一种盾构机及其盾尾刷动态密封性能监测控制方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构机及其盾尾刷动态密封性能监测控制方法，其尾部设置有间隔排列的多道环形的盾尾刷，两道所述盾尾刷之间设置有用于注入油脂密封的环形油脂腔，所述环形油脂腔中内置有压力传感器，位于最前方的两道所述盾尾刷均设置有用于监测磨损量和形变量的监测传感器，所述压力传感器和所述监测传感器与控制装置信号连接。可实时监测盾尾刷密封及磨损情况，同时根据实际反馈信息进行自动调节油脂注入量，还可根据盾尾刷磨损及形变量提前规划可拆式盾尾刷的更换作业，因此，本发明专利技术提供的盾构机不仅可延长盾尾刷寿命，提高盾尾密封性能，而且还可对盾构机进行辅助盾构纠偏，实时调整盾构姿态，提高成型隧道质量，提高安全性，降低施工风险。降低施工风险。降低施工风险。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机及其盾尾刷动态密封性能监测控制方法


[0001]本专利技术涉及盾构施工
，尤其涉及一种盾构机及其盾尾刷动态密封性能监测控制方法。

技术介绍

[0002]目前，盾构机尾部密封大多采用多道呈环形密实排列状固定在盾构机盾尾内壁上的盾尾刷和向前后两道相邻盾尾刷构成的环形油脂腔中注入油脂进行有效密封。
[0003]盾构机正常掘进时，盾尾刷与已衬砌管片外壁紧密接触，是防止盾尾发生漏水、涌沙和窜泥等现象的关键密封措施，盾尾刷密封性能的好坏将直接影响盾构施工安全、质量与进度。
[0004]但由于盾尾刷属于易损件，在盾构施工中较容易出现磨损、圧溃等情况，特别是在油脂注入不充分、盾构姿态偏离设定路线或隧道小转弯掘进时，盾尾刷常出现急剧磨损或永久变形失效等现象，若不能及时的发现盾尾刷损坏位置，小则出现漏水漏浆问题，影响施工安全与进度，大则导致土体塌方，甚至机毁人亡等安全事故。
[0005]因此，如何提供一种盾构机，以提高安全性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种盾构机，以提高安全性。本专利技术的目的在于提供一种盾尾刷动态密封性能监测控制方法。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种盾构机，其尾部设置有间隔排列的多道环形的盾尾刷，两道所述盾尾刷之间设置有用于注入油脂密封的环形油脂腔，所述环形油脂腔中内置有压力传感器，
[0009]位于最前方的两道所述盾尾刷均设置有用于监测磨损量和形变量的监测传感器，
[0010]所述压力传感器和所述监测传感器与控制装置信号连接。
[0011]优选的，位于最前方的两道所述盾尾刷为可拆卸式，其余所述盾尾刷为焊接固定。
[0012]优选的，上述环形油脂腔等宽设置，
[0013]所述环形油脂腔沿周向设置有多个注脂孔，采用单腔单泵与所述注脂孔连通控制油脂入住量，相邻的两个所述注脂孔之间沿周向的弧长间距不大于2.5m。
[0014]优选的，上述监测传感器为多个，所述监测传感器呈环形等夹角均匀设置。
[0015]优选的，位于最前方的两道所述盾尾刷自前至后依次为第一盾尾刷和第二盾尾刷，
[0016]所述第一盾尾刷上的一个所述监测传感器与所述第二盾尾刷上的一个所述监测传感器在周向上最小夹角为22.5
°
，
[0017]所述第一盾尾刷上的所述监测传感器和所述第二盾尾刷上的所述监测传感器在横截面上将所述盾尾刷均分为16个区域进行实时监测。
[0018]优选的，上述压力传感器为多个，所述压力传感器呈环形等夹角均匀设置。
[0019]本专利技术还提供一种盾尾刷动态密封性能监测控制方法，基于上述任意一项所述的盾构机，包括：
[0020]步骤1)盾构机正常掘进，所述压力传感器实时探测所处点位上所述环形油脂腔的压力值P并不间断传输给所述控制装置，
[0021]所述监测传感器实时探测所处点位上所述盾尾刷的磨损量λ和形变量δ并不间断传输给所述控制装置；
[0022]步骤2)所述控制装置将所述压力值P与预设压力值P0进行比对，当P≥P0时，所述环形油脂腔在所处点位上油脂处于饱和状态，
[0023]当P＜P0时，所述环形油脂腔在所处点位上油脂处于未填实状态，所述控制装置发出注脂指令直至P≥P0停止注脂，
[0024]所述控制装置将所述磨损量λ和所述形变量δ分别与预设磨损量λ0和预设形变量δ0进行比对，当λ＜λ0且δ＜δ0时，所述盾尾刷在所处点位上无问题，
[0025]当λ＜λ0且δ≥δ0时，所述盾尾刷在所处点位上处于过压缩状态，所述控制装置控制所述盾构机调整姿态直至λ＜λ0且δ＜δ0，
[0026]当λ≥λ0时进行注脂或者更换所述盾尾刷。
