盾构PLC实际工况计算掘进形成的实际动态空间。当实际出土量相应 体积大于动态空间，则增加土压设定值，反之亦然。形成由根据出土量调节土压设定值的正 反馈控制回路。由于土量检测的滞后性，因此由土量调节土压设定值具有长周期、大过程特 点。
[0221] 以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据 上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定， 本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种土量压力平衡盾构控制方法，其特征在于，包括步骤： 将盾构掘进过程中产生的土体传送出盾构土仓； 在所述土体的传送过程中对所述土体进行动态称重，得到动态计量信息； 对传送出所述盾构土仓的所述土体进行静态称重，得到静态计量信息； 利用所述静态计量信息对所述动态计量信息进行动态计量校验，将动态计量校验后的 结果作为所述土体的实际出土重量； 将所述实际出土重量转换为实际出土体积； 比较所述实际出土体积与盾构掘进形成的动态建筑空间的体积，当所述实际出土体积 大于所述动态建筑空间的体积时，增大盾构掘进的土压设定值，当所述实际出土体积小于 所述动态建筑空间的体积时，减小盾构掘进的土压设定值。2. 如权利要求1所述的土量压力平衡盾构控制方法，其特征在于：在所述土体的传送 过程中对所述土体进行动态称重，得到动态计量信息的步骤包括： 在所述土体的传送过程中采集位于不同区段的所述土体的多个称重信息； 将采集到的多个所述称重信息进行模数转换； 对经过模数转换的多个所述称重信息进行解耦处理，将解耦后的称重信息作为所述动 态计量信息。3. 如权利要求2所述的土量压力平衡盾构控制方法，其特征在于，将采集到的多个所 述称重信息进行模数转换，包括步骤： 将采集到的表示称重信息的电压信号经放大转换为电流信号； 将所述电流信号经模数转换为数字信号。4. 如权利要求2或3所述的土量压力平衡盾构控制方法，其特征在于：在采集所述称 重信息前，预先设定一第一触发条件，所述第一触发条件为所述土体在传送过程中的脉冲 数等于一设定值。5. 如权利要求1所述的土量压力平衡盾构控制方法，其特征在于：对传送出所述盾构 土仓的所述土体进行静态称重，得到静态计量信息的步骤包括： 利用土箱机车将传送出所述盾构土仓的所述土体运输至隧道竖井基坑； 采集所述土箱机车上的土体净重信息； 将所述土体净重信息进行模数转换，将经模数转换后的所述土体净重信息作为所述静 态计量信息。6. 如权利要求5所述的土量压力平衡盾构控制方法，其特征在于，将所述土体净重信 息进行模数转换，包括步骤： 将采集到的表示土体净重信息的电压信号经放大转换为电流信号； 将所述电流信号经模数转换为数字信号。7. 如权利要求5或6所述的土量压力平衡盾构控制方法，其特征在于：在采集所述土 体净重信息前，预先设定一第二触发条件，所述第二触发条件为所述土箱机车在装土位置 和在静态称重位置的机车信息相同。8. 如权利要求1所述的土量压力平衡盾构控制方法，其特征在于：以当前土压下的土 体可松比和密度检测为依据将所述实际出土重量转换为实际出土体积。9. 一种土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于，包括： 螺旋输送机，用于将盾构掘进过程中产生的土体传送出盾构土仓； 皮带输送机，用于传送出所述螺旋输送机上的所述土体； 出土重量检测装置，进一步包括：阵列解耦式皮带秤，设于皮带输送机上，用于对所述 皮带输送机上传送的所述土体进行动态称重，得到动态计量信息；静态轨道秤，设于隧道轨 道上，用于对所述皮带输送机传送出的所述土体进行静态称重，得到静态计量信息；以及校 验模块，与所述阵列解耦式皮带秤和所述静态轨道秤通信连接，用于利用所述静态计量信 息对所述动态计量信息进行动态计量校验； 出土量分析控制器，进一步包括：出土量获取模块，与所述阵列解耦式皮带秤和所述静 态轨道秤连接，用于获取动态计量校验后的实际出土重量；体积转换模块，与所述出土量获 取模块连接，用于将所述实际出土重量转换为实际出土体积；以及比较模块，与所述体积转 换模块连接，用于比较所述实际出土体积与盾构掘进形成的动态建筑空间的体积； 土压设定值控制器，与所述比较模块连接，用于根据所述比较模块的比较结果而调节 盾构掘进的土压设定值。10. 