[发明专利]一种泥水盾构渣土计量系统及方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，特别涉及一种泥水盾构渣土计量系统及方法。

背景技术

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。

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。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明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。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明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；

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；

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；

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；

开合闸门，用于响应接收的排渣指令，执行开启或关闭动作。

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。

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。

进一步的，控制系统采用PLC控制器。

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。

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。

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。