[0027]优选的，上述步骤2)具体为，
[0028]如果所述控制装置控制所述盾构机调整姿态无法实现λ＜λ0且δ＜δ0，则将测得δ≥δ0的所述监测传感器的数量K与预设数量K0进行对比，当K＜K0时进行注脂，当K≥K0时更换所述盾尾刷。
[0029]优选的，上述步骤2)具体为，
[0030]当λ≥λ0时，则将测得λ≥λ0的所述监测传感器的数量M与预设数量M0进行对比，当M＜M0时进行注脂，当M≥M0时更换所述盾尾刷。
[0031]优选的，上述控制装置将所述压力传感器和所述监测传感器的数值、对比后的结果以及动作指令按各自在所述盾构机的横截面上的位置相应的显示在圆形的显示面板上，
[0032]所述显示面板上设置有与所述监测传感器对应报警的闪烁指示灯。
[0033]本专利技术提供的盾构机，其尾部设置有间隔排列的多道环形的盾尾刷，两道所述盾尾刷之间设置有用于注入油脂密封的环形油脂腔，所述环形油脂腔中内置有压力传感器，
[0034]位于最前方的两道所述盾尾刷均设置有用于监测磨损量和形变量的监测传感器，
[0035]所述压力传感器和所述监测传感器与控制装置信号连接。
[0036]本专利技术提供的盾构机，可实时监测盾尾刷密封及磨损情况，同时根据实际反馈信息进行自动调节油脂注入量或推进油缸伸出量，还可根据盾尾刷磨损及形变量提前规划可拆式盾尾刷的更换作业，因此，本专利技术提供的盾构机不仅可延长盾尾刷寿命，提高盾尾密封性能，而且还可对盾构机进行辅助盾构纠偏，实时调整盾构姿态，提高成型隧道质量，提高安全性，降低施工风险。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
[0038]图1为本专利技术实施例提供的盾构机工作时的示意图；
[0039]图2为本专利技术实施例提供的盾构机的盾尾刷部分的结构示意图；
[0040]图3为本专利技术实施例提供的盾尾刷的横截面上第一盾尾刷和第二盾尾刷监测传感器布置点位的结合示意图；
[0041]图4为本专利技术实施例提供的盾尾刷的横截面上压力传感器布置点位的示意图；
[0042]图5为本专利技术实施例提供的压力传感器显示面板的示意图；
[0043]图6为本专利技术实施例提供的监测传感器显示面板的示意图。
[0044]上图1
‑
6中：
[0045]盾尾刷1、监测传感器2、压力传感器3、环形油脂腔4、焊接式盾尾刷5、通信电缆6、控制装置7、盾构机8、衬砌管片9、盾构机主控室10、推进油缸11、油脂注入通道12、第一盾尾刷13、第二盾尾刷14、第一盾尾刷上的监测传感器布置点位15、第二盾尾刷上的监测传感器布置点位16、压力传感器布置点位17、注脂孔18。
具体实施方式
[0046]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构机，其尾部设置有间隔排列的多道环形的盾尾刷，两道所述盾尾刷之间设置有用于注入油脂密封的环形油脂腔，其特征在于，所述环形油脂腔中内置有压力传感器，位于最前方的两道所述盾尾刷均设置有用于监测磨损量和形变量的监测传感器，所述压力传感器和所述监测传感器与控制装置信号连接。2.根据权利要求1所述的盾构机，其特征在于，位于最前方的两道所述盾尾刷为可拆卸式，其余所述盾尾刷为焊接固定。3.根据权利要求1所述的盾构机，其特征在于，所述环形油脂腔等宽设置，所述环形油脂腔沿周向设置有多个注脂孔，采用单腔单泵与所述注脂孔连通控制油脂入住量，相邻的两个所述注脂孔之间沿周向的弧长间距不大于2.5m。4.根据权利要求1所述的盾构机，其特征在于，所述监测传感器为多个，所述监测传感器呈环形等夹角均匀设置。5.根据权利要求4所述的盾构机，其特征在于，位于最前方的两道所述盾尾刷自前至后依次为第一盾尾刷和第二盾尾刷，所述第一盾尾刷上的一个所述监测传感器与所述第二盾尾刷上的一个所述监测传感器在周向上最小夹角为22.5
°
，所述第一盾尾刷上的所述监测传感器和所述第二盾尾刷上的所述监测传感器在横截面上将所述盾尾刷均分为16个区域进行实时监测。6.根据权利要求1所述的盾构机，其特征在于，所述压力传感器为多个，所述压力传感器呈环形等夹角均匀设置。7.一种盾尾刷动态密封性能监测控制方法，其特征在于，基于上述权利要求1
‑
6任意一项所述的盾构机，包括：步骤1)盾构机正常掘进，所述压力传感器实时探测所处点位上所述环形油脂腔的压力值P并不间断传输给所述控制装置，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，彭正阳，田金坤，张帅坤，熊晨君，范瑞强，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：