[发明专利]一种实现矩形盾构抗偏载的推进液压缸调节方法

说明书

本发明公开了一种实现矩形盾构抗偏载的推进液压缸调节方法，基于矩形盾构在掘进过程中的受力模型，根据所测的每个推进液压缸的推力大小，反推出外部载荷作用于盾构上的合外阻力矩，定义与合外阻力矩垂直方向的线为布局位置线，通过调节矩形盾构中相距布局位置线行程最短的一个对角点两边的液压缸位置，即调节矩形对角点相邻长边与短边各一个液压缸，且这两个液压缸位置距离对角点最近，从而实现盾构推进系统液压缸布局优化，最终达到每个液压缸的推力值相等，从而使得液压缸作用于管片上的力均匀，防止管片破损，解决了盾构由于地质条件差异或自重，变向载荷引起的偏载现象。

技术领域

本发明属于盾构隧道技术领域，特别涉及一种实现矩形盾构抗偏载的推进液压缸调节方法。

背景技术

矩形盾构推进系统是矩形盾构的关键组成部分，主要承担着整个盾构的掘进任务。但现有的推进系统都不能解决盾构由于特殊地质条件或自重，外部变向载荷所带来的偏载现象，过大的偏载会导致管片被压溃，从而造成管片漏水，最终影响隧道的施工质量；现有技术对外部偏载的调节方法为需要调节所有的液压缸，而一次性调节所有液压缸的位置不仅调节难度加大，而且效率低。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种实现矩形盾构抗偏载的推进液压缸调节方法，通过计算其合外阻力矩，确定布局位置线，然后调节矩形盾构中相距布局位置线行程最短的一个对角点两边的液压缸位置，从而实现盾构推进系统液压缸布局优化，最终达到每个液压缸的推力值相等，从而实现矩形盾构的抗偏载。

具体实现方案为：一种实现矩形盾构抗偏载的推进液压缸调节方法，具体包括如下步骤：

S1：在矩形盾构的每个液压缸进油口安装压力传感器，所述压力传感器与中央控制器连接；所述中央控制器连接显示模块；

S2：建立笛卡尔空间坐标系；矩形盾构液压缸在矩形隔板上沿四周均匀布置，以矩形中心为坐标原点，z轴平行于盾构轴线且方向与掘进方向相反，y轴垂直于z轴指向地面，x轴由右手定则确定；

S3：中央控制器上的数据采集与处理模块根据压力传感器上的压力值测得的每个液压缸推力值和预设推进系统液压缸坐标值计算得到x轴方向所有液压缸的总外阻力矩和y轴方向所有液压缸的总外阻力矩，进一步通过平行四边形法则对该两外阻力矩进行合成得到合外阻力矩；

S4：通过分析得出合外阻力矩的方向，设置过原点并垂直于合外阻力矩方向的线为布局位置线，通过调节矩形盾构四个对角点中相距布局位置线距离最短的一个对角点处x轴平行边和y轴平行边各一个液压缸位置，使得每个液压缸的推力值相等。

进一步的，所述步骤S1中通过中央控制器上的数据采集与处理模块进行分析计算， x与y方向的合外阻力矩的具体计算公式如下：