一种下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统的制作方法

本发明涉及竖井掘进施工机械设备技术领域，尤其是涉及一种下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统。

背景技术：

随着国民经济的发展，近年来城市轨道交通建设和城市地下管廊建设发展迅猛。在地下工程建造，比如盾构始发接受竖井、采矿竖井、隧道通风竖井、地下防御工事竖井、地下停车场、矿山巷道、交通隧道等地下工程建设中，为了保证施工的顺利进行，需要开凿用于运输物资及通风的竖井。竖井的上端连通地面，竖井的下端连通巷道或者隧道。竖井掘进是由地面垂直向下挖掘竖井(又称立井)的施工过程。目前的竖向地下空间施工中，竖井钻机采用全断面刀盘施工，刀盘结构复杂、重量大，在施工中往往出现掘进结构钻进行程和钻进压力控制不当，影响钻进效率。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种可靠度高、钻进行程和压力控制准确性好的下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统，其包括多台同步绞车系统，在地面上沿竖井圆周方向分布，与竖井掘进机上多个提吊位置一一对应，多个提吊位置分别布置有动滑轮；同步绞车系统由同步绞车、钢丝绳和转向架组成，设置在同步绞车一侧的转向架上安装有两个定滑轮，钢丝绳一端缠绕在同步绞车的滚筒上，另一端依次绕过两个定滑轮后与竖井掘进机上相应位置处的动滑轮连接，在滚筒的一侧设有为滚筒提供动力的电机；竖井井壁上设置的管片内侧安装有与同步绞车系统数量相同的多组上、下限位传感器，上、下限位传感器、同步绞车的编码器与均与控制器连接。

所述的下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统，其同步绞车系统的钢丝绳上安装有拉力传感器，拉力传感器与控制器连接。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

该下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统，其结构简单，设计合理，采用多台同步绞车系统用于竖井掘进机的掘进机构在竖井内的起升和下放，能够保证掘进结构姿态的稳定，较好地控制掘进竖井的垂直度，可靠度高，钻进行程和压力控制准确性好，能很好的满足现场使用要求，具有良好的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统的结构示意图；

图中：1－同步绞车；2－拉力传感器；3－钢丝绳；4－管片；5－上限位传感器；6－下限位传感器；7－掘进机构；8－转向架；9－定滑轮；10－动滑轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示，该下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统，其包括多台同步绞车系统，通过控制同步液压绞车系统的流量来调节钻进速度，保证掘进机构的姿态稳定，在地面上沿竖井圆周方向分布，与竖井掘进机上多个提吊位置一一对应，多个提吊位置分别布置有动滑轮10；同步绞车系统由同步绞车1、钢丝绳3和转向架8组成，设置在同步绞车一侧的转向架8上安装有两个定滑轮9，钢丝绳一端缠绕在同步绞车的滚筒上，另一端依次绕过两个定滑轮后与竖井掘进机的掘进机构7上相应位置处的动滑轮10连接，在滚筒的一侧设有为滚筒提供动力的电机；竖井内壁上设置的管片内侧安装有与同步绞车系统数量相同的多组上限位传感器5、下限位传感器6，上限位传感器、下限位传感器、同步绞车的编码器与均与控制器连接；控制器为plc控制器。

上述的同步绞车系统的钢丝绳3固定端安装有拉力传感器2，拉力传感器与控制器连接，用于监测钢丝绳实际提吊力，使掘进的压力在设定范围内，实现不同地质条件的钻进压力控制。

上述的上限位传感器5、下限位传感器6用于监测同步液压绞车系统的下放状态，上限位传感器是钻进工作必须开始的条件，下限位传感器是钻进工作必须停止的条件。钻进行程中当竖井掘进机的掘进机构7下放接近到下限位传感器时，下限位传感器发出信号至控制器且上限位传感器信号消失，同步绞车系统停止下放，掘进机构的钻进停止（钻具的刀盘不停），同时沉井开始；当掘进机构接近到上限位传感器时，上限位传感器发出信号至控制器且下限位传感器信号消失，同步绞车系统开始下放，掘进机构的钻进开始，同时沉井停止。如此持续循环，实现区间内同步绞车系统控制钻进行程。

掘进所需压力由掘进机构的自重提供，钢丝绳安装有拉力传感器用于监测钢丝绳实际提吊力，可根据不同地质条件，调整实际提吊力，使掘进的压力在设定范围内，实现掘进机构的减压掘进。

本发明下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统，其同步绞车系统通过编码器监测掘进速度和拉力传感器监测掘进压力，为钻进行程和压力控制提供决策依据；同步绞车系统可保证钢丝绳具有一定的拉力值，防止钢丝绳松弛滑出滑轮。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的专利保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种下沉法竖井掘进机用钻进行程及压力控制系统，其包括多台同步绞车系统，在地面上沿竖井圆周方向分布，与竖井掘进机上多个提吊位置一一对应，多个提吊位置分别布置有动滑轮；竖井井壁上设置的管片内侧安装有与同步绞车系统数量相同的多组上、下限位传感器，上、下限位传感器、同步绞车的编码器与均与控制器连接。本发明能够保证掘进结构姿态的稳定，较好地控制掘进竖井的垂直度，可靠度高，钻进行程和压力控制准确性好，能很好的满足现场使用要求。

技术研发人员：荆伟;简海峰;郑立宁;曹立钢;朱文汇;吴永强;胡熠;邓亚丽;胡怀仁;史永胜
受保护的技术使用者：中建地下空间有限公司;中信重工机械股份有限公司
技术研发日：2018.12.06
技术公布日：2019.03.19