[发明专利]一种类矩形盾构正面土压力平衡控制系统及方法

权利要求书

1.一种类矩形盾构正面土压力平衡控制系统，其特征在于，包括：

土压力监测装置，包括与类矩形盾构机内部两侧的螺旋机通信连接的监测主机，以及对称分布于类矩形盾构机的土仓的顶部两侧、中部两侧和底部两侧的多对土压力传感器，所述监测主机内预设有控制参数，所述土压力传感器与所述监测主机通信连接；

土压补偿装置，包括设于所述土仓两侧的推进油缸，所述推进油缸与所述监测主机通信连接；

土体改良装置，包括对称分布于土仓内的多个改良区域以及用于对多个所述改良区域分别进行注浆的注浆设备，所述注浆设备与所述监测主机通信连接；

其中，所述监测主机内设有与所述土压力传感器通信连接的阈值比较模块和差值比较模块，所述控制参数包括设于所述阈值比较模块中的土压力的设定阈值和设于所述差值比较模块中的土压力的设定差值；

所述推进油缸与所述阈值比较模块通信连接，用于将所述压力传感器监测到的实时土压力值与所述阈值比较模块中的设定阈值进行比较，在所述实时土压力小于所述设定阈值时推进所述推进油缸，在所述实时土压力大于所述设定阈值时收缩所述推进油缸；

所述推进油缸与所述差值比较模块通信连接，用于将每对土压力传感器监测到的实时土压力值的差值与所述差值比较模块中的设定差值进行比较，在所述实时土压力值的差值大于所述设定差值时，推进实时土压力值低一侧对应的推进油缸和/或收缩实时土压力值高一侧对应的推进油缸。

2.如权利要求1所述的类矩形盾构正面土压力平衡控制系统，其特征在于：所述设定阈值根据盾构土层、隧道埋深计算确定；对称分布于所述土仓顶部两侧的那一对土压力传感器在直线段盾构推进过程中的设定差值小于等于0.02MPa，在曲线段盾构推进过程中的设定差值小于等于0.05MPa；对称分布于所述土仓中部两侧的那一对土压力传感器在直线段盾构推进过程中的设定差值小于等于0.05MPa，在曲线段盾构推进过程中的设定差值小于等于0.1MPa。

3.如权利要求2所述的类矩形盾构正面土压力平衡控制系统，其特征在于：

所述螺旋机与所述阈值比较模块通信连接，用于将所述压力传感器监测到的实时土压力值与所述阈值比较模块中的设定阈值进行比较，在所述实时土压力大于所述设定阈值时提高所述螺旋机的转速，在所述实时土压力小于所述设定阈值时降低所述螺旋机的转速；

所述螺旋机与所述差值比较模块通信连接，用于将每对土压力传感器监测到的实时土压力值的差值与所述差值比较模块中的设定差值进行比较，在所述实时土压力值的差值大于所述设定差值时，提高实时土压力值高一侧对应的螺旋机的转速和/或降低实时土压力值低一侧对应的螺旋机的转速。

4.如权利要求1所述的类矩形盾构正面土压力平衡控制系统，其特征在于：多个所述改良区域对称布置在所述土仓的类矩形断面范围内，并与邻近的所述土压力传感器相对应；所述监测主机内设有与所述土压力传感器通信连接的区域比较模块和对称比较模块，所述控制参数包括设于所述区域比较模块中的土压力的设定区域改良值和设于所述对称比较模块中的土压力的设定对称改良值；

所述注浆设备与所述区域比较模块通信连接，用于将位于所述土仓两侧的土压力传感器监测到的实时土压力值的差值与所述区域比较模块中的设定区域改良值进行比较，在所述实时土压力值的差值大于等于所述设定区域改良值时，增加实时土压力值高一侧对应的改良区域内的注浆设备的注入率；

所述注浆设备与所述对称比较模块通信连接，用于将每对土压力传感器监测到的实施土压力值的差值与所述对称比较模块中的设定对称改良值进行比较，在所述实时土压力值的差值大于等于所述设定对称改良值时，通过注浆设备对实时土压力值高一侧对应的改良区域内注入水进行改良。