[发明专利]一种用于泥水平衡盾构的泥浆管磨损智能监控系统

说明书

一种用于泥水平衡盾构的泥浆管磨损智能监控系统，可以实现对盾构施工过程泥浆管状态的监测，从而有利于减小管壁的磨损。其中，pH监测装置和pH值调和装置、流速控制装置和流量监测装置以及壁厚监测装置均与数据采集处理系统信号连接，并执行如下动作：当泥浆进入泥浆管，pH监测装置测定其pH值，数据采集处理系统判断若pH值不在合理范围内，则指令pH中和装置进行调和；流量监测装置设置在流速控制装置的下游侧，流量监测装置监测泥浆管的流量，反推泥浆管内泥浆流速，数据采集处理系统判断流速的变动，并指令流速控制装置调整泥浆流速；壁厚监测装置用于实时监测测点处泥浆管壁厚，监测的数据传输给所述数据采集处理系统，以对其进行风险评估。

技术领域

本发明涉及一种泥水平衡盾构的监控系统，尤其涉及一种适用于泥水平衡盾构的泥浆管磨损智能监控系统。

背景技术

盾构法隧道施工具有对周边环境影响小、施工速度快、不受覆土深度影响等优点，在城市建设中被广泛采用。泥水平衡盾构通过加压泥水或泥浆来稳定开挖面，适用于含水率较高、软弱的淤泥质粘土层、松散的砂土层、沙砾层、卵石层和硬土的互层等地层，特别适用于地层含水量大、上方有水体的越江隧道和海底隧道。泥浆循环系统是泥水平衡盾构施工的重要组成部分，直接关系到开挖面的稳定与渣土的及时排放，以及泥水盾构施工的效率及成本控制，而泥浆管路又是整个泥浆循环系统中最脆弱的部分，易发生磨损。管路磨损后，补焊和更换管路是盾构隧道施工中引起非故障停机的最重要的原因之一，降低管路磨损、提高管路耐用性直接关系到施工效率与成本，并能有效调高施工安全的可靠性。研究表明，泥浆管管壁磨损与众多因素(如泥浆输送速度、攻角、磨粒粒度、级配、浓度和pH值等)有关，但由于目前缺乏泥浆管状态的监控系统与评价指标，无法实时感知与评价泥浆管的状态。因此，为了及时采取应对措施减小泥浆管的磨损，迫切需要研发泥水平衡盾构的泥浆管磨损智能监控系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于泥水平衡盾构的泥浆管磨损智能监控系统，可以实现对盾构施工过程泥浆管状态的监测，从而有利于减小管壁的磨损。

一种用于泥水平衡盾构的泥浆管磨损智能监控系统，其包括数据采集处理系统，用于泥浆pH智能监控的pH监测装置和pH值调和装置；用于泥浆流速监控的流速控制装置和流量监测装置；以及用于泥浆管壁厚报警的壁厚监测装置；其中，pH监测装置和pH值调和装置、流速控制装置和流量监测装置以及壁厚监测装置均与数据采集处理系统信号连接，并执行如下动作：当泥浆进入泥浆管，pH监测装置测定其pH值，数据采集处理系统判断若pH值不在合理范围内，则指令pH中和装置进行调和；流量监测装置设置在流速控制装置的下游侧，流量监测装置监测泥浆管的流量，反推泥浆管内泥浆流速，数据采集处理系统判断流速的变动，并指令流速控制装置调整泥浆流速；壁厚监测装置用于实时监测测点处泥浆管壁厚，监测的数据传输给所述数据采集处理系统，以对其进行风险评估。

在一个实施例方式中，两个pH监测装置分为上游侧pH监测装置和下游侧pH监测装置，pH中和装置设置在上游侧pH监测装置和下游侧pH监测装置之间，当泥浆进入泥浆管，即上游侧pH监测装置测定其pH值，若数据采集处理系统pH值不在合理范围内，则通过pH中和装置进行调和，调和后通过下游侧pH监测装置测量泥浆pH值，直至下游侧pH监测装置监测的泥浆pH值处于合理范围内。

在一个实施例方式中，所述pH中和装置包括溶液箱和计量泵，溶液箱中放置用于调和泥浆pH值的两种不同溶液，计量泵用于控制溶液的加入量。

在一个实施例方式中，pH监测装置采用在线pH计，监测的数据通过无线传输给所述数据采集处理系统，再由所述数据采集处理系统评估后发送指令到pH中和装置。

在一个实施例方式中，所述泥浆管包括排浆管路，所述流量监测装置设置在排浆管路出口处，流速控制装置设置在排浆管路入口处。