨潤土泵送過程中，利用壓力傳感器（20）實時進行土壓模式下掘進機土壓監測，膨潤土注入時壓力的波動不對測量造成影響；

S3、泥水模式：控制器（3）控制連接沖洗水管路的開關閥（8）定時打開，通過沖洗水的注入，沖洗水進入中繼接頭（21）通過第一控制閥（22）送入開挖倉，將開挖倉的泥漿隔絕在前隔板外部；在沖洗水泵送過程中，利用壓力傳感器（20）實時進行泥水模式下掘進機土壓監測，沖洗水注入時壓力的波動同樣不對測量造成影響；

S4、根據步驟S2和S3，當土壓模式和泥水模式進行轉換時，不需要額外的操作，通過控制器（3）控制對應連通沖洗水管路（5）或膨潤土管路（6）的開關閥（8）切換開啟即實現了土壓模式或泥水模式切換；

S5、根據步驟S4，當土壓模式/泥水模式切換成為TBM模式時，TBM模式下不需要進行壓力檢測，工作人員進入前隔板（1）和后隔板（2）中間的倉體內，手動將第一控制閥（22）關閉或通過控制器控制第一控制閥（22）關閉，上位機不再進行壓力采集。