[发明专利]一种泥水盾构出渣测量管理方法

权利要求书

1.一种泥水盾构出渣质量测量管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，控制系统根据第一体积流量计和第一密度计计算盾构机每秒所输出渣土的质量M_out，根据第二体积流量计和第二密度计计算盾构机每秒的输入渣土的质量M_in；

S2，控制系统根据盾构机每秒所输出渣土的质量M_out和输入渣土的质量M_in，计算每秒的实际开挖土体的渣土质量M_s、d；

每秒的实际开挖土体的渣土质量M_s、d的计算公式为：

M_s、d＝M_out-M_in；

S3，根据步骤S2中所得的实际开挖土体的渣土质量M_s、d，利用积分求取盾构机在掘进一管环时间内的实际开挖土体的总渣土质量M_sd；

S4，根据质量、密度和体积之间的关系，计算盾构机在掘进一管环的过程中的理论开挖土体质量M_target；

所述理论开挖土体质量M_target的计算公式为：

M_target＝π*R²*L_ring*ρ_sd；

式中，R表示当前管环的半径，L_ring表示当前管环的长度，ρ_sd表示开挖土体的颗粒密度；

S5，将实际开挖土体的总渣土质量M_sd和理论开挖土体质量M_target比较，若M_sd＜M_target，通过控制系统增加推进速度、提高出浆泵的转速，降低进浆泵转速直至M_sd＝M_target；若M_sd＞M_target，通过控制系统降低推进速度，增大进浆泵的转速，加大工作仓中膨润土的输入直至M_sd＝M_target；

盾构机每秒所输出渣土的质量M_out和输入渣土的质量M_in的计算公式如下：

S1.1，将固体和液体进行混合，根据固体的质量M_s和体积V_s、液体的质量M_l和体积V_l计算混合体的质量M_t和体积V_t；

所述混合体的质量M_t的计算公式为：

M_t＝M_s+M_l； (3)

所述混合体的体积V_t的计算公式为：

V_t＝V_s+V_l； (4)

S1.2，根据质量、密度和体积之间的关系，计算固体的质量M_s、液体的质量M_l和混合体的总质量M_t；

所述固体的质量M_s的计算公式为：

M_s＝V_s*ρ_s； (6)

式中，M_s表示固体的质量，V_s表示固体的体积，ρ_s表示固体的密度；

所述液体的质量M_l的计算公式为：

M_l＝V_l*ρ_l； (7)

式中，M_l表示液体的质量，V_l表示液体的体积，ρ_l表示液体的密度；

所述混合体的总质量M_t的计算公式为：

M_t＝V_t*ρ_t； (8)

式中，M_t表示混合体的质量，V_t表示混合体的体积，ρ_t表示混合体的密度；

S1.3，将步骤S1.1中的混合体的质量M_t、混合体的体积V_t和步骤S1.2中的液体的质量M_l代入步骤S1.2中的混合体的总质量M_t中，得到公式(9)；

(V_s+V_l)*ρ_t＝M_s+V_l*ρ_l； (9)

S1.4，将步骤S1.1中的混合体的体积V_t代入步骤S1.3中的公式(9)中，得到公式(10)；

V_s*ρ_t+(V_t-V_s)*ρ_t＝M_s+(V_t-V_s)*ρ_l； (10)

S1.5，将步骤S1.2中的固体的质量M_s代入步骤S1.4中的公式(10)，得到公式(11)；

V_s*ρ_t+(V_t-V_s)*ρ_t＝V_s*ρ_s+(V_t-V_s)*ρ_l； (11)

S1.6，将步骤S1.5中的公式(11)得到的固体的体积V_s代入步骤S1.2中的固体的质量M_s，得到固体的质量M_s的计算公式；

所述固体的质量M_s的计算公式为：

S1.7，根据步骤S1.6中得到的固体的质量M_s，获取盾构机每秒内所输出渣土的质量M_out和输入渣土的质量M_in。

2.根据权利要求1所述的泥水盾构出渣质量测量管理方法，其特征在于，在步骤S1中，所述盾构机每秒所输出渣土的质量M_out的计算公式为：

式中，V′_d表示由第一体积流量计所测得的盾构机每秒的输出泥渣体积，ρ_w表示水的密度，ρ_sd表示开挖土体的颗粒密度，ρ_d表示由第一密度计所测得的输出的泥渣密度；

盾构机每秒的输入渣土的质量M_in的计算公式为：

式中，V′_f表示由第二体积流量计所测得的进入泥水仓中循环的每秒的进浆体积，ρ_f表示由第二密度计所测得的进入泥水仓的进浆水密度；ρ_w表示水的密度；ρ_b表示干膨润土的密度。