專利名稱：一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制方法與 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)機(jī)是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，具有開挖切削土體、輸送土渣、拼裝隧道襯砌、測量導(dǎo)向糾偏等功能，管片襯砌背后注漿是盾構(gòu)施工中的一項十分重要的工序，其目 的主要有以下三個方面第一方面，及時填充盾尾建筑空隙，支撐管片周圍巖體，有效地控 制地表沉降；第二方面，凝結(jié)的漿液將作為盾構(gòu)施工隧道的第一道防水屏障，增強(qiáng)隧道的防 水能力；第三方面，為管片提供早期的穩(wěn)定并使管片與周圍巖體一體化，有利于盾構(gòu)掘進(jìn)方 向的控制，并能確保盾構(gòu)隧道的最終穩(wěn)定?，F(xiàn)有技術(shù)在管片襯砌背后注漿的過程中，對注漿的控制比較簡單，通常采用的處 理方法是在注漿壓力異常之后，盾構(gòu)機(jī)直接停機(jī)報警，然后由技術(shù)人員，例如盾構(gòu)司機(jī)等， 進(jìn)行相應(yīng)的注漿管路的檢查或清洗等處理。但是，采用現(xiàn)有技術(shù)中的處理方法，存在的缺點(diǎn)是，在雙液注漿發(fā)生異常停止注入 之后，由于技術(shù)人員的疏忽或是其他原因沒有進(jìn)行及時的處理，以及在雙液完成注漿后，不 能進(jìn)行自動清洗，容易因清洗不及時造成管路以及注漿槍的堵塞問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制方法與系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中 盾構(gòu)機(jī)在注漿停止之后不能進(jìn)行自動清洗的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制方法，包括依據(jù)預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)注入漿液；檢測注漿管壓力值與漿液注入量，當(dāng)所述注漿管壓力值超過預(yù)設(shè)注漿管壓力值的 上限值，停止注漿；記錄漿液凝固時間，當(dāng)接收到清洗控制信號或所述漿液凝固時間達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝 固時間時，依據(jù)預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗所述盾構(gòu)機(jī)。優(yōu)選的，在停止注漿之后，記錄漿液凝固時間之前，還包括監(jiān)測注漿管壓力值與 行程間隙值，所述行程間隙值為所述盾構(gòu)機(jī)距離上次注漿停止時所前進(jìn)的距離。優(yōu)選的，所述依據(jù)預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗所述盾構(gòu)機(jī)結(jié)束之后，還包括判斷所述漿液注入量是否達(dá)到預(yù)設(shè)注入漿液總量的下限值，如果是，則停止注漿 過程；如果否，當(dāng)?shù)却{管壓力值低于預(yù)設(shè)注漿管壓力值的下限值且所述行程間隙值超 過預(yù)設(shè)行程間隙值時，則返回執(zhí)行依據(jù)預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)注入漿液這一步驟。優(yōu)選的，所述記錄漿液凝固時間，當(dāng)接收到不清洗控制信號時，還包括判斷注漿注入量是否達(dá)到預(yù)設(shè)注入漿液總量的下限值，如果是，則停止注漿過程；如果否，則等待注漿管壓力值低于預(yù)設(shè)注漿管壓力值的下限值且所述行程間隙值超過預(yù)設(shè) 行程間隙值時，則返回執(zhí)行依據(jù)預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)注入漿液這一步驟。優(yōu)選的，在上述步驟中包括，當(dāng)所述注漿管壓力值沒有超過所述預(yù)設(shè)注漿管壓力 值的上限值，以及所述漿液注入量超過所述預(yù)設(shè)注入漿液總量的上限值時，進(jìn)行報警提示。優(yōu)選的，所述漿液注入?yún)?shù)為盾構(gòu)機(jī)中的千斤頂聯(lián)動速度；
