一种顶管开挖面稳定性的监控系统及方法技术方案

技术编号:27768588 阅读:30 留言:0更新日期:2021-03-23 12:31
本发明专利技术公开一种顶管开挖面稳定性的监控系统及方法,通过在顶管轴线深度位置埋设设定土压力传感器来确定泥水舱设定压力值,并按照这个设定压力值配置泥水舱的初始压力参数,更贴近开挖面实际压力值;在泥水舱压力达到设定压力值后,在顶管机正常顶进的过程中,通过获取的穿越区土体密度、进泥水和排泥水密度,借助全自动全站仪、流量计和调节阀等仪器设备,实现“进泥水+切削土体=排泥水”的动态平衡,保证泥水舱压力始终保持在相对稳定的范围内,进而可以对泥水舱压力进行实时监测和合理调整,在确保高水压软弱地层中顶管安全施工的同时,提高异常情况的监控及时性,同时保障开挖面的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种顶管开挖面稳定性的监控系统及方法
本专利技术涉及地下施工
,更具体地,涉及一种顶管开挖面稳定性的监控系统及方法。
技术介绍
随着城市建设的飞速发展,城市空间不断压缩,传统明挖法铺设给排水管线、燃气管线以及电缆线路等受到制约,非开挖顶管技术以其不开挖地表、施工速度快和自动化程度高等优点日益受到青睐。但是,顶管施工不可避免地会对周围土体产生扰动,尤其在高水压软弱地层,土体稳定性差,由于开挖面失稳造成的地面塌陷时有发生,危及区域内道路、桥梁及建构筑物等结构安全。因此,很有必要确保高水压软弱地层中的顶管安全施工。目前,泥水平衡式顶管机在高水压软弱地层中具有极强的适用性,如在中国申请的专利申请“一种防地层失稳式掘进装置及其施工方法”(公开日2020.10.30,公开号CN111852487A),通过对掘进装置进行硬件结构改进,使得其更加适用于软土层或特殊地层或特殊工况的施工作业要求,降低风险。但是,目前大多数工程多凭经验简单控制进排泥压力,现场往往在观察到地面异常情况后才采取应对措施,具有严重滞后性。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种顶管开挖面稳定性的监控系统,其特征在于,包括有用于确定泥水舱(0)设定压力值的设定土压力传感器(d)、用于测量泥水舱(0)实时压力值的实时土压力传感器(1),泥水舱(0)、进泥管(2)、排泥管(3)、压浆主管(4)、单向阀(5)、流量计(6)、调节阀(7)和控制器(8)、电源(9)、配料池(13)、压浆管路(14)、全自动全站仪(15)、固定支架(16)、全站仪棱镜(17)、监控终端(18)、进泥池(19)、排泥池(20),其中设定土压力传感器(d)埋设在顶管穿越区域(b)内,实时土压力传感器(1)装设在泥水舱(0)后面板上,进泥管(2)的一端与进泥池(19)连接,进泥管(2)的另一端...

【技术特征摘要】
1.一种顶管开挖面稳定性的监控系统,其特征在于,包括有用于确定泥水舱(0)设定压力值的设定土压力传感器(d)、用于测量泥水舱(0)实时压力值的实时土压力传感器(1),泥水舱(0)、进泥管(2)、排泥管(3)、压浆主管(4)、单向阀(5)、流量计(6)、调节阀(7)和控制器(8)、电源(9)、配料池(13)、压浆管路(14)、全自动全站仪(15)、固定支架(16)、全站仪棱镜(17)、监控终端(18)、进泥池(19)、排泥池(20),其中设定土压力传感器(d)埋设在顶管穿越区域(b)内,实时土压力传感器(1)装设在泥水舱(0)后面板上,进泥管(2)的一端与进泥池(19)连接,进泥管(2)的另一端依次通过调节阀(7)、流量计(6)、单向阀(5)与泥水舱(0)的压浆管路(14)连接,排泥管(3)的一端与排泥池(20)连接,排泥管(3)的另一端依次通过流量计(6)、调节阀(7)与泥水舱(0)的压浆管路(14)连接,配料池(13)通过压浆主管(4)与泥水舱(0)的压浆管路(14)连接,控制器(8)与调节阀(7)连接,电源(9)供电至控制器(8),用于测量顶管机顶进距离的全自动全站仪(15)固定于始发井井底,与全自动全站仪(15)配合使用的全站仪棱镜(17)固定在顶管机上,全自动全站仪(15)的读数通过无线通讯模块实时上传至监控终端(18),设定土压力传感器(d)及实时土压力传感器(1)与监控终端(18)的输入端电连接,监控终端(18)的输出端与控制器(8)电连接。


2.根据权利要求1所述的顶管开挖面稳定性的监控系统,其特征在于,上述监控终端(18)还连接有用于信号处理的电脑(10)。


3.根据权利要求1所述的顶管开挖面稳定性的监控系统,其特征在于,上述配料池(13)还连接有泥浆泵(11),泥浆泵(11)由电机(12)驱动,电机(12)驱动泥浆泵(11)将配料池(13)中配置好的稳定剂通过压浆管路(14)压入泥水舱(0),监控终端(18)的输出端与电机(12)电连接。


4.根据权利要求3所述的顶管开挖面稳定性的监控系统,其特征在于,上述泥水舱(0)中的压浆管路(14)上均匀分布有管孔(24),使稳定剂能够与泥水较均匀的混合。


5.根据权利要求1所述的顶管开挖面稳定性的监控系统,其特征在于,上述流量计(6)是电磁流量计;控制器(8)是PLC控制器。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:王乐天屈勇张虎陈志成罗向源李航夏晓斌欧阳耀华宁小亮徐振磊黄鹏辉吴伟青鲁兵陈解选杨帅
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司佛山供电局
类型:发明
国别省市:广东;44

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