一种膨胀岩地层盾构防卡机的安全剩余停机时长的预测方法和装置

本申请涉及盾构机，具体而言，涉及一种膨胀岩地层盾构防卡机的安全剩余停机时长的预测方法和装置。

背景技术：

1、在盾构施工过程中，往往需要停机，以便为后续施工做准备，但是在膨胀岩中施工时，当盾构机停机后，膨胀岩会发生膨胀，并且膨胀程度会随时间的推移越来越严重，如果停机时间过程，会使膨胀岩对盾构机的刀盘的挤压力超过刀盘的最大扭矩，使刀盘无法转动，并且膨胀岩在膨胀时还会对盾体造成积压，使盾构机的盾体与膨胀岩之间的摩擦力超过盾构机的最大推力，导致盾构机无法继续推进，无论出现哪种情况均会导致盾构机卡机，因此在盾构机停机后如何准确预测安全剩余停机时长是一个亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供了一种膨胀岩地层盾构防卡机的安全剩余停机时长的预测方法和装置，以预测盾构机的安全剩余停机时长。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种膨胀岩地层盾构防卡机的安全剩余停机时长的预测方法，所述方法包括：

3、获取盾构机停机后指定位置在三个连续采集周期内的总阻力、采集周期的间隔时长、油缸的最大可用推力、停机前油缸的平均推力、刀盘的最大启动扭矩和停机前刀盘的平均扭矩，其中，三个连续采集周期包括当前采集周期和位于当前采集周期之前的两个采集周期，所述指定位置包括盾体和刀盘；

4、根据所述盾体对应的第一总阻力和所述间隔时长，确定用于表征在当前采集周期内盾体阻力变化快慢的第一时间常数，以及当前采集周期相对于停机时盾体阻力的第一增量；

5、根据所述刀盘对应的第二总阻力和所述间隔时长，确定用于表征在当前采集周期内刀盘阻力变化快慢的第二时间常数，以及当前采集周期时相对于停机时刀盘阻力的第二增量；

6、根据所述第一时间常数、所述第一增量、所述最大可用推力和所述平均推力，确定所述盾体发生卡机时的第一临界剩余时长；

7、根据所述第二时间常数、所述第二增量、所述最大启动扭矩和所述平均扭矩，确定所述刀盘发生卡机时的第二临界剩余时长；

8、计算所述第一临界剩余时长和所述第二临界剩余时长中的最小值与所述当前采集周期对应的已停机时长的差值，以将所述差值作为盾构机的安全剩余停机时长。

9、第二方面，本申请实施例提供了一种膨胀岩地层盾构防卡机的安全剩余停机时长的预测装置，所述装置包括：

10、获取单元，用于获取盾构机停机后指定位置在三个连续采集周期内的总阻力、采集周期的间隔时长、油缸的最大可用推力、停机前油缸的平均推力、刀盘的最大启动扭矩和停机前刀盘的平均扭矩，其中，三个连续采集周期包括当前采集周期和位于当前采集周期之前的两个采集周期，所述指定位置包括盾体和刀盘；

11、第一确定单元，用于根据所述盾体对应的第一总阻力和所述间隔时长，确定用于表征在当前采集周期内盾体阻力变化快慢的第一时间常数，以及当前采集周期相对于停机时盾体阻力的第一增量；

12、第二确定单元，用于根据所述刀盘对应的第二总阻力和所述间隔时长，确定用于表征在当前采集周期内刀盘阻力变化快慢的第二时间常数，以及当前采集周期时相对于停机时刀盘阻力的第二增量；

13、第三确定单元，用于根据所述第一时间常数、所述第一增量、所述最大可用推力和所述平均推力，确定所述盾体发生卡机时的第一临界剩余时长；

14、第四确定单元，用于根据所述第二时间常数、所述第二增量、所述最大启动扭矩和所述平均扭矩，确定所述刀盘发生卡机时的第二临界剩余时长；

15、计算单元，用于计算所述第一临界剩余时长和所述第二临界剩余时长中的最小值与所述当前采集周期对应的已停机时长的差值，以将所述差值作为盾构机的安全剩余停机时长。

16、本申请提供的技术方案包括但不限于以下有益效果：

17、在本申请中，由于刀盘和盾体的总阻力是和停机时长成正比关系的，且是否卡机是和油缸的最大可用推力和刀盘的最大启动扭矩有关的，因此可以通过盾体和刀盘各自对应的总阻力先确定当前相对于停机时膨胀岩对盾体和刀盘的阻力的增加量，以及当前阻力增加快慢的时间常数，然后通过盾体和刀盘各自对应的时间常数、增加量，以及，油缸的最大可用推力和刀盘的最大启动扭矩确定出盾体和刀盘发生卡机时的临界剩余时长，并且以临界剩余时长中的最小值作为卡机标准计算最小值与当前已停机时长的差值，从而可以得到盾构机的安全剩余停机时长，通过上述方法可以预测到盾构机的安全剩余停机时长，从而为后续的施工准备工作提供数据支持。

18、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

1.一种膨胀岩地层盾构防卡机的安全剩余停机时长的预测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述根据所述盾体对应的第一总阻力和所述间隔时长，确定用于表征在当前采集周期内盾体阻力变化快慢的第一时间常数，以及当前采集周期相对于停机时盾体阻力的第一增量，包括：

3.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述根据所述刀盘对应的第二总阻力和所述间隔时长，确定用于表征在当前采集周期内刀盘阻力变化快慢的第二时间常数，以及当前采集周期时相对于停机时刀盘阻力的第二增量，包括：

4.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述根据所述第一时间常数、所述第一增量、所述最大可用推力和所述平均推力，确定所述盾体发生卡机时的第一临界剩余时长，包括：

5.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述根据所述第二时间常数、所述第二增量、所述最大启动扭矩和所述平均扭矩，确定所述刀盘发生卡机时的第二临界剩余时长，包括：

6.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种膨胀岩地层盾构防卡机的安全剩余停机时长的预测装置，其特征在于，所述装置包括：

9.如权利要求8所述的预测装置，其特征在于，所述第一确定单元用于根据所述盾体对应的第一总阻力和所述间隔时长，确定用于表征在当前采集周期内盾体阻力变化快慢的第一时间常数，以及当前采集周期相对于停机时盾体阻力的第一增量时，包括：

10.如权利要求8所述的预测装置，其特征在于，所述第二确定单元用于根据所述刀盘对应的第二总阻力和所述间隔时长，确定用于表征在当前采集周期内刀盘阻力变化快慢的第二时间常数，以及当前采集周期时相对于停机时刀盘阻力的第二增量时，包括：