如权利要求9所述的土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于，所述阵列解耦式皮 带秤包括： 多个单体皮带秤，安装于所述皮带输送机的承载层的不同区段上；每个所述单体皮带 秤上安装有第一称重传感器，用于采集所述皮带输送机上的所述土体的称重信息； 一第一控制器，包括与所述第一称重传感器连接的第一模数转换模块，用于将采集到 的所述称重信息进行模数转换；与所述第一模数转换模块连接的解耦模块，用于对经过模 数转换的所述称重信息进行解耦处理；与所述解耦模块和所述校验模块连接的第一通信模 块，用于将解耦后的所述称重信息传输至所述校验模块。11. 如权利要求10所述的土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于：所述阵列解耦式 皮带秤还包括与多个所述第一称重传感器对应连接的多个第一变送器，用于将采集到的表 示称重信息的电压信号经放大转换为电流信号，所述多个第一变送器进一步与所述第一模 数转换模块连接，用于将所述经放大转化后的电流信号传输至所述第一模数转换模块以进 行模数转换。12. 如权利要求11所述的土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于：所述皮带输送机 的空载层上安装有测速传感器，用于采集所述土体在传送过程中的脉冲数，所述第一控制 器内设有与所述测速传感器通信连接的第一条件触发模块，所述第一条件触发模块进一步 通信连接所述第一称重传感器，用于根据一第一触发条件触发所述第一称重传感器采集所 述称重信息。13. 如权利要求12所述的土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于：所述第一触发条 件为所述测速传感器采集的所述脉冲数等于所述单体皮带机的长度。14. 如权利要求13所述的土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于：所述测速传感器 为转角编码器。15. 如权利要求9所述的土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于：还包括用于将所述 皮带输送机传送出的所述土体运输至隧道竖井基坑的土箱机车，所述土箱机车设于隧道轨 道上，所述静态轨道秤包括： 秤体，所述秤体上设有轨道，所述轨道与隧道轨道相配合； 第二称重传感器，安装于所述秤体的四角下部，用于采集所述土箱机车上的土体净重 信息； 第二控制器，包括与所述第二称重传感器连接的第二模数转换模块，用于将采集到的 所述土体净重信息进行模数转换；与所述第二模数转换模块和所述校验模块连接的第二通 信模块，用于将模数转换后的所述土体净重信息传输至所述校验模块。16. 如权利要求15所述的土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于：所述静态轨道秤 还包括与所述第二称重传感器连接的第二变送器，用于将采集到的表示土体净重信息的电 压信号经放大转换为电流信号，所述第一变送器进一步与所述第二模数转换模块连接，用 于将所述经放大转化后的电流信号传输至所述第二模数转换模块以进行模数转换。17. 如权利要求16所述的土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于：在土箱机车的装 土位置和静态轨道秤位置安装有光栅传感器，用于采集土箱机车在装土位置和在静态轨道 秤位置的机车信息；所述第二控制器内设于通信连接所述光栅传感器的第二条件触发模 块，所述第二条件触发模块进一步通信连接所述第二称重传感器，用于根据一第二触发条 件触发所述第二称重传感器采集所述土体净重信息。18. 如权利要求17所述的土量压力平衡盾构控制系统，其特征在于：所述第二触发条 件为所述土箱机车在装土位置和在静态称重位置的机车信息相同。
【专利摘要】本发明公开了一种土量压力平衡盾构控制的方法及系统，方法包括：将盾构掘进过程中的土体传送出盾构土仓；在土体的传送过程中对土体进行动态称重，得到动态计量信息；对传送出盾构土仓的土体进行静态称重，得到静态计量信息；利用静态计量信息对动态计量信息进行动态计量校验，将校验后的结果作为土体的实际出土重量；将实际出土重量转换为实际出土体积；比较实际出土体积与盾构掘进形成的动态建筑空间的体积，对盾构掘进的土压设定值进行调节。本发明通过采集土体的动态计量信息和静态计量信息，利用静态计量信息对动态计量信息进行校验，将校验后的出土量转换为相应状态下的体积，与盾构掘进形成的实际动态空间进行比较，以调节土压设定值。
【IPC分类】E21D9/093
【公开号】CN104912565
【申请号】CN201510224718
【发明人】杨宏燕, 朱雁飞, 王延年, 陈刚
【申请人】上海隧道工程股份有限公司, 上海隧道工程有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月5日