依據(jù)盾構(gòu)機(jī)中的所述千斤頂聯(lián)動速度控制漿液流量，注入漿液。一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制系統(tǒng)，包括漿液注入單元，依據(jù)預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)，控制注漿管注入漿液；壓力檢測單元，用于檢測所述注漿管的注漿管壓力值，當(dāng)所述注漿管的壓力值超 過所述預(yù)設(shè)注漿管壓力值的上限值時，發(fā)送停止注漿信號；注入量檢測單元，用于檢測漿液注入量；接收單元，用于接收清洗控制信號與不清洗控制信號；停止注漿單元，用于接收停止注漿信號，控制注漿管停止注漿；清洗控制單元，用于記錄停止注漿后的漿液凝固時間，并在接收到清洗控制信號 或所述漿液凝固時間達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，依據(jù)預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗所述盾構(gòu)機(jī)。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)中還包括監(jiān)測單元，用于在停止注漿之后監(jiān)測注漿管的壓力值與行程間隙值，所述行程間 隙值為所述盾構(gòu)機(jī)距離上次注漿停止時所前進(jìn)的距離；注漿再啟動單元，用于在符合注漿再啟動條件時，啟動漿液注入單元，繼續(xù)注漿。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)中還包括報警單元，用于在所述注漿管壓力值低于所述注漿管壓力值的上限值，漿液注入 量超過預(yù)設(shè)注入漿液總量的上限值時，進(jìn)行報警提示。優(yōu)選的，在上述系統(tǒng)中所述注漿管包括盾尾上部的第一注漿管和第二注漿管。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種盾構(gòu)機(jī)的注 漿控制方法與系統(tǒng)，在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道施工的時候，注漿壓力異常需要處理的情況下，依據(jù) 檢測單元中所檢測值與預(yù)設(shè)參數(shù)的比較結(jié)果，進(jìn)行停止注漿，并由清洗控制單元控制盾構(gòu) 機(jī)的清洗過程，避免在停止注漿的時間段內(nèi)由于漿液凝固造成注漿管與注漿槍的堵塞，使 盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)行注漿的過程中更加完善。并進(jìn)一步在清洗結(jié)束，且注漿壓力恢復(fù)正常后，在注漿啟動單元的控制下使盾構(gòu) 機(jī)進(jìn)行自啟動，重新進(jìn)入工作狀態(tài)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例一公開的方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例二公開的方法流程圖；圖3為本發(fā)明公開的注漿管1的注漿、清洗工作原理示意圖4為本發(fā)明公開的一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制系統(tǒng)框圖a ；圖5為本發(fā)明中預(yù)設(shè)注漿管壓力值的顯示界面；圖6為本發(fā)明中預(yù)設(shè)時間參數(shù)的顯示界面；圖7為本發(fā)明公開的一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制系統(tǒng)框圖b。
具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實施例公開了一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制方法與系統(tǒng)，在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道施工 的時候，需要通過注漿的方式控制地面沉降、減少地下水對盾構(gòu)機(jī)的影響。通過本發(fā)明公開 的方法與系統(tǒng)，能夠在注漿壓力異常需要處理的情況下，停止注漿，并在停止注漿之后能夠 進(jìn)行自動清洗，以防止?jié){液凝固造成注漿管與注漿槍的堵塞。并進(jìn)一步在清洗結(jié)束之后，在 滿足盾構(gòu)機(jī)重啟的條件之下，使盾構(gòu)機(jī)能夠進(jìn)行自啟動，重新進(jìn)入工作狀態(tài)。實施例一請參閱附圖1，為本發(fā)明實施例一公開的方法流程圖，具體步驟為步驟Sll，在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行注漿之前預(yù)設(shè)各類預(yù)設(shè)參數(shù)，所述預(yù)設(shè)參數(shù)包括漿液注 入?yún)?shù)、注漿管壓力值的上限值與下限值、注入漿液總量、漿液凝固時間和自動清洗時間等寸。