一种可测量渣土含水率的盾构机及含水率测量方法技术

本发明专利技术公开了一种可测量渣土含水率的盾构机及含水率测量方法，该盾构机包括主机和后配套，主机包括依次设置的刀盘、土仓和刀盘驱动，所述土仓内设有含水率测量装置，含水率测量装置与后台控制系统相连接；所述含水率测量装置包括加压装置，加压装置的侧壁上设有进渣机构和出水机构，出水机构和进渣机构均与加压装置相连通，加压装置上还设有数据采集装置。本发明专利技术采用含水率测量装置安装在土仓或泥水仓中，通过进渣机构向加压装置中进渣，然后通过加压装置挤压渣土，实现水、土分离，然后利用最简单的体积比，得到该渣土的含水率。

A shield machine and method of measuring moisture content of residue soil

【技术实现步骤摘要】
一种可测量渣土含水率的盾构机及含水率测量方法
本专利技术涉及盾构机
，特别是指一种可测量渣土含水率的盾构机及含水率测量方法。
技术介绍
随着公共交通工具地铁的兴起和发展，盾构法施工由于其安全、快速、复杂地层适应性强以及地表沉降小等优势，成为目前城市地铁最主要的施工方法。盾构机可分为泥水平衡盾构机和土压平衡盾构机两大类。土压平衡盾构机是把土仓内的渣土作为稳定开挖面的介质，刀盘与刀盘后隔板间形成土仓，刀盘旋转、开挖下的渣土进入土仓，再由刀盘后隔板上的螺旋输送机将渣土旋转输出。泥水平衡盾构机是在机械式盾构的刀盘的后侧，设置一道前封闭隔板，前封闭隔板与刀盘间的空间为泥水仓，水、膨润土及其添加剂混合制成的泥浆，经泵送管道压入泥水仓，在盾构的前封闭隔板后侧内插装另一道后封闭隔板，前封闭隔板与后封闭隔板之间的空间为气垫仓，通过调节空气压力和气垫仓内液位，对泥水仓进行建压，保障开挖面上相应的泥浆支护压力。它们顺利掘进的关键都是保证渣土/泥水渣顺利排出，为此需要对仓内渣土添加诸如泡沫、膨润土等之类的改良剂使盾构渣土保持为一种“塑性流动”状态。故掘进过程中对渣土含水率的监测就变得十分重要，一旦实时监测渣土含水率的变化就可以随时对改良参数进行动态调整，使参数设置更加合理。为此专利技术一种新型渣土含水率测量装置很有必要。而现有盾构机掘进过程中渣土的含水率是通过采样别通过单独的设备进行测量，与盾构机融合性差，且不能实时监测渣土情况，影响掘进效率。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种可测量渣土含水率的盾构机及含水率测量方法，用于解决上述问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种可测量渣土含水率的盾构机，包括主机和后配套，主机包括依次设置的刀盘、土仓和刀盘驱动，所述土仓内设有含水率测量装置，含水率测量装置与后台控制系统相连接；所述含水率测量装置包括加压装置，加压装置的侧壁上设有进渣机构和出水机构，出水机构和进渣机构均与加压装置相连通，加压装置上还设有数据采集装置。所述加压装置包括加压仓体，加压仓体内设有过滤组件，过滤组件将加压仓体分为液体仓和渣土仓，出水机构和数据采集装置连接在液体仓上；渣土仓内设有第二推板，第二推板与渣土仓相配合，第二推板与设置在渣土仓侧壁上的推送机构相连接，推送机构推动第二推板在渣土仓内前后移动。所述加压仓体设有推送机构的侧壁上设有用于监测第二推板移动距离的第二位移传感器，加压仓体上与推送机构相对的侧壁上设有第三闸门。所述推送机构为第二加压油缸，第二加压油缸固定在加压仓体的侧壁上，第二加压油缸的伸缩端与第二推板相连接；所述加压仓体的侧壁上设有用于与进渣机构相对应的第二闸门。所述进渣机构包括进料仓，进料仓与加压装置的加压仓体密封连接，且进料仓通过第二闸门与加压仓体相连通，进料仓内设有第一推板，第一推板与进料仓相配合，第一推板与设置在进料仓侧壁上的驱动机构相连接，驱动机构推动第一推板在进料仓内移动，进料仓上设有用于进渣土的第一闸门。所述进料仓设有驱动机构的侧壁上设有用于监测第一推板运动距离的第一位移传感器。所述驱动机构为第一推动油缸，第一推动油缸的伸缩端与第一推板相连接。所述第一位移传感器和第二位移传感器均与数据采集装置相连接。所述出水机构包括设置在加压装置上的密封出水口，密封出水口上可拆卸设有出水管。一种可测量渣土含水率的盾构机的含水率测量方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：第一推板的面积与进料仓仓室横截面的面积相同设为S1，进料仓仓室的总长为L1；第二推板的面积与渣土仓仓室横截面的面积相同设为S2，渣土仓仓室的总长为L2；调节加压装置、进渣机构和出水机构至工作状态；S2：启动进渣机构，第一闸门打开，第二闸门和第三闸门关闭，同时驱动机构带动第一推板向后抽拉，将土仓或泥水仓中的渣土抽至进料仓中；S3：第一位移传感器测得第一推板的位置距离为L1′，则进入进料仓中的渣土量Q1＝S1×(L1-L1')；S4：第一闸门关闭，第二闸门打开，第三闸门关闭，驱动机构推动第一推板向前运动，将进料仓中的渣土推送至加压装置的渣土仓内；S5：第一闸门、第二闸门和第三闸门关闭，推送机构带动第二推板将渣土缓慢推至靠近第三闸门端；S6：第二位移传感器测得第二推板的位置距离为L2，然后加压继续推动第二推板向前移动，渣土受力挤压，挤压出的液体经过滤组件流进液体仓内，挤压后的渣土仍存在渣土仓内，此时第二位移传感器测得第二推板的位置距离为L2′；得到挤压出的液体量Q2＝S2×(L2-L2')，则含水率S7：第一闸门和第二闸门，第三闸门打开，推送机构继续推进第二推板，通过第二推板将挤压后的渣土经第三闸门推出至土仓或泥水仓内；同时出水机构打开，将液体仓中的液体排出至土仓或泥水仓中。本专利技术采用含水率测量装置安装在土仓或泥水仓中，通过进渣机构向加压装置中进渣，然后通过加压装置挤压渣土，实现水、土分离，然后利用最简单的体积比，得到该渣土的含水率。本专利技术设置在盾构机土仓或泥水仓中，与现有盾构设备融合性好，且可实时监测掘进过程中渣土的含水情况，便于随时调整渣土改良参数，提高盾构机施工效率和施工安全系数。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术整体结构示意图。图2为本专利技术含水率测量装置结构示意图。图3为本专利技术进渣机构结构示意。图4为本专利技术加压装置结构示意图。图5为含水率测量装置进渣状态示意图。图6为含水率测量装置推渣状态示意图。图7为含水率测量装置压渣状态示意图。图8为含水率测量装置排渣状态示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1和2所示，实施例1，一种可测量渣土含水率的盾构机，一种可测量渣土含水率的盾构机，包括主机和后配套，主机包括依次设置的刀盘100、土仓200和刀盘驱动300，其设置和连接方式与现有盾构机相同。所述土仓200内设有含水率测量装置400，含水率测量装置400与后台控制系统相连接；含水率测量装置400可设置在现有盾构机的土仓或泥水仓中，与现有盾构机融合性好。所述含水率测量装置400包括加压装置2，对渣土进行挤压加压使水、土分离。加压装置2的侧壁上设有进渣机构1和出水机构3，出水机构3和进渣机构1均与加压装置2相连通，土仓或泥水仓内的渣土经进渣机构进入加压装置，在加压装置内进行挤压，实现水、土分离，挤压出的液经出水机构排出，加压装置2上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可测量渣土含水率的盾构机，包括主机和后配套，主机包括依次设置的刀盘(100)、土仓(200)和刀盘驱动(300)，其特征在于：所述土仓(200)内设有含水率测量装置(400)，含水率测量装置(400)与后台控制系统相连接；所述含水率测量装置(400)包括加压装置(2)，加压装置(2)的侧壁上设有进渣机构(1)和出水机构(3)，出水机构(3)和进渣机构(1)均与加压装置(2)相连通，加压装置(2)上还设有数据采集装置(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种可测量渣土含水率的盾构机，包括主机和后配套，主机包括依次设置的刀盘(100)、土仓(200)和刀盘驱动(300)，其特征在于：所述土仓(200)内设有含水率测量装置(400)，含水率测量装置(400)与后台控制系统相连接；所述含水率测量装置(400)包括加压装置(2)，加压装置(2)的侧壁上设有进渣机构(1)和出水机构(3)，出水机构(3)和进渣机构(1)均与加压装置(2)相连通，加压装置(2)上还设有数据采集装置(4)。


