一种下穿既有线路箱涵同步顶进系统的制作方法

本发明涉及地道顶进施工设备，特别的，涉及一种下穿既有线路箱涵同步顶进系统。

背景技术：

下穿既有线路的箱涵多采用顶进方法施工，顶进施工流程为：①开挖工作坑、浇筑滑板→②在滑板上预制箱涵体→③修筑后背墙、既有路线加固→④安装千斤顶设备、顶进箱涵→⑤完成一个顶进行程后，在空挡处放置顶柱→⑥循环进行、直至顶进就位。由于千斤顶的最大行程是固定的，一个顶伸行程到位后，需要将千斤顶活塞杆收回，以为后续增加顶柱提供空间，而千斤顶在一伸一缩及增加顶柱后必然偏离原来的位置，这会影响后续的箱涵同步调节，使箱涵超出允许的横向偏差范围，因此，需要一种方案来解决这个问题。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种下穿既有线路箱涵同步顶进系统及顶进方法，以解决背景技术中提出的问题。

一种下穿既有线路箱涵同步顶进系统，包括沿箱涵顶进方向设置的用于顶推箱涵的千斤顶群组，所述千斤顶群组的数量为一组或多组，且每组所述千斤顶群组包括分别设置于箱涵左右两边的左千斤顶与右千斤顶，每组所述千斤顶群组还包括设置在左千斤顶与右千斤顶之间的1台或多台中间千斤顶，左千斤顶、右千斤顶与各中间千斤顶沿箱涵横向方向排成一排且相邻两千斤顶之间沿箱涵横向方向设置有间距；左千斤顶与右千斤顶上分别设置有用于检测箱涵左右两边在顶进过程中所发生的位移的左位移传感器与右位移传感器；

每组千斤顶群组所包括的左千斤顶、右千斤顶与各中间千斤顶均由同一个油泵或同一组油泵供油，且所述左千斤顶、右千斤顶与各中间千斤顶的顶推油腔与回缩油腔之间均连接有用于使千斤顶在顶推行程、回缩行程与中止行程三者之间切换的换向阀，其中顶推行程、回缩行程与中止行程分别对应换向阀的顶推位、回缩位与中止位；

左千斤顶、右千斤顶与各中间千斤顶均设置有用于检测该千斤顶顶推压力的压力传感器；

所述千斤顶群组还设置有控制器，所述左位移传感器、右位移传感器、换向阀及压力传感器均由控制器电连接控制；所述左位移传感器与右位移传感器用于分别向控制器反馈箱涵左边的位移与箱涵右边的位移，所述换向阀在顶推位、回缩位与中止位之间的切换由控制器控制；

所述压力传感器用于实时采集千斤顶的顶推力值并反馈至控制器，使得控制器可基于千斤顶的顶推力值实时向各换向阀发送切换位置的指令，使得各千斤顶的顶推力可以通过控制换向阀的换向时间来控制，进而实时纠正箱涵在顶进方向左右两侧的位移差(即箱涵的横向偏位)；

进一步的，各千斤顶所连接的换向阀与其顶推油腔之间均连接有防止顶推油腔回油过快的液控单向阀，各液控单向阀的控制油口与各液控单向阀对应的千斤顶的回缩油腔连通。

进一步的，各千斤顶所连接的换向阀与其顶推油腔之间连接有用于增大顶推油腔进油流量及减小顶推油腔回油流量的流量控制阀，流量控制阀由其对应的控制器电连接控制。

进一步的，所述同步顶进系统设有多组千斤顶群组，各组千斤顶群组沿顶推方向排成一列，相邻两组千斤顶群组之间夹设有垫块。

进一步的，各组千斤顶群组所设置的控制器分别设置有用于在各组千斤顶群组之间进行信息传递的无线通信模块。

进一步的，所述控制器连接有用于显示各千斤顶信息参数的触控屏，显示的信息参数包括各压力传感器反馈的压力数值及位移传感器反馈的位移数值。

进一步的，所述压力传感器为与各千斤顶顶推油腔连通的油压传感器和/或设置在各千斤顶底座一端端部或顶推端端部的力传感器。

本发明中所述箱涵横向方向指与箱涵顶进方向垂直的方向；本发明中所述的千斤顶包括左千斤顶、右千斤顶与各中间千斤顶；本发明中所述的位移传感器包括左位移传感器与右位移传感器，本发明中所述一组油泵指出油口并连的若干个油泵。

