[发明专利]泥水平衡盾构泥浆密度检测装置及其检测方法

说明书

本发明提供一种泥水平衡盾构泥浆密度检测装置及其检测方法，通过水平管与竖直管间隔连接构成盾构泥水的进泥管道及排泥管道，并在进泥管道或排泥管道上分别设置用以检测的水平管与竖直管管内压差的压力传感器，形成一种“Г”型差压差动装置，以消除动态流体力学的各种扰动因素对重力法检测管道泥浆密度产生的误差，解决了现有技术中，采用重力原理简单运用静态泥浆密度公式测量具有一定流量的泥浆密度造成检测误差极大，以及采用伽玛密度计存在维护管理复杂导致费时费力很不方便等技术问题。

技术领域

本发明涉及泥水平衡式盾构技术领域，具体涉及泥水平衡盾构泥浆密度检测装置及其检测方法。

背景技术

泥水平衡式盾构掘进施工，具有施工效率高、渣土运输便捷、地面建筑物沉降控制好等优点，在城市大直径公路隧道施工中广泛应用。泥浆循环是泥水盾构的关键技术，进出盾构泥浆比重控制是控制盾构掘进质量的重要基础。泥水处理系统通过调节进出盾构机泥浆的密度等指标，排出渣土，为盾构提供能够满足稳定开挖面的泥浆。

泥水平衡盾构泥水管道的泥浆密度检测主要有重力原理和放射性物质原理二种检测方法。

其一，重力原理适用于检测泥水管道不沉淀均匀介质静态泥浆密度，其可通过下式(1)计算获得：

σ＝dp/gh (1)

其中g是重力常数，dp是在h(被测点高度差)工况下的差力压。

盾构施工过程中需要测得泥水管道内具有一定流速的泥浆密度。由于管道内动态泥水测点的压力会随泥水流量而变，以及动态泥水湍流等复杂流体力学因素，所以简单运用静态泥浆密度公式测量具有一定流量的泥浆密度会造成很大的检测误差。

其二，伽玛密度计原理，是将伽玛密度计的放射源置于铅罐内、安装在被测管道一侧，探测器安装在管道另一侧。伽玛射线穿过管道和被测介质，一部分射线被泥水介质散射和吸收，剩余部分被管道另一侧的探测器接收。介质吸收的射线与被测介质的密度呈指数吸收规律，经计算可得出介质的密度。

用伽玛密度计检测动态泥水管路内泥浆密度的优点是检测精度高，可达到0.2％。缺点是维护管理复杂，在工程实际应用中，重复使用需要标定，具有放射源的伽玛密度计标定受环境保护部门严格监督、费时费力很不方便。

综上，现有的泥水平衡盾构泥浆密度检测装置及其检测方法仍有不完备而需要进一步改进之处。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种泥水平衡盾构泥浆密度检测装置及其检测方法，通过水平管与竖直管间隔连接构成盾构泥水的进泥管道及排泥管道，并在进泥管道或排泥管道上分别设置用以检测的水平管与竖直管管内压差的压力传感器，形成一种“Г”型差压差动装置，以消除动态流体力学的各种扰动因素对重力法检测管道泥浆密度产生的误差，解决了现有技术中，采用重力原理简单运用静态泥浆密度公式测量具有一定流量的泥浆密度造成检测误差极大，以及采用伽玛密度计存在维护管理复杂导致费时费力很不方便等技术问题。