盾构机的排土量测量方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种盾构机的排土量测量方法、系统及介质，其中方法包括以下步骤：接收实时测量数据，所述测量数据至少包括传输渣土的皮带机的皮带速度、渣土的密度、断面面积、当前渣土的温度以及挖掘行程；通过所述测量数据计算排土偏差量；基于所述排土偏差量进行超欠挖监控报警。其中系统包括：皮带测速仪；排土量扫描仪；测温仪；排土量里程计；控制盒，用于控制所述皮带测速仪、排土量扫描仪、测温仪和排土量里程计工作；以及工控机。本发明专利技术至少具有以下有益效果：本发明专利技术能够提高施工质量和效率。

【技术实现步骤摘要】
盾构机的排土量测量方法、系统及介质
本专利技术涉及轨道交通领域，特别涉及一种盾构机的排土量测量系统及方法。
技术介绍
轨道交通在近几年进入了快速发展的阶段，城市轨道交通的建设在各大城市全面铺开。目前城市轨道交通区间隧道的施工主要为盾构法，盾构法又主要分为泥水平衡盾构和土压平衡盾构，因为地层原因，一般地铁隧道施工主要采取土压平衡法。在土压平衡盾构施工中，出土量控制是土压平衡盾构施工管理中的重要内容，盾构机刀盘切削前面土体，经螺旋输送机将渣土由皮带运输机送至渣土车土箱中，每环掘进完毕，渣土车将土箱运至工作井，利用井口上方龙门吊将土箱吊出，渣土倾泻至指定地点。螺旋输送机是土压盾构的出土设备，在土压盾构施工中，需要通过调节螺旋输送机的转速来控制出土量，使出土量与盾构开挖量保持平衡，从而使盾构开挖面处于稳定状态。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螺旋输送机的出土量。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；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。采用人工对盾构超欠挖的进行判断的方式中存在实时性差、准确度低等缺陷，远不能满足复杂地质条件下盾构掘进的施工要求。尤其在软弱地层中盾构掘进施工时，由于盾构出渣超方，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屡有发生。皮带输送机系统是在出土口加装皮带架及皮带将皮带输送机运出渣土转入皮带输送机水平运输段，水平运输段一直输送到吊装井到达垂直运输段，垂直运输段起升运输到渣土池，皮带输送机要与盾构机皮带运输机步调一致需在盾构机操作室安装控制系统。只要通过皮带秤输送机在输送渣土，电子皮带秤就可以在输送过程中完成称重，属于边送边称重，做到了连续不间断的计量，这也在很大程度上提高了工作效率，不需要人工干预，但电子皮带秤的缺点也很明显，如计量精度不高的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种盾构机的排土量测量方法，能够提高施工质量和效率。本专利技术还提出一种的盾构机的排土量测量系统。本专利技术还提出一种具有上述盾构机排土量测量方法的计算机可读存储介质。根据本专利技术的第一方面实施例的一种盾构机的排土量测量方法，所述方法包括以下步骤：接收实时测量数据，所述测量数据至少包括传输渣土的皮带机的皮带速度、渣土的密度、断面面积、当前渣土的温度以及挖掘行程；通过所述测量数据计算排土偏差量；基于所述排土偏差量进行超欠挖监控报警。根据本专利技术实施例的盾构机的排土量测量方法，至少具有如下有益效果：排土量测量方法通过排土量扫描仪和皮带速度测量仪，结合皮带速度、渣土的密度、断面面积、当前渣土的温度以及挖掘行程等测量数据，更加准确的对排土量连续不间断的实时监控，并对土方量超欠挖监控报警，保证了盾构掘进的安全。根据本专利技术的一些实施例，所述通过所述测量数据计算排土偏差量包括：根据所述皮带速度、渣土的密度和断面面积以及当前渣土的温度，计算实际排土量，公式如下：其中，t表示时间，ρ表示断面扫描密度，s表示断面扫描面积，v表示所述皮带速度，T表示出土时间，μ表示当前温度补偿系数。根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述皮带速度、渣土的密度和断面面积以及当前渣土的温度，计算实际排土量包括：从数据表格中查询当前温度下的所述温度补偿系数。根据本专利技术的一些实施例，所述通过所述测量数据计算排土偏差量包括：计算理论排土量，公式如下：理论排土量＝机器挖掘面积×挖掘行程，其中所述机器挖掘面积根据刀盘直径得到，所述挖掘行程根据所述排土量里程计得到。根据本专利技术的一些实施例，所述基于所述排土偏差量进行超欠挖监控报警包括：根据所述排土偏差量以及设置的超欠挖阈值，确定发出超欠挖报警信息，所述排土偏差量等于理论排土量减去实际排土量。根据本专利技术的一些实施例，所述方法还包括：根据所述超欠挖监控报警进行盾构掘进参数调整。根据本专利技术的一些实施例，所述方法还包括：绘制每环实际排土量与理论排土量动态曲线；绘制每环等间隔挖掘行程排土量动态变化曲线。根据本专利技术的一些实施例，所述方法还包括：将所述测量数据及计算结果上传至监控中心，所述监控中心提供数据存储、查询及备份服务。根据本专利技术的第二方面实施例的一种盾构机的排土量测量系统，所述系统包括：皮带测速仪，用于测量传输渣土的皮带机的皮带速度；排土量扫描仪，用于通过断面扫描得到渣土的密度和断面面积；测温仪，用于测量当前渣土的温度；排土量里程计，用于计算挖掘行程；控制盒，用于控制所述皮带测速仪、排土量扫描仪、测温仪和排土量里程计工作；工控机，包括存储器和处理器，所述处理器执行储存在所述存储器中的计算机程序时实施如本专利技术的第一方面实施例中任一项所述的盾构机的排土量测量方法。根据本专利技术实施例的盾构机的排土量测量系统，至少具有如下有益效果：排土量测量系统通过排土量扫描仪和皮带速度测量仪，结合测温仪对排土的温度测量数据，可以对不同地质排土的密度和温度的变化，采用相应的补偿计算，更加准确的对排土量连续不间断的实时监控，并对土方量超欠挖监控报警，保证了盾构掘进的安全。根据本专利技术的第三方面实施例的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本专利技术的第一方面实施例中任一项所述的盾构机的排土量测量方法。由于本专利技术实施例的计算机可读存储介质上存储有用于执行如本专利技术第一方面中任一项所述的一种盾构机的排土量测量方法的计算机可执行指令，因此具有本专利技术第一方面的所有有益效果。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例的方法的流程示意图。图2为本专利技术实施例的系统应用场景示意图。图3为本专利技术实施例的系统的模块示意框图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。本文所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本
的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构机的排土量测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n接收实时测量数据，所述测量数据至少包括传输渣土的皮带机的皮带速度、渣土的密度、断面面积、当前渣土的温度以及挖掘行程；/n通过所述测量数据计算排土偏差量；/n基于所述排土偏差量进行超欠挖监控报警。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构机的排土量测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
接收实时测量数据，所述测量数据至少包括传输渣土的皮带机的皮带速度、渣土的密度、断面面积、当前渣土的温度以及挖掘行程；
通过所述测量数据计算排土偏差量；
基于所述排土偏差量进行超欠挖监控报警。


