[发明专利]一种基于冻结参数的供冷量监测控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于冻结参数的供冷量监测控制系统及方法。系统至少包括总控平台和传感器模块。传感器模块布设于联络通道的冻结管处和测温管处以获取联络通道的受压情况和冻结壁的形成情况。总控平台基于传感器模块于积极冻结之前检测到的联络通道的受压情况将冻结壁厚度的优选过程分为初选、校准和比选，并且基于传感器模块于积极冻结之中检测到的冻结壁形成情况控制冻结站的冻结效率。本发明通过对冻结机供冷量的控制以间接控制冻结壁的厚度，并且上述控制过程是基于城市地下联络通道设置的传感器模块所获得的联络通道受压情况和冻结壁形成情况给出的针对性控制方案。

技术领域

本发明涉及联络通道施工技术领域，尤其涉及一种基于冻结参数的供冷量监测控制系统

背景技术

随着城市化的不断发展，城市地下工程的建设在不断向前。但是由于城市道路主干道地下施工的复杂工况，其富水层地铁联络通道开挖通常采用冻结法。在联络通道施工时，冻结法施工所采用的冻结壁厚度往往设有较大幅度的安全裕量，以尽可能保障施工的安全性。但是如此大幅度地增设安全裕量导致冻结所需时间增加、冻结站所耗能源增加，同时影响了施工工作和施工难度。对此，如何兼顾冻结法施工的安全性和效率性，使得冻结壁厚度即能保障施工安全，又能缩短工期、减小成本和能源损耗，是现有技术急需解决的问题。

中国专利CN 113153312B公开了一种用于冻结地铁联络通道软硬地层的施工和监测方法，包括：步骤1，先在联络通道轮廓线(联络通道限界)的外围量测出冻结管设计位置。步骤2，钻孔：在现场对量测出的若干待插入冻结管进行钻孔。步骤3，把冻结管插入步骤2钻好的孔中并进行封堵，布设好环形耐腐蚀钢化玻璃保护壳、锥形耐腐蚀钢化玻璃外壳，获得外壳保护系统。步骤4，在联络通道外围布设的各个测点(监测单元系统)，在外壳保护系统内通过布设好冷冻循环系统、多段温感系统、摄像系统、控制器，在外壳保护系统外即地面布设中央控制系统，形成监测系统；步骤5，冷冻和监测。上述专利对冻结管位置进行设计从而对联络通道施工参数进行检测，但是未针对冻结壁厚度是否达到所需要求进行检测，未考虑不同冻结壁厚度对施工带来的影响。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

由于城市道路主干道地下施工的复杂工况，联络通道施工时所采用的冻结壁厚度往往设计为具有大幅度的安全裕量。但是如此设计的问题在于，冻结壁厚度的增加使得冻结所需时间大幅增加，冻结壁过厚导致冻土增加，影响了施工掌子面的土壤硬度，增加施工难度，影响施工周期。施工周期和冻结时间的增长也使得施工成本大幅增加。所以，如何在保障安全施工的前提下，尽可能使得冻结壁厚度小，是现有技术急需解决的问题。

针对现有技术之不足，本发明提供了一种基于冻结参数的供冷量监测控制系统，至少包括总控平台和传感器模块。其中，所述传感器模块布设于联络通道的冻结管处和测温管处以获取联络通道的受压情况和冻结壁的形成情况。其中，所述总控平台基于所述传感器模块于积极冻结之前检测到的联络通道的受压情况将冻结壁厚度的优选过程分为初选、校准和比选，并且基于所述传感器模块于积极冻结之中检测到的冻结壁形成情况控制冻结站的冻结效率。传感器模块检测积极冻结时间的全周期以使得开挖时的冻结壁参数满足施工要求，并且在施工之前、之中确定冻结壁厚度不进行增长，防止掌子面施工难度增加。

根据一种优选的实施方式，所述总控平台基于所述传感器模块获取的联络通道的受压情况对冻结壁厚度进行初选；所述传感器模块至少设置于所述联络通道两侧的楔形区中，以获取所述联络通道具有稳定性的力的大小；所述总控平台基于设置于所述联络通道中的所述传感器模块构建掌子面模型以获取冻结壁受力分布。本发明针对富水层地下联络通道的实际施工环境，考虑了冻结壁的顶部拱形，提出一种适用于城市地下联络通道的施工工法，通过传感器模块对联络通道受压情况的检测，从而得到冻结壁最小厚度。