[发明专利]一种盾构滚刀寿命评估指标构建方法、系统、终端及介质

说明书

本发明提供一种盾构滚刀寿命评估指标的构建方法、系统、终端及介质，所述系统包括：评估因子获取模块，该模块获取滚刀的累计磨损量以及该累计磨损量对应的滚刀实际工作时间；评估指标构建模块，该模块根据滚刀的所述累计磨损量和对应的所述实际工作时间构建滚刀寿命评估指标，其中：滚刀寿命评估指标＝滚刀的累计磨损量/实际工作时间；该滚刀寿命评估指标增大表示滚刀磨损加速，减小表示滚刀磨损减慢。本发明所构建的评估指标克服了现有方法仅考虑刀盘滚刀整体磨损情况的不足，实现对盾构掘进过程中某单把滚刀磨损状况的实时评估，减少施工中刀具检查维护次数和时间，有效盾构隧道施工效率，降低工程成本。

技术领域

本发明属于隧道施工领域，具体地，涉及一种盾构滚刀寿命评估指标的构建方法、系统、终端及介质。

背景技术

盘形滚刀在盾构隧道施工中不断挤压、切割前方地层，导致滚刀刀圈径向磨损量不断增加。当磨损量接近或达到滚刀安装位置处磨损量限值时，需要对其进行更换，从而维持盾构掘进效率。刀具更换所需费用和时间分别占工程总费用和总工期的约四分之一和五分之一。目前，工程现场换刀作业主要依靠人工进入开挖舱，通过对滚刀磨损量进行逐一测量后再确定需要更换的滚刀。在不良地质中进行开舱检查时，需要增大土舱内气压以维持开挖面稳定，造成换刀作业环境恶劣，极大的降低工作效率，增加了换刀作业风险。同时，当前滚刀寿命评估方法多针对刀盘上所有滚到的整体磨损情况考虑，然而，单把滚刀磨损量对施工现场换刀作业更为重要。因而需要针对单把滚刀磨损量进行预测，并提高预测准确性，从而减少刀具检查次数以及换刀时间，提高换刀效率，进而保证施工效率，降低工程成本。

经对现有技术文献的检索发现，中国发明专利申请号为CN201310134258.6，公开号为CN103235880A，专利名称为：用径向磨损系数对盘形滚刀寿命进行预测的方法，该专利自述为：“通过计算全断面隧道掘进机刀盘上盘形滚刀径向磨损系数，对盘形滚刀径向磨损系数进行修正，对全断面隧道掘进机刀盘上盘形滚刀寿命进行预测。”该专利所述的滚刀磨损量预测方法需要考虑盾构机在试掘进段的磨损规律，且只针对全断面硬岩条件下的滚刀磨损预测，无法考虑滚刀在复杂地质条件下的磨损情况。此外，盾构试验掘进段施工根据具体工程特点不同而变化，不同盾构隧道之间难以互相借鉴。因此，该发明所述方法适应性较差，难以普遍推广。

因此，急需构建一种新的盾构滚刀寿命评估，克服现有方法仅考虑刀盘滚刀整体磨损情况的不足，同时还要有较强适应性。

发明内容

针对现有方法中的缺陷，本发明的目的是提供一种盾构滚刀寿命评估指标的构建方法、系统、终端及介质，可以实现单把滚刀的寿命评估，具有较强适应性。

本发明的第一方面，提供一种盾构滚刀寿命评估指标构建系统，包括：

评估因子获取模块，该模块获取一滚刀的累计磨损量以及该累计磨损量对应的滚刀实际工作时间；

评估指标构建模块，该模块根据滚刀的所述累计磨损量和对应的所述实际工作时间构建滚刀寿命评估指标，其中：滚刀的累计磨损量/(滚刀刀圈直径*实际工作时间)；该滚刀寿命评估指标增大表示滚刀磨损加速，减小表示滚刀磨损减慢，实现对盾构掘进过程中某单把滚刀磨损状况的实时评估。

可选地，所述评估因子获取模块，包括：

累计磨损量获取子模块，该子模块获取滚刀的累计磨损量，所述累计磨损量是一安装位置处滚刀从投入使用到目前的磨损量之和；

实际工作时间确定子模块，该子模块确定所述累计磨损量在盾构稳定工作阶段中滚刀实际工作时间。

可选地，所述实际工作时间确定子模块，包括：

记录单元，该单元自动记录盾构机在掘进过程中与地层相互作用的时间以及记录滚刀磨损量在刀具检查中的次数；