[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

本發明提出了一種多模式掘進機土壓監測系統及其工作方法，包括前隔板和后隔板，所述前隔板上至少安裝有一組第一控制閥，第一控制閥上部安裝有中繼接頭，中繼接頭上部安裝有壓力傳感器，中繼接頭通過介質注入通道分別與膨潤土管路和沖洗水管路相連通，介質注入通道安裝有控制閥組，壓力傳感器通過傳感器連接線與控制器相連接，傳感器連接線安裝在傳感器接線通道內，控制器分別與控制閥組和上位機相連接；所述介質注入通道和傳感器接線通道均安裝在后隔板上。本發明通過沖洗水管路結合膨潤土管路注入到傳感器檢測通道，不僅可以適應多種掘進機機型對水土壓力的實時監測，減少了停機成本。

技術領域

本發明涉及掘進機土壓監測的技術領域，尤其涉及一種多模式掘進機土壓監測系統及其工作方法。

背景技術

傳統掘進機在掘進過程中，采用一種固定不變的掘進機機型，遇到多變的地質條件時，一種機型不能適應此種隧道，因此對設備安全、隧道工期會造成很大的影響。針對此種情形，越來越多的盾構廠家開發了多模式掘進機，傳統掘進機的土壓監測模式下土壓盾構采用土壓傳感器、泥水盾構采用泥水傳感器、硬巖盾構（TBM）則不安裝傳感器，每次模式轉換需要就不同的傳感器進行不同的處理，工序復雜、停機成本較高、影響生產進度，不同傳感器的備品備件又造成了采購成本的增加。

發明內容

針對目前多模式掘進機不同模式工況下，每次模式轉換需要就不同的傳感器進行不同的處理影響生產進度的技術問題，本發明提出一種多模式掘進機土壓監測系統及其工作方法。

為了解決上述問題，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種多模式掘進機土壓監測系統，包括前隔板和后隔板，所述前隔板上至少安裝有一組第一控制閥，第一控制閥上部安裝有中繼接頭，中繼接頭上部安裝有壓力傳感器，中繼接頭通過介質注入通道分別與膨潤土管路和沖洗水管路相連通，介質注入通道安裝有控制閥組，壓力傳感器通過傳感器連接線與控制器相連接，傳感器連接線安裝在傳感器接線通道內，控制器分別與控制閥組和上位機相連接；所述介質注入通道和傳感器接線通道均安裝在后隔板上。

優選地，所述后隔板上安裝有隔板接頭，介質注入通道和傳感器接線通道分別通過隔板接頭安裝在后隔板上。

優選地，所述第一控制閥、中繼接頭、介質注入通道、控制閥組、膨潤土管路和沖洗水管路整體組成單路掘進機多模式注入管路，所述壓力傳感器、傳感器接線通道、控制器以及上位機整體組成掘進機土壓監測單元，掘進機土壓監測單元與單路掘進機多模式注入管路整體組成單路多模式掘進機土壓監測系統。

優選地，所述控制閥組包括開關閥和止回閥；所述介質注入通道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和沖洗水管路相連通，開關閥和止回閥安裝在介質注入支管上且介質注入總管通過隔板接頭安裝在后隔板上。

優選地，所述第一控制閥的設置數量為兩組，兩組第一控制閥上的中繼接頭通過并聯設置的介質注入通道分別與膨潤土管路和沖洗水管路相連通。

一種多模式掘進機土壓監測系統的工作方法，包括以下步驟：

S1、將第一控制閥安裝在前隔板上，中繼接頭安裝在第一控制閥和壓力傳感器中間，利用壓力傳感器實時監測土壓模式下掘進機土壓監測，傳感器連接線通過傳感器接線通道經過后隔板的隔板接頭連接到控制器上，中繼接頭的另一個接口通過介質注入通道將沖洗水或膨潤土注入到壓力傳感器端部，并通過第一控制閥經前隔板注入開挖倉；

S2、土壓模式：控制器控制連接膨潤土管路的開關閥定時打開，通過膨潤土泵的泵送，膨潤土被輸送入中繼接頭通過第一控制閥后送入開挖倉，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，利用壓力傳感器實時監測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