[发明专利]盾构掘进控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种盾构掘进控制系统及方法，该系统包括：土仓压力控制值确定单元，用于计算目标地层的土仓压力值，并基于所述土仓压力值，确定当前掘进的土仓压力控制值；在线监测单元，用于实时监测目标地层的特征信息值，所述特征信息值是盾构操作手在保持土仓压力控制值的情况下，按照当前掘进控制参数进行掘进操作时监测到的；控制单元，用于根据所述特征信息值，获得掘进控制参数的调整值；根据掘进控制参数的调整值，调整当前掘进控制参数，直至所述特征信息达到稳定状态。本发明可以实现对盾构掘进的控制，控制精度高。

技术领域

本发明涉及盾构机施工自动化与智能化技术领域，尤其涉及一种盾构掘进控制系统及方法。

背景技术

盾构机是一种隧道掘进专用工程设备，可实现开挖岩土体、皮带出渣、同步注浆、拼装管片等隧道施工作业。目前，绝大多数盾构施工中，土仓压力控制值由理论公式计算获取，并根据后期的地面沉降值进行调整，并由项目管理人员下达指令，具有一定滞后性；由于盾构隧道前方地质复杂多变，掘进控制参数变化较快，主司机根据掘进控制参数的变化依赖个人经验进行调整；但实际上，渣土改良参数、注浆参数的设定也对隧道掘进具有较大的影响，但现场渣土改良参数、注浆参数的调整往往与掘进割裂，并依赖于现场施工人员的经验进行调整，未形成整体去优化盾构掘进；

在掘进控制参数控制方面，现有技术提出了一种土压平衡盾构机隧道掘进控制参数智能控制方法，通过统筹采用专家先验知识、模糊逻辑、图论控制等技术，为复杂环境下地铁盾构工程施工事前、事中、事后多阶段盾构机械参数控制提供推理及实时分析与决策；现有技术还提出了一种全断面砂砾中土压平衡盾构机掘进控制方法，其对掘进土量和排土量形成自动管理，施工安全性好，可在大深度、高水压下掘进工作。如上类似智能算法智能控制掘进控制参数的方法尽管在预测度上有较大准确度，但仅考虑了前方地质对掘进控制参数的影响和调整，对渣土改良参数与注浆参数并没有整体考虑。而在实际掘进中，渣土改良参数和注浆参数对盾构掘进有较大影响，有可能会误导施工人员对土仓压力的调整，因此上述方法所推荐的掘进控制参数智能控制并非最佳掘进控制参数。

发明内容

本发明实施例提出一种盾构掘进控制系统，用以实现对盾构掘进的控制，控制精度高，该系统包括：

土仓压力控制值确定单元，用于计算目标地层的土仓压力值，并基于所述土仓压力值，确定当前掘进的土仓压力控制值；

在线监测单元，用于实时监测目标地层的特征信息值，所述特征信息值是盾构操作手在保持土仓压力控制值的情况下，按照当前掘进控制参数进行掘进操作时监测到的；

控制单元，用于根据所述特征信息值，获得掘进控制参数的调整值；根据掘进控制参数的调整值，调整当前掘进控制参数，直至所述特征信息达到稳定状态。

本发明实施例提出一种盾构掘进控制方法，用以实现对盾构掘进的控制，控制精度高，该方法包括：

计算目标地层的土仓压力值，并基于所述土仓压力值，确定当前掘进的土仓压力控制值；

实时监测目标地层的特征信息值，所述特征信息值是盾构操作手在保持土仓压力控制值的情况下，按照当前掘进控制参数进行掘进操作时监测到的；

根据所述特征信息值，获得掘进控制参数的调整值；

根据掘进控制参数的调整值，调整当前掘进控制参数，直至所述特征信息达到稳定状态。

本发明实施例还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述盾构掘进控制方法。

本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述盾构掘进控制方法的计算机程序。