一种泥水盾构渣土计量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种泥水盾构渣土计量系统及方法，包括渣土箱、渣土高度传感器、计数器及控制系统；渣土箱为无盖箱体结构，用于盛装泥水分离系统排出的渣土；渣土箱的底部设置有开合闸门；渣土高度传感器设置在渣土箱的内壁预设高度处，渣土高度传感器的输出端与控制系统的输入端相连；计数器的输入端与控制系统的第一输出端相连，控制系统的第二输出端与开合闸门的控制端相连；本发明专利技术利用计数器对排渣指令进行计数，开合闸门响应排渣指令，实现将渣土箱内预设体积的渣土进行排出，根据排渣指令的计数结果及渣土的预设排渣体积，实现对泥水分离系统排出渣土的精确计量，无需考虑排浆比重，确保了计量结果的精确性，结构简单，操作方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
一种泥水盾构渣土计量系统及方法


[0001]本专利技术属于建筑工程
，特别涉及一种泥水盾构渣土计量系统及方法。

技术介绍

[0002]随着城市用地的日益紧张及城市交通压力的逐渐增大，盾构法施工以快速、环保、安全和优质等优势在我国大面积推广及应用，已成为盾构隧道的首选工法；其中，泥水盾构以其对掌子面的支护较好、对地面及建筑物的沉降影响较小、能精确快速地控制工作压力，停机保压方便及更换刀具方便等优势，更加适用于大直径隧道。
[0003]目前，工程领域常采用泥水盾构机中环流系统的进排浆比重差值与环流总量乘积，确定泥水盾构的排渣量，采用此种方式计量出渣量时，想要得到较为准确地数据，要求地层土质能全部溶于泥浆，否则排浆比重无法精确测量，导致误差较大；其中，地质土层为全断面粉砂或全断面粉土地层；尤其是在断面岩石含量较大或者不溶于泥浆的粘土地层，排出的泥浆内含有大量石渣或黏土球，导致密度计无法精确测量排浆粘度致使泥水盾构的排渣量无法精确计算；排渣量过多(也称超挖)对地层的破坏十分严重，轻则导致地面沉降，重者导致地面塌陷出现空洞，国内盾构施工引起的地面塌陷大多数是由于超挖引起的。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种泥水盾构渣土计量系统及其使用方法，以解决现有确定泥水盾构的排渣量时，由于排浆比重无法精确测量，导致计量结果误差较大的技术问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]本专利技术提供了一种泥水盾构渣土计量系统，包括渣土箱、渣土高度传感器、计数器及控制系统；渣土箱为无盖箱体结构，用于盛装泥水分离系统排出的渣土；渣土箱的底部设置有开合闸门；渣土高度传感器设置在渣土箱的内壁预设高度处，渣土高度传感器的输出端与控制系统的输入端相连；计数器的输入端与控制系统的第一输出端相连，控制系统的第二输出端与开合闸门的控制端相连；
[0007]渣土高度传感器用于获取采集渣土箱内的渣土高度，并将采集的所述渣土高度信息传输至控制系统；
[0008]控制系统，用于将接收的所述渣土高度与预设的排渣高度比较，生成排渣指令，并发送排渣指令至计数器及开合闸门；
[0009]计数器，用于对接收的排渣指令进行计数，得到累计排渣次数；
[0010]开合闸门，用于响应接收的排渣指令，执行开启或关闭动作。
[0011]进一步的，渣土高度传感器采用液位传感器或距离传感器；所述渣土为未溶解于泥浆的石渣或黏土球。
[0012]进一步的，计数器采用标准电子计数器；所述标准电子计数器在每接收一次排渣指令后，执行计数+1操作；所述标准电子计数器还设置有归零按钮。
[0013]进一步的，控制系统采用PLC控制器。
[0014]进一步的，开合闸门包括对开闸门及驱动对开闸门启闭的驱动机构；对开闸门转动设置在渣土箱的底部；所述驱动对开闸门启闭的驱动机构的输出端与对开闸门相连，所述驱动对开闸门启闭的驱动机构的控制端与控制系统的输出端相连。
[0015]进一步的，所述驱动对开闸门启闭的驱动机构为液压驱动机构或电机驱动机构。
[0016]进一步的，开合闸门，还用于在执行开启动作后的预设时间间隔，执行关闭动作。
[0017]进一步的，所述渣土箱设置在泥水盾构的泥水分离系统的排渣口处。
[0018]本专利技术还提供了一种泥水盾构渣土计量方法，利用所述的一种泥水盾构渣土计量系统，具体包括以下步骤：
[0019]利用渣土箱盛装泥水分离系统排出的渣土；
[0020]利用渣土高度传感器实时采集渣土箱的渣土高度信息；当渣土箱中的渣土高度到达预设的排渣高度时，渣土高度传感器发送所述的渣土高度至控制系统；
[0021]利用控制系统，将接收的所述渣土高度与预设的排渣高度信息比较，生成排渣指令，并发送排渣指令至计数器及开合闸门；
[0022]利用计数器，对接收的排渣指令进行计数，得到累计排渣次数；
[0023]当开合闸门接收到排渣指令后，执行开启或关闭动作；
