申请/专利权人：中铁第六勘察设计院集团有限公司

申请日：2018-07-25

公开（公告）日：2023-09-08

公开（公告）号：CN108952737B

主分类号：E21D9/06

分类号：E21D9/06;E21D9/12;G01F19/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.09.08#授权;2019.01.01#实质审查的生效;2018.12.07#公开

摘要：本发明公开一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置及方法，包括轨道小车1、走行轨道3、走行限位板4、渣土车5；所述渣土车5的两侧上部均固定对称设有走行轨道3，每个所述走行轨道3的两端均固定设有走行限位板4；所述轨道小车1横跨所述渣土车5安装于所述走行轨道3。被摊平后的渣土车5满载所容纳的渣土的体积即为渣土车5标定的体积，这样可以准确得出盾构出土的体积，依次判断盾构是否超挖或欠挖，进而及时调整盾构推进参数。本发明可提高土压平衡式盾构出渣量测量准确度，使得实际出土量和理论出土量相接近，进而减小盾构隧道掘进对地层位移的影响。

主权项：1.一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置，其特征在于，包括轨道小车1、走行轨道3、走行限位板4、渣土车5；所述渣土车5的两侧上部均固定对称设有走行轨道3，每个所述走行轨道3的两端均固定设有走行限位板4；所述轨道小车1横跨所述渣土车5安装于所述走行轨道3；所述轨道小车1的顶端固定设有红外探测器6；所述轨道小车1包括刮板2、红外探测器6、驱动电机7、传动轴8、锂电池组9、控制器10、车轮11、壳体12、齿轮二13、齿轮一14；所述壳体12的两端均固定设有车轮11、刮板2；所述壳体12的内部侧壁固定设有锂电池组9、控制器10；所述壳体12的内部设有驱动电机7、传动轴8；所述传动轴8的两端分别与两个车轮11的中心固定连接；刮板2用于在刮平渣土的过程中，减少渣土掉落，当土堆高度高于渣土车箱时，红外探测器6探测到渣土车箱顶部有障碍物，驱动轨道小车1对高于渣土车箱的土体进行摊平，直到渣土车5填满；被摊平后的渣土车5满载所容纳的渣土的体积即为渣土车5标定的体积。