在步驟Sll中，由于盾構(gòu)機(jī)可以工作在不同的環(huán)境下，依據(jù)不同的工作環(huán)境會選 擇不同的漿液注入，所以盾構(gòu)機(jī)中的各類預(yù)設(shè)參數(shù)也會由于工作環(huán)境，以及注入漿液的不 同而有所不同。在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工之前，根據(jù)具體情況對盾構(gòu)機(jī)的盾尾空隙面積、注漿注入 率、注入漿液的流量比、漿液注入速度、漿液凝固時間、注漿管壓力上限和自動清洗時間等 參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)。其中，盾尾空隙面積為S= π (D2-d2)/4，D為盾尾外徑，d為隧道外徑；盾構(gòu)機(jī)聯(lián)動 速度為V，范圍為0 80mm/min;注漿注入率為σ，范圍為100% 200% ；注入漿液A液與 B液的流量比為A B=I 10。然后，通過盾尾空隙面積S、盾構(gòu)機(jī)聯(lián)動速度V和注漿注 入率σ，計算注入漿液的總量Q = S*V*0，并預(yù)設(shè)注入漿液總量的上限值與下限值。步驟S12，盾構(gòu)機(jī)依據(jù)所述預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)注入漿液。在執(zhí)行步驟S12時，盾構(gòu)機(jī)中的掘進(jìn)千斤頂?shù)男谐桃堰_(dá)到規(guī)定的位置，即盾構(gòu)機(jī) 開始注漿。在執(zhí)行步驟S12中，利用步驟Sll中獲取的預(yù)設(shè)的漿液注入?yún)?shù)，控制盾構(gòu)機(jī)中 的泵速，以達(dá)到步驟Sll中獲取的預(yù)設(shè)的漿液注入率，并依據(jù)預(yù)設(shè)的漿液注入率注入漿液， 使注入的漿液能夠及時的填充盾尾空隙，支撐盾構(gòu)機(jī)周圍的巖體或土層，保證盾構(gòu)機(jī)正常 工作和盾構(gòu)隧道的穩(wěn)定。需要說明的是，在步驟Sll中獲取的所述漿液注入?yún)?shù)可以是手動給定或預(yù)設(shè)的 漿液注入速度，也可以是盾構(gòu)機(jī)中的千斤頂?shù)穆?lián)動速度。在步驟S12中盾構(gòu)機(jī)可以選擇漿 液注入速度或千斤頂?shù)穆?lián)動速度中的任意一個，控制盾構(gòu)機(jī)中的泵速，以達(dá)到步驟Sll中 獲取的預(yù)設(shè)的漿液注入率ο，并以此控制漿液的注入。
步驟S13，檢測注漿管的壓力值，判斷所述注漿管壓力值是否超過預(yù)設(shè)注漿管壓力 值的上限值，如果是，則停止注漿，轉(zhuǎn)而執(zhí)行步驟S14 ；如果否，則轉(zhuǎn)而執(zhí)行步驟S15。在步驟S13中，由盾構(gòu)機(jī)中的壓力檢測單元對進(jìn)行注漿的注漿管的壓力值進(jìn)行檢 測，以保證在盾構(gòu)機(jī)注漿的過程中注漿管的壓力正常，以避免對盾構(gòu)機(jī)主講過程的影響。在 注漿管的壓力出現(xiàn)異常時，即用于注漿的注漿管的壓力值超過步驟Sll中獲取的預(yù)設(shè)注漿 管壓力值的上限值時，注漿管停止進(jìn)行注漿。步驟S14，記錄漿液凝固時間，當(dāng)接收到清洗控制信號或所述漿液凝固時間達(dá)到所 述預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，依據(jù)所述預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗所述盾構(gòu)機(jī)。
在執(zhí)行步驟S13之后，注漿管停止注漿。但是注入的漿液在停止注漿的這一時間 段中，由于漿液的凝固會造成注漿管和注漿槍的堵塞。所以在盾構(gòu)機(jī)停止注漿之后，在執(zhí)行 步驟S14記錄漿液凝固時間時，盾構(gòu)機(jī)將接收不清洗控制信號或清洗控制信號，在盾構(gòu)機(jī) 中的清洗控制單元接收到清洗控制信號時，依據(jù)預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗該盾構(gòu)機(jī)中的注漿 管與注漿槍；或者由盾構(gòu)機(jī)中的清洗控制單元在漿液凝固時間達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝固時間時， 依據(jù)步驟Sll中獲取的預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗該盾構(gòu)機(jī)中的注漿管與注漿槍。