2.根据权利要求1所述的可测量渣土含水率的盾构机，其特征在于：所述加压装置(2)包括加压仓体(210)，加压仓体(210)内设有过滤组件(204)，过滤组件(204)将加压仓体(210)分为液体仓(205)和渣土仓(211)，出水机构(3)和数据采集装置(4)连接在液体仓(205)上；渣土仓(211)内设有第二推板(208)，第二推板(208)与渣土仓(211)相配合，第二推板(208)与设置在渣土仓(211)侧壁上的推送机构(202)相连接，推送机构(202)推动第二推板(208)在渣土仓(211)内前后移动。


3.根据权利要求2所述的可测量渣土含水率的盾构机，其特征在于：所述加压仓体(210)设有推送机构(202)的侧壁上设有用于监测第二推板(208)移动距离的第二位移传感器(203)，加压仓体(210)上与推送机构(202)相对的侧壁上设有第三闸门(207)。


4.根据权利要求2所述的可测量渣土含水率的盾构机，其特征在于：所述推送机构(202)为第二加压油缸，第二加压油缸固定在加压仓体(210)的侧壁上，第二加压油缸的伸缩端与第二推板(208)相连接；所述加压仓体(210)的侧壁上设有用于与进渣机构(1)相对应的第二闸门(201)。


5.根据权利要求1～4任一项所述的可测量渣土含水率的盾构机，其特征在于：所述进渣机构(1)包括进料仓(102)，进料仓(102)与加压装置(2)的加压仓体(210)密封连接，且进料仓(102)通过第二闸门(201)与加压仓体(210)相连通，进料仓(102)内设有第一推板(103)，第一推板(103)与进料仓(102)相配合，第一推板(103)与设置在进料仓(102)侧壁上的驱动机构(101)相连接，驱动机构(101)推动第一推板(103)在进料仓(102)内移动，进料仓(102)上设有用于进渣土的第一闸门(104)。


6.根据权利要求5所述的可测量渣土含水率的盾构机，其特征在于：所述进料仓(102)设有驱动机构(101)的侧壁上设有用于监测第一推板(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜礼杰，赵梦媛，王一新，文勇亮，原晓伟，杨航，金雪红，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41