2.根据权利要求1所述的盾构机的排土量测量方法，其特征在于，所述通过所述测量数据计算排土偏差量包括：
根据所述皮带速度、渣土的密度和断面面积以及当前渣土的温度，计算实际排土量，公式如下：

其中，t表示时间，ρ表示断面扫描密度，s表示断面扫描面积，v表示所述皮带速度，T表示出土时间，μ表示当前温度补偿系数。


3.根据权利要求2所述的盾构机的排土量测量方法，其特征在于，所述根据所述皮带速度、渣土的密度和断面面积以及当前渣土的温度，计算实际排土量包括：
从数据表格中查询当前温度下的所述温度补偿系数。


4.根据权利要求1所述的盾构机的排土量测量系统，其特征在于，所述通过所述测量数据计算排土偏差量包括：
计算理论排土量，公式如下：
理论排土量＝机器挖掘面积×挖掘行程，其中所述机器挖掘面积根据刀盘直径得到，所述挖掘行程根据所述排土量里程计得到。


5.根据权利要求1所述的盾构机的排土量测量方法，其特征在于，所述基于所述排土偏差量进行超欠挖监控报警包括：
根据所述排土...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志诚，陈美婷，王贯洲，陈国昌，郑杨锐，朱永亮，靳建伟，何自行，李川，
申请(专利权)人：广东欣龙隧道装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44