[发明专利]土压平衡盾构机出渣方量动态测量方法

说明书

本发明公开了一种土压平衡盾构机出渣方量动态测量方法，包括以下步骤：S1设置渣土传送皮带；S2在渣土传送皮带爬升段正上方安装激光扫描仪，激光扫描仪的扫描角度以覆盖渣土传送皮带宽度为准，形成扇形轮廓面积；S3出渣方量的计算S31测量渣土传送皮带空转时，激光扫描仪扫描渣土传送皮带的单位时间t内扇形轮廓面积S₀，记为系统标定值；S32测量渣土传送皮带传输渣土时，激光扫描仪扫描渣土传送皮带的单位时间t内扇形轮廓面积S；S33根据即得出渣方量；其中，v为渣土传送皮带的传输速度。本发明具有易于获取安装，后期便于维护的优点。

技术领域

本发明涉及盾构隧道施工领域。更具体地说，本发明涉及一种土压平衡盾构机出渣方量动态测量方法。

背景技术

随着我国城市化进程的不断加快，盾构法在城市地铁、市政隧道的建设中得到了广泛应用。盾构机是集多功能与一体的现代化机械设备，自动化程度高。盾构机在掘进过程中的出渣量是一个重要参数，控制出渣量是盾构的关键技术之一；土方超挖会导致地层损失过大引起地表沉降，而土方的欠挖会导致土舱压力升高引起地面隆起，同时出渣量的控制对盾构机的姿态及掘进速度也有很重要的影响。

当前土压平衡盾构机的渣土方量主要采用人工测量的方法，具体流程为：先记录每斗的残渣量，当装满渣土后，记录每斗的空余深度，进而算出每斗的渣土方量；在渣土车吊运出工作井时通过门式吊机对其称重，计算每斗的渣土方量。通过实际记录的渣土方量与盾构机的理论出土量值进行对比，以此作为依据对盾构机的掘进速度等进行调整。这种方式存在着工作效率低，记录数据不精确，人为因素干扰严重的缺点；在盾构机出现超挖或欠挖时不能及时进行数据的反馈。

因此，为了避免上述问题的出现，有必要研究一种用于盾构机掘进过程中的实际出渣土量的测量方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有土压平衡盾构机出渣方量存在工作效率低、数据反馈不准确和不及时等缺点，本发明提供一种土压平衡盾构机出渣方量动态测量方法，以解决现有技术的不足。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种土压平衡盾构机出渣方量动态测量方法，包括以下步骤：

S1设置渣土传送皮带；

S2在渣土传送皮带爬升段正上方安装激光扫描仪，激光扫描仪的扫描角度以覆盖渣土传送皮带宽度为准，形成扇形轮廓面积；

S3出渣方量的计算

S31测量渣土传送皮带空转时，激光扫描仪扫描渣土传送皮带的单位时间t内扇形轮廓面积S₀，记为系统标定值；

S32测量渣土传送皮带传输渣土时，激光扫描仪扫描渣土传送皮带的单位时间t内扇形轮廓面积S；

S33根据即得出渣方量；其中，v为渣土传送皮带的传输速度。

优选的是，设定系统阈值为S_x，当S＜S_x时，渣土量不累计。

优选的是，所述激光扫描仪扫描频率设置为每秒20～60次。

优选的是，激光扫描仪的扫描角度为65°～115°。

本发明还提供了一种土压平衡盾构机出渣方量动态测量装置，包括：

编码器，其安装在渣土传送皮带水平端下方横撑上，用于同步记录渣土传送皮带单位时间t传输速度v，并通过传输线将数据传送至控制盒；

激光扫描仪，其通过传输线将扫描数据传送至控制盒；

控制盒，其通过传输线向激光扫描仪和编码器发送指令，并接收编码器和激光扫描反馈的数据；

工业PC，其通过传输线向控制盒发送指令，并接收控制盒反馈的数据。