The invention relates to a monitoring device and method for the height of the air slag interface in the soil bin of a composite shield machine, including a sensor and a connector installed in the partition board of the soil bin; the sensor includes an alloy panel and an insulating base plate overlapped with the alloy panel; a plurality of metal electrodes arranged in a cross row are arranged on the alloy panel; a plurality of metal card slots are embedded in the middle of the insulating base plate; a plurality of i-wire connection pairs The corresponding metal electrode and metal card slot are close to one end of the alloy panel; the connector is an insulator with a number of metal pins running through it, and the insulating outer ring has external thread to fix on the earth bin partition; one end of the metal pin is inserted into the metal card slot; after the metal card slot is connected with the metal of the connector, the joint of the alloy panel and the earth bin partition is welded and sealed to fix the sensor; the metal pin The other end is connected with a resistance detection and analysis device outside the II conductor; the resistance detection and analysis device detects the medium resistivity in the earth bin through the metal electrode, displays the measured resistivity and analyzes the relative height of the gas \u2011 slag interface.
【技术实现步骤摘要】
复合式盾构机土仓内气-渣界面高度的监测装置与方法
本专利技术涉及盾构施工的技术和设备领域，具体涉及复合盾构机土仓内气-渣界面高度的监测装置与方法。
技术介绍
在国内现有地下隧道工程盾构施工中，由于地质复杂多样，盾构机相应有多种类型，土压平衡盾构机为其中最常用的一种。在含水风化层的施工中，利用土压平衡复合式盾构机进行掘进是目前效率较高的掘进方式。土压平衡复合盾构机采用气压辅助模式进行掘进，在该掘进模式下，需要尽量降低渣土界面高度，但是渣土界面高度不得低于盾构机土仓高度的三分之一，因此，在盾构机掘进过程中需要对气-渣界面高度进行实时监测。目前，气渣界面高度主要通过监测盾构机土仓内的土压力分布进行间接的观测，其中，一种常规方法是根据盾构机土仓内不同高度处预先埋设的土压力计读数进行判断，该方法所用土压力计容易因为长期受有压渣土的掩撞而失准；另一种常规方法是在盾构机隔板舱上半部增设监测孔并外接机械式气压表，该方法需要专门操作人员在盾构机隔板舱外进行压力读数，实际操作中不方便。现有技术中，专利号为CN103912279的中国专利公开了一种用于判断土压平衡盾构土仓是否满仓的装置，该安装于土仓顶部，当土仓行进半仓掘进时，该装置无法得到土仓内的气-渣界面高度，使用时存在局限性；专利号为CN105068128的中国专利介绍了一种三维激电法超前预报系统及探测方法，该方法中用于探测刀盘前方地层情况而无法测得土仓内的气-渣界面高度。综上所述，为了进一步提高盾构施工的安全，有效地指导掘进施工控制，需要一种简便快捷
【技术保护点】
1.复合式盾构机土仓内气-渣界面高度的监测装置，其特征在于：包括安装在土仓隔板(1)内的传感器(2)和连接器(3)；所述传感器(2)包括合金面板(21)以及与合金面板(21)叠合的绝缘底板(22)；所述合金面板(21)上设置有若干呈十字排列的金属电极(23)；绝缘底板(22)中间内嵌有若干金属卡槽(24)；若干Ⅰ号导线(25)连接对应的金属电极(23)与金属卡槽(24)靠近合金面板(21)的一端；所述连接器(3)为带有若干贯穿其中的金属针(31)的绝缘体(32)，绝缘体(32)外圈具有外螺纹(321)以固定在土仓隔板(1)上；所述金属针(31)一端插入金属卡槽(24)，进而将连接器(3)与传感器(2)上的金属电极(23)连接；金属卡槽(24)与连接器(3)的金属针(31)对接后，将合金面板(21)与土仓隔板(1)接缝焊接密封以固定传感器(2)；所述金属针(31)另一端通过Ⅱ号导线(33)外接一电阻检测分析装置(4)；所述电阻检测分析装置(4)用于采集、传输、分析与输出金属电极(23)检测到电阻率，并分析提示气-渣界面的相对高度。/n
【技术特征摘要】
1.复合式盾构机土仓内气-渣界面高度的监测装置，其特征在于：包括安装在土仓隔板(1)内的传感器(2)和连接器(3)；所述传感器(2)包括合金面板(21)以及与合金面板(21)叠合的绝缘底板(22)；所述合金面板(21)上设置有若干呈十字排列的金属电极(23)；绝缘底板(22)中间内嵌有若干金属卡槽(24)；若干Ⅰ号导线(25)连接对应的金属电极(23)与金属卡槽(24)靠近合金面板(21)的一端；所述连接器(3)为带有若干贯穿其中的金属针(31)的绝缘体(32)，绝缘体(32)外圈具有外螺纹(321)以固定在土仓隔板(1)上；所述金属针(31)一端插入金属卡槽(24)，进而将连接器(3)与传感器(2)上的金属电极(23)连接；金属卡槽(24)与连接器(3)的金属针(31)对接后，将合金面板(21)与土仓隔板(1)接缝焊接密封以固定传感器(2)；所述金属针(31)另一端通过Ⅱ号导线(33)外接一电阻检测分析装置(4)；所述电阻检测分析装置(4)用于采集、传输、分析与输出金属电极(23)检测到电阻率，并分析提示气-渣界面的相对高度。
2.如权利要求1所述的复合式盾构机土仓内气-渣界面高度的监测装置，其特征在于：所述连接器(3)还包括加固钢片(34)，加固钢片(34)焊接固定在土仓隔板(1)的外侧壁以防止传感器(2)及连接器(3)在土仓隔板(1)两侧压力差作用下受到破坏；与金属针(31)连接的Ⅱ号导线(33)穿过加固钢片(34)上的孔洞后与所述电阻检测分析装置(4)电连接。
3.如权利要求2所述的复合式盾构机土仓内气-渣界面高度的监测装置，其特征在于：所述金属电极(23)与合金面板(21)间设有绝缘保护套(231)；水平方向排列的相邻金属电极(23)之间的间距为5～6cm，竖直方向排列的相邻金属电极之(23)间的间距为10～12cm；所述绝缘底板(22)和合金面板(21)的直径一致且为20～30cm。
4.如权利要求1所述的复合式盾构机土仓内气-渣界面高度的监测装置，其特征在于：所述电阻检测分析装置(4)包括依次电连接的滤波及预处理模块(41)、智能控制器(42)以及人机交互界面(43)；金属电极(23)用于检测其所在平面的电阻信号，电阻信号经滤波及预处理模块(41)处理后输入智能控制器(42)进行计算得到视电阻率并分析提示气-渣界面的相对高度，由人机交互界面(43)输出。
5.如权利要求4所述的复合式盾构机土仓内气-渣界面高度的监测装置，其特征在于：所述滤波及预处理模块(41)上设置有10～20个PIN接口，金属电极(23)通过导Ⅰ号导线(25)与金属卡槽(24)连接，金属卡槽(24)通过金属针(31)和Ⅱ号导线(33)与PIN接口电连接。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄继辉，莫涛，季昌，张浩，傅鑫晖，
申请(专利权)人：中建海峡建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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