[发明专利]一种隧道衬砌施工的自动化控制方法

说明书

一种隧道衬砌施工的自动化控制方法，控制系统集成了行走机构、液压系统、混凝土分配器、振捣装置以及温度传感器、流量计、视频监视器、压力传感器的各信息采集和控制程序，且配备有GPRS无线数传模块并能将隧道衬砌浇筑过程中的信息采集上传至项目部监控室，分配器能够串接数个分配管，温度传感器及流量计分别用于检测采集混凝土入模温度及浇筑量并实施浇筑自动控制，视频监视器监控实时工作画面信息采集传输至项目部监控室，振捣装置实现对混凝土的振捣自动控制作业，压力传感器检测采集混凝土浇筑过程中各点的压力并显示混凝土浇筑的高度，控制系统对隧道衬砌浇筑过程中采集的数据进行集中分析并发出控制指令，将检测到的数据上传至项目部监控室。

技术领域

本发明属于隧道衬砌施工技术领域，尤其是一种隧道衬砌施工的自动化控制方法。

背景技术

衬砌是承载地层压力、防止围岩变形塌落的隧道主体建筑物，其施工质量直接影响隧道的施工和运营安全。衬砌台车是隧道衬砌施工过程中使用的机械设备。衬砌台车的外侧弧面是弧形模板，与隧道初期支护墙体形成一个密闭空间并用混凝土填充之，待混凝土凝固后再拆除弧形模板，隧道衬砌即可完成浇筑。

由于衬砌施工的封闭性，在衬砌浇筑过程中的混凝土浇筑量、混凝土入模温度及混凝土压力等数据无法准确核算，这为施工中混凝土的生产组织、混凝土质量控制、衬砌浇筑质量控制带来不少问题，最终将影响到衬砌施工质量。

现有的衬砌台车自动化控制水平低，混凝土分配和振捣装置需要大量的人工劳动，施工效率低，使得衬砌施工质量难以保证，也解决不了上述问题。

将衬砌台车和振捣装置组合一起并添加功能明确的各检测设备以实现隧道衬砌施工的自动化控制方法还未见相关报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种隧道衬砌施工的自动化控制方法，可对衬砌浇筑过程中的混凝土浇筑量、温度和压力进行检测，对衬砌施工过程进行自动化控制，极大提高衬砌施工的自动化水平，降低工人劳动强度，提高衬砌施工质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种隧道衬砌施工的自动化控制方法，隧道衬砌使用到衬砌台车、混凝土分配器、控制系统、温度传感器、流量计、视频监视器、振捣装置、压力传感器，衬砌台车主要配置有行走机构和液压系统，分配器能够串接数个分配管，其特征是：

控制系统配置在衬砌台车任一侧的底部，控制系集成了行走机构、液压系统、混凝土分配器、振捣装置以及温度传感器、流量计、视频监视器、压力传感器的各信息采集和控制程序，且配备有GPRS无线数传模块并能将隧道衬砌浇筑过程中的信息采集上传至项目部监控室，控制系统能够进行浇筑量测算、浇筑实时数据显示、拱顶空洞密实度检测、浇筑自动控制、振捣自动控制、行走机构控制、液压系统控制、视频监控及无线通讯，所述浇筑量测算功搭载有全站仪数据接口，能够上传全站仪测得的隧道空间结构尺寸数据；所述浇筑实时数据显示分为实时浇筑位置显示、混凝土浇筑量显示和混凝土入模温度显示；所述浇筑自动控制通过控制混凝土分配器各出口实现；所述行走机构控制及所述液压系统控制则分别对应行走机构及液压系统；所述无线通讯通过隧道内部的GPRS无线数传模块实现，通过该GPRS无线数传模块将所有运行数据远传至项目部监控室；

混凝土分配器配置在隧道衬砌台车上部且串接有数个分配管，各分配管用于快速分配浇筑隧道衬砌所需的混凝土，在各分配管的末端分别配置有温度传感器和流量计，各温度传感器及流量计分别用于检测采集所述混凝土入模温度及所述混凝土浇筑量并实施所述浇筑自动控制；

视频监视器配置在衬砌台车前进方向一侧的拱顶部位，能将各设备上需要监控的实时所述视频监控工作画面信息采集传输至项目部监控室；

振捣装置配置在衬砌台车上方的弧形模板上，在控制系统的操控下实现对混凝土的所述振捣自动控制作业；