[发明专利]大断面矩形隧道掘进机监控与转接方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，尤指一种大断面矩形隧道掘进机监控与转接方法及系统。

背景技术

大断面矩形隧道掘进机是近年发展出来的新兴地下掘进技术，在使用掘进机进行顶管法施工时，具有地下空间利用率高、施工快速、管节强度大等优点。由于工法的特殊性，该类型隧道掘进机的监控室设立在地面，必须通过通讯线缆链接地面与地下的通讯网络。并且顶管法施工需要在每次施工一定距离后拆除所有通讯线缆和供电线缆并放置环形的封闭管节(该过程称之为转接)，管节拼装完成后，再连通所有的通讯线缆和供电线缆，继续进行顶管掘进。

传统的小断面矩形掘进机，以上海伊犁路工程所用机型为例，断面长宽约为4.2m*6.9m。掘进机总功率为281kw，只需从地面的高压箱变引入三路4芯电缆(规格：YCW—3×150+1×50mm2)，监控方式采用有线通讯的方式，通讯线缆为一根8芯以太网单层屏蔽双绞线(modbus tcp/ip协议)。每掘进1.5米需要拆除3路供电电缆和通讯线缆，完成管片的拼接后，恢复这3路电缆以及通讯线缆。这样每隔1.5米拆除各种线缆、完成拼接、恢复线缆需要耗时将近1小时，影响隧道施工进度。

大断面矩形掘进机，以郑州下穿中州大道工程所用机型为例，断面长宽约为7.5m*10.4m。面积大大增加，掘进机的总功率增至2200kw，与上面介绍的传统小断面掘进机相比，供电电缆从原来的3路增至20路，且电缆截面积也有所增加，面对转接时，所需的时间将近8小时。耗时过长，也是工期所不允许的。为此大断面矩形掘进机必须将高压箱变引入地下，避免这么多路的低压端电缆转接，然而问题接踵而至。首先，由于工作井的限制，在施工初期的几十米内，地下井内无法完全放置高压箱变以及控制箱柜等设备，初期电缆的转接相当没有规律且繁杂。其次，随着隧道空间的增加，设备依次放入后，由于高压箱变的存在，通讯线缆受极大干扰，传统的有线通讯方式已经无法满足掘进机监控的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大断面矩形隧道掘进机监控与转接方法及系统，解决现有大断面转接施工时需拆除供电电缆和通讯线缆带来的耗时问题及高压箱变影响通讯线缆的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明一种大断面矩形隧道掘进机监控与转接方法，包括：

将一对无线通讯接入设备分别设于隧道进口处和掘进机机头处，其中，隧道进口处的无线通讯接入设备连接中央控制室，掘进机机头处的无线通讯接入设备连接机头的控制中心和摄像头，通过所述的一对无线通讯接入设备，形成点对点传输数据的无线通信网络，实现所述中央控制室与所述控制中心之间的无线信号传输；

将掘进机内的各个电气设备的接线集成连接于转接箱上，并于所述转接箱上为这些接线设置第一供电接口，于隧道进口处的电气箱柜上设置第二供电接口；

提供电缆，将电缆的一端制成匹配所述第一供电接口的第一重载接头，另一端制成匹配所述第二供电接口的第二重载接头；

将电缆的所述第一重载接头插入所述第一供电接口，所述第二重载接头插入所述第二供电接口，实现所述电气箱柜为所述的各个电气设备供电。

采用无线通讯接入设备形成点对点传输数据的无线通讯网络，避免了高压箱变对通讯线缆的影响，也节省了拼装管节时拆除通讯线缆和安装通讯线缆的时间。供电电缆采用集成式的电缆转接方法，将各个电气设备的接线集成于转接箱上，转接箱和电气箱柜分别与电缆之间设置匹配的供电接口和重载接头，拼装管节时，只需将电缆上的重载接头与转接箱和电气箱柜拆除即可，无需一一拆除和安装每个电气设备的电缆，提高了转接环节的速度，也提高了转接的安全性。

本发明大断面矩形隧道掘进机监控与转接方法的进一步改进在于，所述的一对无线通讯接入设备进行无线信号传输时，对传输信号进行加密，且屏蔽开放式的无线信号。

本发明大断面矩形隧道掘进机监控与转接方法的进一步改进在于，还增设有与任一中继间对应的一对无线通讯接入设备，所述一对无线通讯接入设备之间形成点对点传输数据的无线通讯网络，其中一个无线通讯接入设备设于隧道进口处，并与所述中央控制室连接，另一个无线通讯接入设备设于隧道内对应的中继间，并与所述中继间处的摄像头连接。

本发明大断面矩形隧道掘进机监控与转接方法的进一步改进在于，将所述转接箱固定于所述掘进机内。

本发明一种大断面矩形隧道掘进机监控与转接系统，包括：