[0024]重复上述操作，实现对泥水分离系统排出的渣土计量；
[0025]预设盾构掘进进度完成后，根据渣土箱的预设的排渣高度，计算所述渣土箱的设定盛装体积；
[0026]根据渣土箱的设定盛装体积、渣土密度与累计排渣次数，计算得到泥水分离系统排出的干渣质量，即得到所述的泥水盾构渣土计量结果。
[0027]进一步的，所述的泥水分离系统排出的干渣质量的计算公式，具体如下：
[0028]m＝V
×
ρ
×
N
[0029]其中，m为泥水分离系统排出的干渣质量，V为渣土箱的设定盛装体积，ρ为渣土密度，N为累计排渣次数。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0031]本专利技术提供了一种泥水盾构渣土计量系统及方法，通过设置渣土箱，在渣土箱的底部设置开合闸门，并在渣土箱的内部预设高度处设置渣土高度传感器；控制系统根据渣土高度传感器传送的渣土高度信息与预设的排渣高度比较，输出排渣指令；利用计数器对排渣指令进行计数，开合闸门响应排渣指令，实现将渣土箱内预设体积的渣土进行排出，根据排渣指令的计数结果及渣土的预设排渣体积，实现对泥水分离系统排出渣土的精确计量，无需考虑排浆比重，确保了计量结果的精确性，结构简单，操作方便。
[0032]进一步的，计数器采用标准电子计数器，通过在标准电子计数器上设置归零按钮，实现了计数过程的精确性和便捷性，满足重复计量的要求。
[0033]进一步的，开合闸门采用对开闸门及驱动对开闸门启闭的驱动机构组合，通过设置对开闸门，提高了渣土箱的排渣效率，结构简单，密闭性好，驱动过程简单。
附图说明
[0034]图1为实施例所述的泥水盾构渣土计量系统的结构框图；
[0035]图2为实施例所述的泥水盾构渣土计量系统的工作原理图。
[0036]其中，1渣土箱，2渣土高度传感器，3计数器，4控制系统，5开合闸门。
具体实施方式
[0037]为了使本专利技术所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0038]本实施例提供了一种泥水盾构渣土计量系统，包括渣土箱1、渣土高度传感器2、计数器3及控制系统4；渣土箱1为无盖箱体结构；渣土箱1的底部设置有开合闸门5；渣土高度传感器2设置在渣土箱1的内壁预设高度处，渣土高度传感器2的输出端与控制系统4的输入端相连；控制系统4的第一输出端与计数器3的输入端相连，控制系统4的第二输出端与开合闸门5的控制端相连。
[0039]渣土箱1设置在泥水盾构的泥水分离系统的排渣口处，用于盛装泥水分离系统排出的渣土；渣土高度传感器2用于获取采集渣土箱1内的渣土高度，并将采集的所述渣土高度信息传输至控制系统4；控制系统4，用于将接收的所述渣土高度与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泥水盾构渣土计量系统，其特征在于，包括渣土箱(1)、渣土高度传感器(2)、计数器(3)及控制系统(4)；渣土箱(1)为无盖箱体结构，用于盛装泥水分离系统排出的渣土；渣土箱(1)的底部设置有开合闸门(5)；渣土高度传感器(2)设置在渣土箱(1)的内壁预设高度处，渣土高度传感器(2)的输出端与控制系统(4)的输入端相连；计数器(3)的输入端与控制系统(4)的第一输出端相连，控制系统(4)的第二输出端与开合闸门(5)的控制端相连；渣土高度传感器(2)，用于获取采集渣土箱(1)内的渣土高度，并将采集的所述渣土高度信息传输至控制系统(4)；控制系统(4)，用于将接收的所述渣土高度与预设的排渣高度比较，生成排渣指令，并发送排渣指令至计数器(3)及开合闸门(5)；计数器(3)，用于对接收的排渣指令进行计数，得到累计排渣次数；开合闸门(5)，用于响应接收的排渣指令，执行开启或关闭动作。2.根据权利要求1所述的一种泥水盾构渣土计量系统，其特征在于，渣土高度传感器(2)采用液位传感器或距离传感器；所述渣土为未溶解于泥浆的石渣或黏土球。3.根据权利要求1所述的一种泥水盾构渣土计量系统，其特征在于，计数器(3)采用标准电子计数器；所述标准电子计数器在每接收一次排渣指令后，执行计数+1操作；所述标准电子计数器还设置有归零按钮。4.根据权利要求1所述的一种泥水盾构渣土计量系统，其特征在于，控制系统(4)采用PLC控制器。5.根据权利要求1所述的一种泥水盾构渣土计量系统，其特征在于，开合闸门(5)包括对开闸门及驱动对开闸门启闭的驱动机构；对开闸门转动设置在渣土箱(1)的底部；所述驱动对开闸门启闭的驱动机构的输出端与对开闸门相连，所述驱动对开闸门启闭的驱动机构的控制端与控制系统(4)的输出端相连。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏亚，周东波，吕可人，张钢龙，张钰杭，王蓉，肖男，苏卫杰，苏珲，白亚锋，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：