全文数据：一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置及方法技术领域[0001]本发明属于盾构法隧道施工技术领域，特别涉及一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置及方法。背景技术[0002]目前，盾构法隧道由于其安全、快速、适应强的特点，被城市轨道交通、水利工程、市政工程的隧道建设施工中广泛采用，特别是土压平衡式盾构由于其适应性地层广泛、污染少等优点，应用尤其广泛。在实际的施工过程中，土压平衡式盾构出渣量是一个十分重要的参考数据，如果实际出土量大于理论出土量，意味着盾构超挖，地层就会由于超挖而下沉，进而造成地面下沉，严重的可能造成地面建筑物倾斜、开裂甚至倒塌等严重事故;如果实际出土量小于理论出土量，意味着盾构欠挖，地层就会由于欠挖而隆起，进而造成地面隆起，也可能造成地面建筑物倾斜、开裂甚至倒塌等严重事故;如何较为准确的测量实际出土量成为问题的关键。[0003]但是目前实际施工过程中，盾构渣土车虽然有固定的容积，如立方米、18立方米等，但是由于皮带输送机出渣实际情况，盾构渣土实际欠量、超装现象十分常见。发明内容[0004]本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置及方法，可提高土压平衡式盾构出渣量测量准确度，使得实际出土量和理论出土量相接近，进而减小盾构隧道掘进对地层位移的影响。[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置，包括轨道小车、走行轨道、走行限位板、渣土车；[0006]所述渣土车的两侧上部均固定对称设有走行轨道，每个所述走行轨道的两端均固定设有走行限位板;所述轨道小车横跨所述渣土车安装于所述走行轨道。[0007]作为优选，所述轨道小车的顶端固定设有红外探测器;所述轨道小车包括刮板、红外探测器、驱动电机、传动轴、锂电池组、控制器、车轮、壳体、齿轮二、齿轮一；[0008]所述壳体的两端均固定设有车轮、刮板;所述壳体的内部侧壁固定设有锂电池组、控制器;所述壳体的内部设有驱动电机、传动轴;所述传动轴的两端分别与两个车轮的中心固定连接。[0009]作为优选，所述轨道小车通过车轮沿所述走行轨道移动。[0010]作为优选，所述传动轴的中心固定设有齿轮二;所述驱动电机通过齿轮一与所述齿轮二啮合连接。[0011]作为优选，所述刮板采用槽型刮板。[0012]作为优选，所述控制器为PLC可编程控制器。[0013]作为优选，所述红外探测器、驱动电机、控制器均与所述锂电池组电性连接。[0014]作为优选，所述红外探测器、驱动电机均与所述控制器电性连接。[0015]一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差方法，包括以下步骤：[0016]a、在渣土车两边安装走行轨道，走行轨道两端设有走行限位板；[0017]b、将轨道小车安装于走行轨道;轨道小车两端设有刮板，刮板用于在刮平渣土的过程中，减少渣土掉落，轨道小车在走行轨道上来回走行，提高刮土效率；[0018]c、渣土从皮带输送机落到渣土车里面，形成土堆，当土堆高度高于渣土车箱时，红外探测器探测到车厢顶部有障碍物，然后把电信号传给控制器，控制器接通电路，驱动轨道小车对高于淹土箱的土体进行摊平，直到渣土车填满；[0019]d、被摊平后的渣土车满载所容纳的渣土的体积即为渣土车标定的体积，这样可以准确得出盾构出土的体积，依次判断盾构是否超挖或欠挖，进而及时调整盾构推进参数。[0020]与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是:本发明操作简单方便，造价低，实用性强，有利于所有土压平衡式盾构隧道建设工程推广应用;本发明实现了有效减小了由于渣土车欠量或超装造成的渣土量计算统计的误差，较为准确的得盾构每一环推进的出渣量，为盾构施工尤其是关键推进参数的设置和修正提供依据，大大降低由于盾构超挖或欠挖造成的地面沉降或隆起以及由此引起的地面建构筑物的破坏的工程风险。附图说明[0021]图1为本发明的结构示意图；[0022]图2为本发明中轨道小车的正视图；[0023]图3为本发明中轨道小车的俯视图。[0024]图中卜轨道小车，2-刮板，3-走行轨道，4-走行限位板，5-渣土车，6-红外探测器，7-驱动电机，8-传动轴，9-锂电池组，10-控制器，11-车轮，12_壳体，13-齿轮二，14-齿轮一。具体实施方式[0025]为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。[0026]本发明的实施例公开了一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置及方法，如图所示，其包括轨道小车1、走行轨道3、走行限位板4、渣土车5;[0027]渣土车5的两侧上部均固定对称设有走行轨道3,每个走行轨道3的两端均固定设有走行限位板4;轨道小车1横跨渣土车5安装于走行轨道3。[0028]本实施例中，轨道小车1的顶端固定设有红外探测器6;轨道小车1包括刮板2、红外探测器6、驱动电机7、传动轴8、锂电池组9、控制器1〇、车轮11、壳体12、齿轮二13、齿轮一14;[0029]壳体12的两端均固定设有车轮11、刮板2;壳体I2的内部侧壁固定设有锂电池组9、控制器10;壳体12的内部设有驱动电机7、传动轴8;传动轴8的两端分别与两个车轮11的中心固定连接。[0030]本实施例中，轨道小车1通过车轮11沿走行轨道3移动。[0031]本实施例中，传动轴8的中心固定设有齿轮二13;驱动电机7通过齿轮一14与齿轮二13啮合连接。[0032]本实施例中，刮板2采用槽型刮板。[0033]本实施例中，控制器10为PLC可编程控制器。[0034]本实施例中，红外探测器6、驱动电机7、控制器1〇均与锂电池组9电性连接。[0035]本实施例中，红外探测器6、驱动电机7均与控制器10电性连接。[0036]一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差方法，包括以下步骤：[0037]a、在渣土车5两边安装走行轨道3,走行轨道3两端设有走行限位板4;[0038]b、将轨道小车1安装于走行轨道3;轨道小车1两端设有刮板2,刮板2用于在刮平渣土的过程中，减少渣土掉落，轨道小车1在走行轨道3上来回走行，提高刮土效率；[0039]c、渣土从皮带输送机落到渣土车5里面，形成土堆，当土堆高度高于渣土车箱时，红外探测器6探测到车厢顶部有障碍物，然后把电信号传给控制器10,控制器1〇接通电路，驱动轨道小车1对高于渣土箱的土体进行摊平，直到渣土车5填满；[0040]d、被摊平后的渣土车5满载所容纳的渣土的体积即为渣土车5标定的体积，这样可以准确得出盾构出土的体积，依次判断盾构是否超挖或欠挖，进而及时调整盾构推进参数。[0041]以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。应当注意，为了清楚的进行表述，本发明的说明中省略了部分与本发明的保护范围无直接明显的关联但本领域技术人员已知的部件和处理的表述。