記錄漿液凝固時間的好處是，在發(fā)生注漿異常停止注漿的時候，由于各種原因使 盾構(gòu)機(jī)沒有接收到清洗控制信號，在記錄漿液凝固時間達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，可以直 接進(jìn)入自動清洗程序，能夠避免注漿管與注漿槍的堵塞。此外，在自動清洗的程序中，可以 進(jìn)行清洗是否完成的判斷，在判斷沒有完成清洗時，繼續(xù)進(jìn)行自動清洗。需要說明的是，在執(zhí)行步驟S14時，進(jìn)行的記錄漿液凝固時間，可以是正計時，也 可以是倒計時。例如，當(dāng)為正計時時，記錄漿液凝固時間從1開始，依時遞增，在記錄的漿液 凝固時間累積至步驟Sll中獲取的預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，進(jìn)入自動清洗程序，開始對盾構(gòu) 機(jī)中的注漿管和注漿槍進(jìn)行清洗；當(dāng)為倒計時時，記錄漿液凝固時間從預(yù)設(shè)基數(shù)開始，依時 遞減，在記錄的漿液凝固時間遞減至步驟Sll中獲取的預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，進(jìn)入自動清 洗程序。漿液凝固時間的預(yù)設(shè)基數(shù)為一個常數(shù)。在本發(fā)明公開的實施例中，采用倒計時的 方式記錄漿液凝固時間。此外，在步驟Sll中獲取的自動清洗時間與盾構(gòu)機(jī)選擇的注入漿液有關(guān)，根據(jù)注 入不同漿液的凝固時間不同預(yù)設(shè)自動清洗時間，使在注入不同漿液時利用相應(yīng)的自動清洗 時間進(jìn)行清洗，并在該預(yù)設(shè)自動清洗時間內(nèi)完成對注漿管與注漿槍的清洗。使盾構(gòu)機(jī)在進(jìn) 行注漿的過程中更加完善。步驟S15，判斷漿液注入量是否超過預(yù)設(shè)注入漿液總量的上限值，如果是，則提示 注漿超量，進(jìn)行報警提示。在步驟S15中，在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行注漿超量的報警提示之后，如果人為停止注漿，則轉(zhuǎn) 而執(zhí)行步驟S14，進(jìn)行自動清洗。在步驟S15中針對漿液注入量的判斷，預(yù)設(shè)注入漿液總量的上限值可以是注入漿 液總量的150%，也可以是注入漿液總量的160%，本發(fā)明的實施例并不僅限于此。在盾構(gòu) 機(jī)進(jìn)行注漿之前，注入漿液總量的下限值可依據(jù)盾構(gòu)機(jī)的工作環(huán)境預(yù)設(shè)不同的數(shù)值。需要說明的是，在本發(fā)明公開的實施例一中，盾構(gòu)機(jī)的注漿管包括盾尾上部的第 一注漿管和第二注漿管，并且這兩個注漿管又分別有兩個注入口，可以分別用于注入相同或不同的兩種漿液，所以在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行注漿之前，針對兩種相同或是不同的漿液進(jìn)行各類 參數(shù)的預(yù)設(shè)，然后再執(zhí)行步驟S12、步驟S13、步驟S14。此外，本發(fā)明實施例一中第一注漿管與第二注漿管是獨(dú)立的、兩個注漿管之間的 控制互不干涉，在第一注漿管和第二注漿管中的任意一個注漿管出現(xiàn)異常，停止注入漿液 時，另一個沒有異常的注漿管不受任何影響的繼續(xù)進(jìn)行注漿作業(yè)。不僅能夠完成對相應(yīng)注 漿管與注漿槍的清洗，而且也使盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)行注漿的過程中更加完善。實施例二 請參閱附圖2，為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例二，在上述實施例1公開的方法的基礎(chǔ) 上，在步驟S13之后，步驟S14之前，還可以包括以下步驟步驟S16，盾構(gòu)機(jī)監(jiān)測注漿管的壓力值與盾構(gòu)機(jī)的行程間隙值。 在步驟S16中，盾構(gòu)機(jī)所監(jiān)測的注漿管的壓力值為停止注入漿液時實時的注漿管 壓力值。在執(zhí)行步驟Sll中，獲取的預(yù)設(shè)參數(shù)中包括注入漿液的注漿管的注漿管壓力值的 上限值與下限值；盾構(gòu)機(jī)監(jiān)測的行程間隙值是指，在停止注漿那一刻起盾構(gòu)機(jī)向前掘進(jìn)的 長度，即盾構(gòu)機(jī)距離上次注漿停止時所前進(jìn)的距離。此外，在本發(fā)明公開的實施例二中，執(zhí)行步驟S14時，選用倒計時的方式記錄漿液 凝固時間。漿液凝固時間的預(yù)設(shè)基數(shù)可以為60秒。下面舉例進(jìn)行說明。