【技术实现步骤摘要】
一种TBM实时掘进卡机风险预警方法
本专利技术属于隧道工程隧道掘进机施工
，具体涉及一种TBM实时掘进卡机风险预警方法。
技术介绍
隧道掘进机施工具有安全、高效、环保等优点，已经成为长、大隧道施工的首选工法，其发展至今已有150多年的历史。然而，TBM设备庞大，与钻爆法相比，其对不良地质条件的适应性较差，在软岩地层掘进时，容易诱发由大变形、塌方等导致的卡机事故，这往往造成掘进速度缓慢、效率低下、工期拖延等结果，如果处理不当，甚至会带来灾难性的后果。大量学者专家对TBM卡机的机理进行研究，当护盾周围围岩变形超过预留变形量时，围岩挤压护盾产生超过安装推力所能提供的最大推进能力时，会发生护盾卡机现象。现有卡机风险的计算，往往涉及较为复杂的仿真计算，或需要特殊手段对岩体力学参数进行测试，存在现场应用困难等问题。中国专利(公开号：CN110675092A，公开日：20200110)一种基于扭推比的破碎地层TBM卡机风险预警方法，判别方法复杂，需要统计的数据较多，实际应用性较低。
技术实现思路
...
【技术保护点】
1.一种TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，通过控制系统设定掘进终止长度判定值和有效掘进长度判定值，并将有效掘进数据序列设定为空；/nS2，通过传感器在线采集反映TBM设备运行状态的掘进数据，且掘进数据均包括总推力、刀盘扭矩和贯入度；/nS3，控制系统根据步骤S2中所采集的掘进数据对TBM掘进进行有效掘进状态的判断；/nS4，当TBM掘进为有效掘进状态时，对该掘进数据所对应的掘进点进行有效掘进点的判断；/n当TBM掘进为无效掘进状态时，对该掘进数据所对应的掘进点进行无效掘进点的判断，并根据掘进终止长度判定值判断该掘进点是否为掘进终止点；/nS...
【技术特征摘要】
1.一种TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，通过控制系统设定掘进终止长度判定值和有效掘进长度判定值，并将有效掘进数据序列设定为空；
S2，通过传感器在线采集反映TBM设备运行状态的掘进数据，且掘进数据均包括总推力、刀盘扭矩和贯入度；
S3，控制系统根据步骤S2中所采集的掘进数据对TBM掘进进行有效掘进状态的判断；
S4，当TBM掘进为有效掘进状态时，对该掘进数据所对应的掘进点进行有效掘进点的判断；
当TBM掘进为无效掘进状态时，对该掘进数据所对应的掘进点进行无效掘进点的判断，并根据掘进终止长度判定值判断该掘进点是否为掘进终止点；
S5，当步骤S4所述的掘进点为有效掘进点时，控制系统将该掘进点的掘进数据附加存储到有效掘进数据序列中，并根据有效掘进数据序列中掘进数据的条数计算有效掘进数据序列的长度；
S6，将步骤S5中得到的有效掘进数据序列的长度与有效掘进长度判定值进行比较，如果有效掘进数据序列的长度大于或等于有效掘进长度判定值，则执行步骤S7，否则返回执行步骤S2；
S7，控制系统根据有效掘进数据序列中的掘进数据计算卡机指数终值；
S8，控制系统根据步骤S7所得到的卡机指数终值对卡机风险程度进行判定，并将卡机指数终值和卡机风险程度进行实时显示。
2.根据权利要求1所述的TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，在步骤S1中，所述掘进终止长度判定值为10，有效掘进长度判定值为40。
3.根据权利要求1或2所述的TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，在步骤S3中，所述对TBM掘进进行有效掘进状态的判断，包括如下步骤：
S3.1，将步骤S2中的掘进数据的总推力与TBM的总推力阈值、掘进数据的刀盘扭矩与刀盘扭矩阈值分别进行比较；
S3.2，若该掘进数据中的总推力大于总推力阈值且刀盘扭矩大于刀盘扭矩阈值，即判定TBM掘进为有效掘进状态，否则即判定为无效掘进状态。
4.根据权利要求3所述的TBM实时掘进卡机风险预警方法，其特征在于，所述TBM的总推力阈值和刀盘扭矩阈值通过以下步骤计算得到：
步骤a，统计TBM的滚刀未切割掌子面即空推段的历史掘进数据，根据历史掘进数据计算空推摩擦力和刀盘空转扭矩；
所述空推摩擦力等于TBM空推时的总推力均值，且总推力均值是根据所述空推段的所有掘进数据的总推力计算平均值得到；刀盘空转扭矩等于刀盘空转时的刀盘扭矩均值，且刀盘扭矩均值是根据所述空推段的所有掘进数据的刀盘扭矩计算平均值得到；
步骤b，将步骤a中得到的空推摩擦力和刀盘空转扭矩分别乘以相应...
【专利技术属性】
技术研发人员：武颖莹，徐受天，李鹏宇，张娜，郑赢豪，任梦祎，荆留杰，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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