权利要求：1.一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置，其特征在于，包括轨道小车⑴、走行轨道⑶、走行限位板⑷、渣土车⑸；—、A所述渣土车（5的两侧上部均固定对称设有走行轨道3，每个所述走行轨道3的两端均固定M走行限彳嫌⑷；所述轨劍、车⑴横跨所述渣土车⑸于臓走行轨道⑶。2.根据权利要求1所述的一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量：误差装置，其特征在于，所述轨道小车⑴的顶端固定设有红外探测器⑹；所述轨道小车⑴包括刮板⑵、红外探测器；6、驱动电机7、传动轴⑻、裡电池组⑼、控制器（1〇、车轮（U、冗体12、齿轮二13、齿轮一14;所述壳体（12的两端均固定设有车轮（11、刮板2;所述壳体（12的内部侧壁固定设有锂电池组⑼、控制器10;所述壳体12的内部设有驱动电机7、传动轴⑻；所述传动轴8的两端分别与两个车轮11的中心固定连接。3.根据权利要求1所述的一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置，其特征在于，所述轨道小车1通过车轮11沿所述走行轨道⑶移动。4.根据权利要求2所述的一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置，其特征在于，所述传动轴⑻的中心固定设有齿轮二（13;所述驱动电机7通过齿轮一（14与所述齿轮二13啮合连接。5.根据权利要求2所述的一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置，其特征在于，所述刮板⑵采用槽型刮板。6.根据权利要求2所述的一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置，其特征在于，所述控制器10为PLC可编程控制器。7.根据权利要求2所述的一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置，其特征在于，所述红外探测器⑹、驱动电机⑺、控制器10均与所述锂电池组⑼电性连接。8.根据权利要求2所述的一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差装置，其特征在于，所述红外探测器6、驱动电机7均与所述控制器1〇电性连接。9.一种有效减小土压平衡式盾构出渣量测量误差方法，包括以下步骤：a、在渣土车⑸两边安装走行轨道⑶，走行轨道⑶两端设有走行限位板⑷；b、将轨道小车（1安装于走行轨道3;轨道小车（1两端设有刮板2，刮板¾用于在刮平渣土的过程中，减少渣土掉落，轨道小车（1在走行轨道（3上来回走行，提高刮土效率；c、渣土从皮带输送机落到渣土车（5里面，形成土堆，当土堆尚度尚于渣土车箱时，红外探测器6探测到车厢顶部有障碍物，然后把电信号传给控制器1〇，控制器1〇接通电路，驱动轨道小车⑴对高于渣土箱的土体进行摊平，直到渣土车⑸填满；d、被摊平后的渣土车⑸满载所容纳的渣土的体积即为渣土车5标定的体积，这样可以准确得出盾构出土的体积，依次判断盾构是否超挖或欠挖，进而及时调整盾构推进参数。

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