在執(zhí)行步驟S14時，記錄漿液凝固時間從60秒開始一秒一秒遞減，在該漿液凝固 時間沒有達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝固時間(預(yù)設(shè)漿液凝固時間由技術(shù)人員在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行注漿之前 給定或預(yù)設(shè))，即不為0時，盾構(gòu)機(jī)將接收不清洗控制信號或清洗控制信號，并在盾構(gòu)機(jī)接 收到清洗控制信號時，依據(jù)預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗該盾構(gòu)機(jī)中的注漿管與注漿槍；或者由 盾構(gòu)機(jī)中的清洗控制單元在漿液凝固時間達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，即倒計時為0時，依 據(jù)步驟Sll中預(yù)設(shè)的自動清洗時間清洗該盾構(gòu)機(jī)中的注漿管與注漿槍。另外，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例二中，在步驟S14之后，還可以包括以下步驟步驟S17，盾構(gòu)機(jī)依據(jù)接收到的清洗結(jié)束信號或不清洗控制信號，進(jìn)行判斷，判斷 此時漿液注入量是否超過預(yù)設(shè)注入漿液總量的下限值80% (此值可以根據(jù)實際情況由 技術(shù)人員進(jìn)行變更或是預(yù)設(shè))，如果是，則此環(huán)的注漿作業(yè)完成；如果否，則轉(zhuǎn)而執(zhí)行步驟 S18。步驟S18，判斷所述注漿壓力值是否未超過預(yù)設(shè)的注漿管壓力值的下限值，以及所 述行程間隙值是否超過預(yù)設(shè)的行程間隙值的下限值，如果是，則返回執(zhí)行步驟S12。其中，步驟S18中所進(jìn)行判斷的注漿壓力值與行程間隙值是由步驟S16監(jiān)測獲得 的，在監(jiān)測到的注漿壓力值沒有超過預(yù)設(shè)注漿管壓力值的下限值，同時，監(jiān)測到的行程間隙 值超過了預(yù)設(shè)行程間隙值的下限值時，盾構(gòu)機(jī)中停止注漿的注漿管道開始重新注入漿液。需要說明的是，在本發(fā)明公開的實施例二，在步驟Sll中獲取的預(yù)設(shè)注漿管壓力 值的上限值，以及預(yù)設(shè)的行程間隙值根據(jù)盾構(gòu)機(jī)工作環(huán)境的不同而有所不同。例如預(yù)設(shè)的 行程間隙值可以是100mm，也可以是150mm。但是本發(fā)明的實施例并不僅限于此。此外，本發(fā)明公開的實施例二中，盾構(gòu)機(jī)的注漿管包括第一注漿管和第二注漿管， 且兩個注漿管又分別有兩個注入口，并分別用于注入相同或不同的兩種漿液。因為第一注 漿管與第二注漿管是獨(dú)立的、兩個注漿管之間的控制互不干涉，在第一注漿管和第二注漿 管中的任意一個注漿管出現(xiàn)異常，停止注入漿液時，另一個沒有異常的注漿管不受任何影響的繼續(xù)進(jìn)行注漿作業(yè)。不僅能夠完成對相應(yīng)注漿管與注漿槍的清洗，而且也使盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)行注漿的過程中更加完善。為體現(xiàn)注漿管之間的工作相互之間不受影響，下面舉例以注漿管在實際中的應(yīng)用 過程進(jìn)行說明，請參閱附圖3，為注漿管1進(jìn)行注漿、清洗的工作原理示意圖。首先通過技 術(shù)人員選擇自動注漿操作，通過PLC控制打開注漿管1到注漿位、開啟閥G 1、閥A 1、啟動 A液泵2，在延時5秒鐘后，開啟閥B 1、啟動B液泵3即開始雙液注漿。當(dāng)發(fā)生壓力異?；?報警時先停止B液泵3注漿，關(guān)閉閥B 1，待延時后停止A液泵2，最后則關(guān)閉注漿管1、閥G 1禾口閥A 1。在注漿管1符合清洗條件時，進(jìn)入自動清洗模式或倒計時時間到達(dá)時進(jìn)入自動清 洗模式，通過PLC控制自動開啟注漿管1到清洗位、開啟閥G 1、閥C 1和閥F 1，啟動清洗 水泵4開始清洗；清洗完成自動關(guān)閉清洗水泵4，再關(guān)閉所開的電磁閥。圖中還包括，水箱 5、A液箱6和排水箱7。清洗完成后等待注漿再啟動條件滿足后返回進(jìn)入自動注漿過程，上述過程為注漿 管1的工作過程，其他注漿管的工作過程類似，這里不再贅述。通過本發(fā)明公開的方法，能 夠使盾構(gòu)機(jī)在注漿壓力異常需要處理的情況下，停止注漿，并在停止注漿之后能夠進(jìn)行自 動清洗，以防止?jié){液凝固造成注漿管與注漿槍的堵塞。并進(jìn)一步在清洗結(jié)束之后，在滿足盾 構(gòu)機(jī)重啟的條件之下，使盾構(gòu)機(jī)能夠進(jìn)行自啟動，重新進(jìn)入工作狀態(tài)。