本发明具有以下有益效果：

本发明的顶推系统设置有沿顶推方向排成一列的多组千斤顶群组，一方面可以减少在后背墙与千斤顶群组之间增加垫块的频次，避免了因要增加垫块而使千斤顶活塞杆回缩而造成顶推误差，提高同步调节精度；另一方面可降低对千斤顶的活塞杆行程的要求，当需要长行程时，可通过设置首尾相接的多组短行程的千斤顶群组先后顶推来满足要求，扩大设备的适用范围，利于成本控制。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的同步顶进系统的整体俯视图；

图2是本发明优选实施例的同步顶进系统的液压原理图；

图3是本发明优选实施例的同步顶进系统的控制原理框图。

图中：1-千斤顶群组，11-左千斤顶，12-右千斤顶，A-顶推油腔，B-回缩油腔，13-左位移传感器，14-右位移传感器，15-中间千斤顶，16-换向阀一，17-油压传感器，18-控制器，19-液控单向阀，10-换向阀二，2-油泵，3-垫块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1～图3的一种下穿既有线路箱涵同步顶进系统，包括沿箱涵顶进方向设置的用于顶推箱涵的千斤顶群组1，千斤顶群组1包括分别设置于箱涵左右两边的左千斤顶11与右千斤顶12，千斤顶群组1还包括设置在左千斤顶与右千斤顶之间的十台中间千斤顶15，左千斤顶、右千斤顶与各中间千斤顶沿箱涵横向方向排成一排且相邻两千斤顶之间沿箱涵横向方向设置有间距；左千斤顶与右千斤顶上分别设置有用于检测箱涵左右两边在顶进过程中所发生的位移的左位移传感器13与右位移传感器14；

左千斤顶、右千斤顶与各中间千斤顶均由油泵2供油，且左千斤顶、右千斤顶与各中间千斤顶的顶推油腔A与回缩油腔B之间均连接有用于使千斤顶在顶推行程、回缩行程与中止行程三者之间切换的换向阀一16，其中顶推行程、回缩行程与中止行程分别对应换向阀一的顶推位、回缩位与中止位，本实施例中，换向阀一为三位四通换向阀，换向阀一的顶推位、回缩位与中止位分别为右位、左位与中位；

左千斤顶、右千斤顶与各中间千斤顶均设置有用于检测该千斤顶顶推压力的压力传感器，本实施例中，压力传感器为与各千斤顶顶推油腔连通的油压传感器17。

本实施例的千斤顶群组还设置有控制器18，左位移传感器13、右位移传感器14、换向阀一16、油压传感器17及油泵电机均由控制器电连接控制；所述左位移传感器与右位移传感器用于分别向控制器反馈箱涵左边的位移与箱涵右边的位移，所述换向阀在顶推位、回缩位与中止位之间的切换由控制器控制；

油压传感器17用于实时采集千斤顶的顶推力值并反馈至控制器18，使得控制器可基于千斤顶的顶推力值实时向各换向阀一16发送切换位置的指令，使得各千斤顶的顶推力可以通过控制换向阀一的换向时间来控制，进而实时纠正箱涵的横向偏位；

当箱涵左右两边位移发生偏差时(本设施例中设为左边位移大，右边位移小)，左位移传感器与右位移传感器反馈的位移差不等于0，控制器先通过各换向阀一16将全部千斤顶切换至中止行程，再将十个中间千斤顶与右千斤顶换回至顶推行程，再通过从左至右的方向依次先后将处于顶推行程中的各千斤顶切换至中止行程，即使得左千斤顶先暂停顶推，其他各千斤顶继续顶推并沿从左至右的方向依次先后切换至中止行程而使十个中间千斤顶与右千斤顶依次先后暂停顶推；控制器控制十个中间千斤顶与右千斤经历一个或多个依次先后暂停顶推的循环过程后，最终使箱涵左边位移与右边位移相等而达到使箱涵左右两边同步的目的。

