一种盾构套筒形变实时监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及盾构施工技术领域，特别涉及一种盾构套筒形变实时监测装置。


背景技术：

2.盾构机在富水砂层中始发掘进时，容易出现洞门涌水、涌砂等施工风险，而采用钢套筒始发接收能够有效降低此类风险，故该技术在富水地层始发中应用广泛，但钢套筒始发接收在施工过程中存在以下问题：
3.(1)钢套筒刚度不足导致钢套筒变形量过大；
4.(2)钢套筒与洞门预埋环板连接处开裂，钢套筒和反力架变形过大引起结构破坏；
5.(3)钢套筒承受盾构机推力、刀盘旋转反作用力及自身重力等影响，使钢套筒产生变形；
6.(4)钢套筒内密封砂浆压力不足，导致掌子面坍塌。
7.以上情况都会造成钢套筒密封失效，出现洞门涌水、涌砂等现象，严重地可能会导致洞门或加固区坍塌。因此对钢套筒的变形情况以及钢套筒内砂浆压力进行实时监测，能有效防止以上事故的发生。
8.目前国内外对钢套筒的变形及压力监测没有统一有效的解决方案，多数施工单位采用百分表和压力表进行监测，即将百分表的表座固定在钢套筒附近的参照物上，表头紧靠在钢套筒上，随时观察百分表示数变化，以此判断变形量，并将压力表接在钢套筒上测量压力，但此种方法具有以下弊端：
9.(1)用百分表测量钢套筒变形误差相对较大；
10.(2)压力表容易被砂浆堵死，导致实数不准；
11.(3)若百分表安装位置不合理则无法测量出准确数据；
12.(4)压力表、百分表安装位置不便于观测，人员观察记录时存在安全隐患。