上述詳細(xì)說明了本發(fā)明用于一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制方法，對于本發(fā)明的方法可采 用多種形式的系統(tǒng)實現(xiàn)，因此，在本發(fā)明公開的一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制方法的基礎(chǔ)上，還公 開了一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制系統(tǒng)。請參閱附圖4，本發(fā)明公開的一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制系統(tǒng) 框圖a，具體包括獲取單元41、漿液注入單元42、檢測單元43、接收單元44、停止注漿單元 45、清洗控制單元46和報警單元47。獲取單元41，用于獲取注漿控制預(yù)設(shè)參數(shù)，并保存預(yù)設(shè)參數(shù)，所述預(yù)設(shè)參數(shù)包括， 漿液注入?yún)?shù)、預(yù)設(shè)注漿管壓力值、注入漿液總量、預(yù)設(shè)漿液凝固時間和預(yù)設(shè)自動清洗時 間。由于盾構(gòu)機(jī)在不同的工作環(huán)境中進(jìn)行工作時的各類參數(shù)都會有所不同，所以可以 根據(jù)不同的工作環(huán)境對盾構(gòu)機(jī)中盾尾空隙面積S、注漿注入率ο、注入漿液的流量比、漿液 注入速度、漿液凝固時間、注漿管壓力上限和自動清洗時間等各類參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)。在盾構(gòu)機(jī) 的顯示界面上會顯示各類參數(shù)的預(yù)設(shè)值操作界面，例舉附圖5和6進(jìn)行說明。漿液注入單元42，依據(jù)所述漿液注入?yún)?shù)，控制注漿管注入漿液。在漿液注入單元42中的，所述漿液注入?yún)?shù)可以是漿液注入速度，也可以是盾構(gòu) 機(jī)中的千斤頂?shù)穆?lián)動速度。可以由漿液注入單元42選擇漿液注入速度或千斤頂?shù)穆?lián)動速 度中的任意一個，控制盾構(gòu)機(jī)中的泵速，以達(dá)到獲取單元41中獲取的預(yù)設(shè)的漿液注入率 σ，并以此控制漿液的注入。檢測單元43，在所述檢測單元43中包括壓力檢測單元431和注入量檢測單元 432。壓力檢測單元431，用于檢測注漿的注漿管壓力值，當(dāng)所述注漿管的壓力值超過所 述預(yù)設(shè)注漿管壓力值的上限值時，發(fā)送注漿停止信號。注入量檢測單元432，用于檢測注入的漿液注入量。
在檢測單元43中，利用壓力檢測單元431和注入量檢測單元432，實時的對注漿管 的壓力值和漿液的注入量進(jìn)行檢測。
接收單元44，用于接收清洗控制信號或不清洗控制信號。停止注漿單元45，用于接收注漿停止信號，停止注漿。清洗控制單元46，用于記錄停止注漿后的漿液凝固時間，并在接收到清洗控制信 號或所述漿液凝固時間達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，依據(jù)所述預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗所述盾 構(gòu)機(jī)。在檢測單元43中，壓力檢測單元431檢測到注漿管壓力值超過獲取單元41中保 存的預(yù)設(shè)注漿管壓力值的上限值時，發(fā)送停止注漿信號，使停止注漿單元45啟動，并控制 注漿管停止注漿。此外，根據(jù)不同的盾構(gòu)機(jī)的設(shè)置，在注漿管停止注漿后，清洗控制單元46 可以采用正計時或倒計時中的一種記錄漿液凝固時間。記錄的方式與上述本發(fā)明公開的方 法實施例中的方式相同，這里不再贅述。在記錄漿液凝固時間期間，清洗控制單元46獲取到接收單元44接收到的清洗控 制信號，則依據(jù)獲取單元41中保存的預(yù)設(shè)自動清洗時間對盾構(gòu)機(jī)中的注漿管和注漿槍進(jìn) 行清洗。若清洗控制單元46在記錄漿液凝固時間結(jié)束之時，沒有獲取到任何清洗控制信 號或是不清洗控制信號，則在記錄漿液凝固時間結(jié)束時，自動轉(zhuǎn)入清洗程序，完成注漿管和 注漿槍的清洗，使盾構(gòu)機(jī)在注漿控制的過程中更加的完善。報警單元47，用于在檢測單元43中檢測到注漿管的壓力值沒有超過所述注漿管 壓力值的上限值，以及所述漿液的注入量超過所述注入漿液總量的上限值時，進(jìn)行報警提
