[发明专利]一种掘进机开挖舱压力测量系统及其应用方法

说明书

本发明公开了一种掘进机开挖舱压力测量系统及其应用方法，解决了现有土压传感器无法准确测量开挖舱土压力的技术问题。掘进机开挖舱压力测量系统包括设置在开挖舱内土压传感器，所述土压传感器配备有冲刷系统，冲刷系统的喷头通向土压传感器的检测面。本发明能够冲刷读数错误的土压传感器，将土压传感器前部堆积的渣土冲刷干净，从而更加准确的测量开挖舱的水土压力。掘进机开挖舱压力测量系统的应用方法，不仅可以自动判定土压传感器读数是否出现了错误，并且可以自动冲刷读数错误的土压传感器，另外，可以实时监控冲刷流量，与渣土黏性实时配合，在不影响渣土黏性的前提下，能够合理调节冲刷量。

技术领域

本发明属于水土压力测量的技术领域，特别是指一种掘进机开挖舱压力测量系统及其应用方法。

背景技术

在隧道掘进机施工的过程中，为了准确掌握开挖舱土压力，在前盾隔板上安装有土压传感器。利用土压力传感器可获取前盾隔板与土介质之间的接触应力和土层的成力状态，以此信浪来评价掘进机工作状态。

但是，在现阶段施工过程中，常常遇到隔板上的土压传感器读数不准确的问题。比如土压传感器的读数没有随着掌子面深度增加而增加，或者某个压力传感器读数一直保持不变。土压传感器读数不准，将很难准确预估掌子面的工况，此时掘进机掘进存在安全隐患。但是拆除土压传感器后，测试发现土压传感器性能良好，经过研究分析发现，造成水土压力测量不准确的原因是土压传感器前部被渣土包围。

因此，在土压传感器性能良好的前提下，如何准确测量开挖舱土压力是亟待解决的新课题。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种掘进机开挖舱压力测量系统及其应用方法，解决了现有土压传感器无法准确测量开挖舱土压力的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种掘进机开挖舱压力测量系统，包括设置在开挖舱内土压传感器，所述土压传感器配备有冲刷系统，冲刷系统的喷头通向土压传感器的检测面。本发明能够冲刷读数错误的土压传感器，将土压传感器前部堆积的渣土冲刷干净，从而更加准确的测量开挖舱的水土压力。

进一步地，所述喷头沿土压传感器的侧壁通向土压传感器的检测面，通过喷头的冲刷介质会对土压传感器检测面进行冲刷。

或者所述喷头与土压传感器间隔布置，喷头连接有使其内流通的冲刷介质通向土压传感器检测面的导向结构，通过导向结构使冲刷介质流出喷头后达到土压传感器的检测面。

进一步地，所述土压传感器和喷头均设置在开挖舱后方的前盾隔板上，保证土压传感器在工作时是静止状态，保证压力测量的准确性。所述导向结构包括连接在喷头前侧的导向板，导向板与前盾隔板之间开设有朝向土压传感器检测面的导向口，流经喷头的冲刷介质从导向口冲向土压传感器的检测面。

进一步地，所述导向板的内侧开设有凹槽，凹槽的槽壁为U形且两侧壁向外倾斜，两侧壁之间的开口为靠近土压传感器的导向口。倾斜的U形结构，能够使从喷头流出的冲刷介质沿前盾隔板前端面扩展开来，能够对土压传感器检测面大范围内的渣土进行冲刷。

进一步地，所述导向板包括与槽壁的轮廓相对应的挡板，挡板靠近土压传感器一侧的正投影为内凹的弧形边缘，弧形边缘的内侧设置有倒角，挡板的外表面设置有耐磨层。将导向板的边缘设置为弧形，便于渣土相对其运动，防止其承受渣土较大的剪切力。

进一步地，所述导向口流通截面面积小于喷头的流通截面面积，能够使冲刷介质从喷头流至导向口后压力增大，提高冲刷能力。

进一步地，所述喷头连接有管路，管路上设置有流量计，流量计与控制系统相连。流量计可以监测冲刷介质的流量，并将流量信息传递给控制系统，在上位机页面显示水流量信息和及开挖舱的进水量。

进一步地，所述管路上设置有安全阀，安全阀设定压力小于或等于土压传感器的最大量程，防止冲刷介质压力过大，损坏土压传感器。