参见图2，各千斤顶所连接的换向阀一16与其顶推油腔A之间均连接有防止顶推油腔回油过快的液控单向阀19，各液控单向阀的控制油口与各液控单向阀对应的千斤顶的回缩油腔B连通。

参见图2，各千斤顶所连接的换向阀一16与其顶推油腔B之间连接有用于增大顶推油腔进油流量及减小顶推油腔回油流量的流量控制阀，本实施例中，流量控制阀采用二位二通的换向阀二10，换向阀二也由控制器18电连接控制。

参见图1，同步顶进系统设有四组千斤顶群组，每组千斤顶群组设有横向排成一排的十二个千斤顶，四组千斤顶群组沿顶推方向排成一列，相邻两组千斤顶群组之间夹设有垫块3。设置多组千斤顶群组一方面可以减少在后背墙与千斤顶群组之间增加垫块的频次，避免了因要增加垫块而使千斤顶活塞杆回缩而造成顶推误差；另一方面可降低对千斤顶的活塞杆行程的要求，当需要较长行程时，可通过设置首尾相接的多组短行程的千斤顶群组先后顶推来满足要求，扩大设备的适用范围，利于成本控制。

参见图3，四组千斤顶群组所设置的控制器分别连接有用于在各组千斤顶群组之间进行信息传递的无线通信模块，各控制器通过无线通信模块采集其他各组千斤顶群组的顶推压力与顶推位移数据而实现信息共享。

参见图3，各控制器连接到同一个用于显示各千斤顶信息参数的触控屏，显示的信息参数包括各压力传感器反馈的压力数值及位移传感器反馈的位移数值。

一种下穿既有线路箱涵同步顶进方法，包括以下步骤：

1)控制器接收左位移传感器与右位移传感器反馈的箱涵左边位移与箱涵右边位移；

2)当箱涵左边位移与右边位移的差值不等于0时，本实施例中，假设箱涵左边位移比箱涵右边位移大，控制器通过各换向阀将全部千斤顶切换至中止行程；

3)控制器通过换向阀将除位移大的一边的左千斤顶之外的其他各千斤顶(包括十个中间千斤顶与右千斤顶)换回至顶推行程；

4)当位移小的一边的右位移传感器反馈的位移在步骤1反馈的箱涵右边位移值的基础上有所增加时，控制器通过压力传感器采集位移小的一边的右千斤顶的顶推力值并存储为推力尝试值Fi，控制器还采集位移大的一边的左千斤顶的顶推力值并存储为推力基准值Gi；

5)控制器根据推力尝试值Fi为各中间千斤顶分配目标顶推力值，各中间千斤顶的目标顶推力值Tn均小于Fi，且沿位移小至位移大的方向(第n个中间千斤顶的目标顶推力值记为Tn)，各中间千斤顶的目标顶推力值Tn以Fi为基础依次递减，递减幅度ΔT＝(Fi-Gi)/(N+1)，即沿位移小至位移大的方向，第一个中间千斤顶的目标顶推力值为T₁＝Fi-ΔT，第二个中间千斤顶的目标顶推力值为T₂＝T1-ΔT＝Fi-2ΔT，第n个中间千斤顶的目标顶推力值为T_n＝Fi-n*ΔT，其中N为中间千斤顶的总台数；

6)沿着位移大至位移小的方向，由压力传感器反馈的各中间千斤顶的实时顶推力值依次先后到达目标顶推力值Ti后，控制器依次先后通过换向阀将各中间千斤顶切换至中止行程，最后将位移小的一边的左千斤顶或右千斤顶切换至中止行程；

7)重复步骤2～步骤6的过程，至箱涵左边位移与箱涵右边位移之间的差值等于0时，完成同步调节过程，将全部千斤顶切换至顶推行程以相同的顶推力进行同步顶推。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。