7J\ ο并在人為控制停止注漿之后，發(fā)送注漿停止信號至停止注漿單元45。利用報警單元47，對在注漿管壓力沒有出現(xiàn)異常時，不停的注漿致使?jié){液的注入 量超過獲取單元41中保存的注入漿液總量的上限值，進(jìn)行報警提示，并在人為控制停止注 漿之后，使盾構(gòu)機(jī)停止注漿。使得盾構(gòu)機(jī)在注漿控制的過程中更加的完善。需要說明的是，在本發(fā)明公開的盾構(gòu)機(jī)中，注漿管包括第一注漿管和第二注漿管， 且兩個注漿管又分別有兩個注入口，并分別用于注入相同或不同的兩種漿液。在本發(fā)明公 開的系統(tǒng)中，各個單元對第一注漿管與第二注漿管的檢測或控制都是獨(dú)立的、兩個注漿管 之間所進(jìn)行的操作互不干涉。例如，在第一注漿管和第二注漿管中的任意一個注漿管出現(xiàn) 異常時，停止注漿單元45控制有異常的注漿管停止注入漿液，而另一個沒有異常的注漿管 則在漿液注入單元42的控制下繼續(xù)進(jìn)行注漿作業(yè)。兩個注漿管所進(jìn)行的操作相互不受影 響，不僅能夠完成對相應(yīng)注漿管與注漿槍的清洗，而且也使盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)行注漿的過程中更 加完善。請參閱附圖7，為本發(fā)明公開的一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制系統(tǒng)框圖b，具體包括獲 取單元41、漿液注入單元42、檢測單元43、接收單元44、停止注漿單元45、清洗控制單元 46、報警單元47、監(jiān)測單元48和注漿啟動單元49。其中，獲取單元41、漿液注入單元42、檢測單元34、接收單元44、清洗控制單元45 和報警單元47，與上述附圖4中本發(fā)明公開的相同標(biāo)號的單元功能基本一致，這里不再贅 述。
監(jiān)測單元48，用于在停止注漿之后監(jiān)測注漿管的壓力值與盾構(gòu)機(jī)的行程間隙值。由此可知，監(jiān)測單元48設(shè)置于停止注漿單元45之后，并且在注漿管停止注漿之后，實時對注漿管的壓力值與盾構(gòu)機(jī)的行程間隙值進(jìn)行監(jiān)測。注漿啟動單元49，用于在清洗控制單元46完成自動清洗或接收單元44接收到不 清洗控制信號時，判斷所述注漿壓力值是否未超過獲取單元41中保存的預(yù)設(shè)注漿管的壓 力值的下限值，以及所述行程間隙值是否超過預(yù)設(shè)的行程間隙值的上限值，如果否，則返回 監(jiān)測單元48繼續(xù)執(zhí)行監(jiān)測；如果是，則返回漿液注入單元42繼續(xù)注入漿液。通過在停止注漿之后對注漿管的壓力值與盾構(gòu)機(jī)的行程間隙值的監(jiān)測，在其滿足 條件之后，重新啟動停止注漿的注漿管，不僅能夠完成對注漿管和注漿槍的清洗，而且使得 盾構(gòu)機(jī)在注漿控制的過程中更加的完善。本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點(diǎn)說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統(tǒng) 而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說 明即可。結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí) 行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存 儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù) 領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制方法，其特征在于，包括依據(jù)預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)注入漿液；檢測注漿管壓力值與漿液注入量，當(dāng)所述注漿管壓力值超過預(yù)設(shè)注漿管壓力值的上限值，停止注漿；記錄漿液凝固時間，當(dāng)接收到清洗控制信號或所述漿液凝固時間達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，依據(jù)預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗所述盾構(gòu)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在停止注漿之后，記錄漿液凝固時間之 前，還包括監(jiān)測注漿管壓力值與行程間隙值，所述行程間隙值為所述盾構(gòu)機(jī)距離上次注漿 停止時所前進(jìn)的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗所述盾 構(gòu)機(jī)結(jié)束之后，還包括判斷所述漿液注入量是否達(dá)到預(yù)設(shè)注入漿液總量的下限值，如果是，則停止注漿過程； 如果否，當(dāng)?shù)却{管壓力值低于預(yù)設(shè)注漿管壓力值的下限值且所述行程間隙值超過預(yù)設(shè) 