[发明专利]矩形盾构多刀盘驱动同步控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道盾构技术领域，尤其是指一种矩形盾构多刀盘驱动同步控制方法。

背景技术

随着城市地下空间的大规模的开发，盾构法施工技术因其对地上、地下构筑物、周边环境影响小，保证交通通行、减少道路中断、管线搬迁等优势，越来越多地被应用于城市道路、地下共同沟、地铁隧道施工，纵观国内外盾构技术的发展，其趋势将是多元化和多样化的。在隧道断面方面，除了向超大直径断面隧道发展以外，也向异形断面隧道发展。从隧道的使用功能来分析，公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、人行地道、地下共同沟的断面形式以矩形或类矩形最为合适，最为经济，因而矩形盾构的研发和应用意义十分重大。

然而，盾构技术在发展的同时也面临着诸多的挑战，其中，切削刀盘的控制方法就是重要的挑战之一。通常的刀盘控制方法已不能适用于盾构多刀盘组合切削的控制，因此，有必要研制出全新的、适用于盾构多刀盘组合切削的控制方法。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明提供了一种矩形盾构多刀盘驱动同步控制方法，包括：

提供按设定角度差设置的第一刀盘和第二刀盘、用于测定所述第一刀盘和所述第二刀盘的角度的第一角度检测仪，以及用于测定所述第一刀盘和所述第二刀盘的转速的刀盘转速检测仪、用于控制所述第一刀盘和所述第二刀盘的转速的控制装置，其中，所述第一刀盘与所述第二刀盘均为X形辐条式结构刀盘，所述设定角度差为80度至100度；

将所述第一刀盘与所述第二刀盘的中心距设置为小于所述第一刀盘与所述第二刀盘的半径之和；

启动所述第一刀盘和所述第二刀盘，通过所述第一角度检测仪实时测得所述第一刀盘和所述第二刀盘的角度；

所述控制装置计算所述第一刀盘和所述第二刀盘的实时角度差，将所述实时角度差与所述设定角度差进行比较；

所述控制装置根据比较结果与所述刀盘转速检测仪的检测结果，对所述第一刀盘和所述第二刀盘的转速进行修正；

所述控制装置基于修正结果，对所述第一刀盘和所述第二刀盘分别输出第一转速信号和第二转速信号，使测得的所述实时角度差等于所述设定角度差。

本发明的矩形盾构多刀盘驱动同步控制方法，通过第一角度检测仪实时测定第一刀盘和第二刀盘的实时角度差与设定角度差进行比较，再通过控制装置调节第一刀盘和第二刀盘的转速，使第一刀盘和第二刀盘的角度差与设定角度差相同，从而保证第一刀盘和第二刀盘不发生相互干涉，并确保第一刀盘和第二刀盘转速的同步。

本发明矩形盾构多刀盘驱动同步控制方法的进一步改进在于，所述控制装置计算所述第一刀盘和所述第二刀盘的实时角度差，进一步包括：所述第一角度检测仪将实时测得的所述第一刀盘的第一角度信号和所述第二刀盘的第二角度信号反馈给所述控制装置，所述控制装置基于所述第一角度信号和所述第二角度信号，计算得到所述第一刀盘和所述第二刀盘的实时角度差。

本发明矩形盾构多刀盘驱动同步控制方法的进一步改进在于，所述控制装置根据比较结果，对所述第一刀盘和所述第二刀盘的转速进行修正，进一步包括：

提供所述实时角度差与所述设定角度差的差值误差允许范围；

所述控制装置计算所述实时角度差与所述设定角度差的实际差值，将所述实际差值与所述差值误差允许范围进行比较；

所述控制装置判断所述实际差值在所述差值误差允许范围内且大于零，则修正增加所述第一转速信号，修正减小所述第二转速信号；

所述控制装置判断所述实际差值在所述差值误差允许范围内且小于零，则修正减小所述第一转速信号，修正增加所述第二转速信号；

所述控制装置判断所述实际差值在所述差值误差允许范围外，则对所述第一刀盘和所述第二刀盘输出停止信号。

本发明矩形盾构多刀盘驱动同步控制方法的进一步改进在于，所述第一刀盘和所述第二刀盘后方设有偏心多轴异形刀盘，所述控制方法还包括所述偏心多轴异形刀盘的转速调节方法，其包括：

所述控制装置计算所述第一转速信号和所述第二转速信号的转速均值；

所述控制装置根据所述转速均值的变化比例，对所述偏心多轴异形刀盘的转速进行调节，使所述偏心多轴异形刀盘的转速的变化比例与所述转速均值的变化比例相同。

本发明矩形盾构多刀盘驱动同步控制方法的进一步改进在于，所述偏心多轴异形刀盘包括一个主偏心曲轴和多个辅偏心曲轴，所述控制方法还包括对所述主偏心曲轴和多个所述辅偏心曲轴的控制方法，其包括：

提供用于测定所述主偏心曲轴和多个所述辅偏心曲轴的角度的第二角度检测仪；