[发明专利]基于盾构掘进参数变化的渣土改良控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于盾构掘进参数变化的渣土改良控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时获取并判断盾构掘进的土仓压力值和刀盘扭矩值是否符合第一条件，若符合第一条件，判断当前使用的掘进参数和改良参数适合当前的掘进地层条件，若不符合第一条件，判断当前使用的掘进参数和改良参数不适合当前的掘进地层条件，调整改良参数和掘进参数直至适合当前的掘进地层条件；

所述掘进参数包括排土速度，调整改良参数直至适合当前的掘进地层条件包括：根据当前的土仓压力值调整盾构机的螺旋输送机的排土速度使土仓压力处于理想土仓阈值内；所述理想土仓阈值为(σ_仓-ζ，σ_仓+ζ)，σ_仓为理想土仓压力，ζ为掘进土层的理想波动阈值，由掘进土层的实际土质状况确定；

根据当前的土仓压力值调整盾构机的螺旋输送机的排土速度使土仓压力处于理想土仓阈值内，具体包括以下步骤：

若土仓压力在(σ_仓+ζ，σ_仓+2×ζ)范围内，则增加φrad/min的螺旋输送机转速，所述φ由土仓压力的偏离程度确定，为将土仓压力修正至理想土仓阈值内的螺旋输送机转速；

若土仓压力在(σ_仓-2×ζ，σ_仓-ζ)范围内时，则减小φrad/min的螺旋输送机转速；

若土仓压力在(σ_仓+2×ζ，σ_仓+4×ζ)范围内时，则增加2φrad/min的螺旋输送机转速；

若土仓压力在(σ_仓-4×ζ，σ_仓-2×ζ)范围内时，则减小2φrad/min的螺旋输送机转速；

若土仓压力在(σ_仓+2×ζ，σ_仓+6×ζ)范围内时，则增加3φrad/min的螺旋输送机转速；

若土仓压力在(σ_仓-6×ζ，σ_仓-4×ζ)范围内时，则减小3φrad/min的螺旋输送机转速；所述(σ_仓-6×ζ，σ_仓-6×ζ)为掘进土层的安全土仓阈值(σ_仓-τbar，σ_仓+τbar)的子集，所述τ为掘进土层的允许波动阈值，由掘进土层的实际土质状况确定。

2.根据权利要求1所述的基于盾构掘进参数变化的渣土改良控制方法，其特征在于，所述第一条件为：

实时获取的土仓压力处于理想土仓阈值内，实时获取的刀盘扭矩值处于理想扭矩阈值内。

3.根据权利要求2所述的基于盾构掘进参数变化的渣土改良控制方法，其特征在于，所述改良参数包括改良剂用量；调整改良参数直至适合当前的掘进地层条件，具体包括以下步骤：

根据刀盘扭矩值在当前使用的改良参数的基础上逐步增加改良剂用量直至刀盘扭矩值处于理想扭矩阈值内。

4.根据权利要求2或3中所述的基于盾构掘进参数变化的渣土改良控制方法，其特征在于，所述理想扭矩阈值为(0，T_cAVG+(T_cmax-T_cmin)/θ)，T_cmin、T_cmax分别为盾构刀盘扭矩阈值下限、盾构刀盘扭矩阈值上限，T_cAVG为理想刀盘扭矩，θ为精确参数，取值范围为正整数，其具体的取值由用户所需求的精度确定，用户的精度需求越大，取值越大，所述理想土仓压力、盾构刀盘扭矩阈值下限、盾构刀盘扭矩阈值上限以及理想刀盘扭矩均由实际盾构机型号、掘进模式及施工经验确定。