[发明专利]一种盾构连续皮带出渣转接称重计量装置

说明书

本发明提供了一种盾构连续皮带出渣转接称重计量装置。所述称重计量装置包括称重机构、布置在台车框架上的行走轨道、并排设置在行走轨道上的两个连接的转接渣斗和布设在行走轨道一端的行走油缸，所述行走轨道为断续结构，称重机构包括称重轨道和称重器，称重机构安装在行走轨道的断开部位，其称重轨道与行走轨道拼接，转接渣斗通过行走轮对与行走轨道滑动连接，并在行走油缸的控制下沿着行走轨道移动，在台车框架上对应设有脉冲计数器，所述脉冲计数器及称重器均与盾构控制室内的PLC控制器通讯连接。本发明在保证盾构掘进的连续性前提下，通过转接渣斗实现盾构连续皮带出渣转接及称重计量，解决了盾构连续皮带出渣计量不准确的问题。

技术领域

本发明涉及盾构连续皮带出渣计量技术领域,具体是一种盾构连续皮带出渣转接称重计量装置。

背景技术

随着我国基础设施建设的大规模展开，盾构法施工逐渐成为隧道工程的主要工法，尤其是在城市核心区域的地铁隧道、公路隧道、电力隧道等的建设。土压平衡盾构作为盾构法施工的主要设备，凭借良好的地层适应性及高性价比，在城市盾构隧道施工中得到广泛应用。出土量是盾构机掘进施工中一个关键参数，直接反映出盾构掘进后地层的损失情况，也密切影响着盾构的掘进速度、总推力、刀盘扭矩等机械参数的控制。在实际工程中，由于开挖土层不是单一土层、开挖深度不断发生变化，因此需要根据实际情况合理调整出土量。出土量过大，会导致开挖面地层损失过大而坍塌或引起地表过量沉降，尤其在软弱地层中盾构掘进施工时，由于盾构出渣超方，易引发地面沉降超限、塌陷、地下管线变形破坏、地表建构筑物倾斜等安全事故；出土量过小，会使土舱内压力迅速增大，进而使开挖面产生过大使开挖面失稳或引起地表隆起破坏。由于出土量控制不当而发生土体欠挖和超挖得的事故屡有发生。

目前，现有的土压平衡盾构出土方式一般有两种方式，一种是直接通过盾构机的渣土皮带将渣土输送至渣土斗，再通过电瓶车将渣土斗运出隧道处理；该种方式的出土量控制包括体积测量和重量计量两种方式；体积测量基本都是施工人员的估计测量，一般通过经验按“数土斗”的方法，统计每掘进单位距离后实际出渣的电瓶车渣斗数量，将其乘以每个渣斗的容积，估计出实际出渣量；该体积测量方式人为因素过多，不但精度难以控制，计算方式粗糙，误差较大，而且数据统计具有滞后性，与掘进油缸行程不同步。重量计量的方式一般是利用龙门吊称重系统累计求和计算，但是每次因为渣土斗内残余量不同导致称重误差偏大。同时，目前有一种在盾构机渣土皮带上设置激光扫描称重装置通过激光皮带秤断面扫描出土量对上述两种出土量计算进行验证，但是该验证方式也是容易受外界环境干扰，数据准确性较差。

土压平衡盾构出土的另外一种方式是通过盾构机渣土皮带将盾构机排出的渣土输送至安装在盾构隧道内的连续皮带机上，通过连续皮带将渣土直接输送至隧道外。该种出土方式由于没有设置电瓶车，所以渣土计量方式属于行业空白，暂未有相应的技术支撑；一般是通过在连续皮带机上设置渣土扫描称重装置激光扫描皮带秤断面出土量进行测量，在盾构出渣皮带下方安装称重传感器进行出渣方量计量的方式仅为称重计量，该方法与盾构机渣土皮带机上的承重装置一样，容易受外界环境干扰，维护性较差，且受皮带传动因素影响，往往会导致称重数据偏差大且渣土称重数据不连续，不能有效掌握出渣量，若遇特殊地层，存在较大的安全风险，也无法通过渣土斗和龙门吊进行计算，存在无法利用“行程-重量-体积”三者校核的方式计算超方、欠方情况；而且在统计过程中存在渣土松散程度不均匀，且渣土外观不规则，导致系统计算数据工作量大且不精确的问题。

对于盾构施工来说，及时准确地掌握盾构的出土量是管理的重要任务，也是确保开挖面稳定和控制地表沉降的重要手段，基于上述现状，需要提供一种能够实现连续皮带机出渣的渣土量的准确计量装置(技术)。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种盾构连续皮带出渣转接称重计量装置，该装置在保证连续掘进前提下实现渣土静止称重及体积计量，可以针对连续皮带出渣过程中的出土量通过掘进行程、出渣重量及出渣体积三者复核校验，保证掘进出渣量数据精准可靠，保障穿越特殊地层及构建筑物的安全性。