行程間隙值時，則返回執(zhí)行依據(jù)預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)注入漿液這一步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述記錄漿液凝固時間，當(dāng)接收到不清洗 控制信號時，還包括判斷注漿注入量是否達(dá)到預(yù)設(shè)注入漿液總量的下限值，如果是，則停止注漿過程；如果 否，則等待注漿管壓力值低于預(yù)設(shè)注漿管壓力值的下限值且所述行程間隙值超過預(yù)設(shè)行程 間隙值時，則返回執(zhí)行依據(jù)預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)注入漿液這一步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中的任意一項所述的方法，其特征在于，包括，當(dāng)所述注漿管 壓力值沒有超過所述預(yù)設(shè)注漿管壓力值的上限值，以及所述漿液注入量超過所述預(yù)設(shè)注入 漿液總量的上限值時，進(jìn)行報警提示。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中的任意一項所述的方法，其特征在于，所述漿液注入?yún)?shù)為 盾構(gòu)機(jī)中的千斤頂聯(lián)動速度；依據(jù)盾構(gòu)機(jī)中的所述千斤頂聯(lián)動速度控制漿液流量，注入漿液。
7.一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制系統(tǒng)，其特征在于，包括漿液注入單元，依據(jù)預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)，控制注漿管注入漿液； 壓力檢測單元，用于檢測所述注漿管的注漿管壓力值，當(dāng)所述注漿管的壓力值超過所 述預(yù)設(shè)注漿管壓力值的上限值時，發(fā)送停止注漿信號； 注入量檢測單元，用于檢測漿液注入量； 接收單元，用于接收清洗控制信號與不清洗控制信號； 停止注漿單元，用于接收停止注漿信號，控制注漿管停止注漿； 清洗控制單元，用于記錄停止注漿后的漿液凝固時間，并在接收到清洗控制信號或所 述漿液凝固時間達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，依據(jù)預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗所述盾構(gòu)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括監(jiān)測單元，用于在停止注漿之后監(jiān)測注漿管的壓力值與行程間隙值，所述行程間隙值 為所述盾構(gòu)機(jī)距離上次注漿停止時所前進(jìn)的距離；注漿再啟動單元，用于在符合注漿再啟動條件時，啟動漿液注入單元，繼續(xù)注漿。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括報警單元，用于在所述注漿管壓力值低于所述注漿管壓力值的上限值，漿液注入量超 過預(yù)設(shè)注入漿液總量的上限值時，進(jìn)行報警提示。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的任意一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述注漿管包括盾尾 上部的第一注漿管和第二注漿管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制方法，包括依據(jù)預(yù)設(shè)漿液注入?yún)?shù)注入漿液；檢測注漿管壓力值與漿液注入量，當(dāng)所述注漿管壓力值超過預(yù)設(shè)注漿管壓力值的上限值，停止注漿；記錄漿液凝固時間，當(dāng)接收到清洗控制信號或所述漿液凝固時間達(dá)到預(yù)設(shè)漿液凝固時間時，依據(jù)預(yù)設(shè)自動清洗時間清洗所述盾構(gòu)機(jī)。通過本發(fā)明公開的方法，在停止注漿之后自動進(jìn)行清洗，以及完成清洗后根據(jù)實際注入的漿液總量、注漿壓力情況及行程間隙L來決定是否進(jìn)行自啟動，使盾構(gòu)機(jī)在注漿控制過程中更加完善。同時，本發(fā)明還公開了一種盾構(gòu)機(jī)的注漿控制系統(tǒng)。
文檔編號E21D9/06GK101864966SQ20101020160
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者焦志剛 申請人:北京市三一重機(jī)有限公司