技术实现要素：

13.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种盾构机摆动油缸动作行程控制系统及具有其的盾构机，所述技术方案如下：
14.本实用新型提供了一种盾构套筒形变实时监测装置，用于监测盾构套筒形变，所述盾构套筒的前端连接有洞门钢环，其后端连接有反力架，所述盾构套筒周围设有墙体，所述盾构套筒形变实时监测装置包括拉绳位移传感器和集中控制箱，所述洞门钢环上设有纵梁，所述拉绳位移传感器的一端设置在所述盾构套筒上，其另一端与所述纵梁或所述墙体相连，所述拉绳位移传感器均与所述集中控制箱的输入端电连接。
15.进一步地，所述拉绳位移传感器包括第一拉绳位移传感器和第二拉绳位移传感器，所述第一拉绳位移传感器一端设置在所述盾构套筒的侧壁上，其另一端设置在所述墙体上；所述第二拉绳位移传感器的一端设置在所述盾构套筒的前端，其另一端设置在所述纵梁上，所述第一拉绳位移传感器和所述第二拉绳位移传感器均与所述集中控制箱的输入
端电连接。
16.进一步地，所述集中控制箱设有第一显示器，所述拉绳位移传感器的输出端与所述第一显示器的输入端电连接。
17.进一步地，所述盾构套筒的侧面固定在所述墙体上。
18.进一步地，所述纵梁与所述墙体保持相对静止。
19.进一步地，所述集中控制箱还设有第一比较器、第二比较器和警报装置，所述第一比较器用于将所述第一拉绳位移传感器检测到的数据与预设的第一参考值进行比较，所述第一比较器的输出端与所述警报装置电连接；所述第二比较器用于将所述第二拉绳位移传感器检测到的数据与预设的第二参考值进行比较，所述第二比较器的输出端与所述警报装置电连接。
20.进一步地，所述盾构套筒形变实时监测装置还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述盾构套筒上，并用于监测所述盾构套筒内壁与其外壁之间的液压，所述压力传感器与所述集中控制箱的输入端电连接。
21.所述集中控制箱还设有第二显示器，所述压力传感器的输出端与所述第二显示器的输入端电连接。
22.所述集中控制箱还设有第三比较器，所述第三比较器用于将所述压力传感器检测到的数据与预设的第三参考值进行比较，所述第三比较器的输出端与所述警报装置电连接。
23.所述盾构套筒上设有用于固定所述压力传感器的球阀。
24.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：
25.a.采用拉绳位移传感器测量钢套筒前后、左右等方向的变形量，得出的数据更加准确、全面，更具有代表性；
26.b.采用压力传感器取代压力表测量钢套筒内砂浆压力，数据更加准确；
27.c.通过数显集中观察所有数据，更加直观、清晰，方便对比。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本实用新型实施例提供的盾构套筒形变实时监测装置在盾构套筒横截面上的安装示意图；
30.图2是本实用新型实施例提供的盾构套筒形变实时监测装置在盾构套筒纵向沿其中心轴线剖面上的安装示意图。
31.其中，附图标记分别为：1
‑
盾构套筒，21
‑
第一拉绳位移传感器，22
‑
第二拉绳位移传感器，3
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墙体，4
‑
纵梁，5
‑
集中控制箱，6
‑
压力传感器。
具体实施方式
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实
施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
34.在本实用新型的一个实施例中，提供了一种盾构套筒形变实时监测装置，用于监测盾构套筒1形变，所述盾构套筒1的前端连接有洞门钢环，其后端连接有反力架，所述盾构套筒1周围设有墙体3，所述盾构套筒1为钢套筒，具体结构参见图1，所述盾构套筒形变实时监测装置包括拉绳位移传感器和集中控制箱5，所述洞门钢环上设有纵梁4，所述拉绳位移传感器的一端设置在所述盾构套筒1上，其另一端与所述纵梁4或所述墙体3相连，所述拉绳位移传感器均与所述集中控制箱5的输入端电连接。需要注意的是所述墙体3还包括盾构套筒1四周静止的参照物。
35.具体地，参见图1，所述墙体3可由一个或多个平面墙组成，也可由曲面墙组成，所述墙体3与所述纵梁4保持相对静止，所述盾构套筒1侧面的下底部固定在所述墙体3上，参见图2，即所述盾构套筒1横躺固定在所述墙体3上，所述墙体3沿所述盾构套筒1的轴线方向延伸，所述拉绳位移传感器包括第一拉绳位移传感器21和第二拉绳位移传感器22，所述第一拉绳位移传感器21一端设置在所述盾构套筒1的侧壁上，其另一端设置在所述墙体3上，所述第一拉绳位移传感器21与所述集中控制箱5的输入端电连接，可用来检测盾构套筒1左右方向的位移，即径向方向的位移，从而反映盾构套筒1被拉伸或压缩导致的形变情况；所述第二拉绳位移传感器22的一端设置在所述盾构套筒1的前端，其另一端设置在所述纵梁4上，所述第二拉绳位移传感器22均与所述集中控制箱5的输入端电连接，可用来检测盾构套筒1前后端方向的位移，从而反映盾构套筒1被拉伸或压缩导致的形变情况。所述集中控制箱5设有第一显示器，所述第一显示器为单轴数显计米器，初次使用应将单轴数显计米器需先调零，所述拉绳位移传感器的输出端与所述第一显示器的输入端电连接，技术人员可根据拉绳长短的变化可以判断各个方向的变形量。本实施例采用拉绳位移传感器测量钢套筒前后、左右等方向的变形量，得出的数据更加准确、全面，更具有代表性。
36.在本实用新型的一个实施例中，所述集中控制箱5还设有第一比较器、第二比较器和警报装置，所述第一比较器将所述第一拉绳位移传感器21检测到的数据与预设的第一参考值进行比较，所述第一比较器的输出端与所述警报装置电连接，若所述第一比较器监测到第一拉绳位移传感器21采集的数据超过其对应参考值时，若所述第一比较器发出报警信号至所述警报装置；所述第二比较器将所述第二拉绳位移传感器22检测到的数据与预设的第二参考值进行比较，所述第二比较器的输出端与所述警报装置电连接，若所述第二比较器监测到第二拉绳位移传感器22采集的数据超过其对应参考值时，所述第二比较器发出报
警信号至所述警报装置。如果所述警报装置接收到任一报警信号，所述警报装置发出警报，并将警报信息发送至预设的负责人员。
37.在本实用新型的一个实施例中，所述盾构套筒形变实时监测装置还包括压力传感器6，所述盾构套筒1上设有用于固定所述压力传感器6的球阀，所述压力传感器6通过所述球阀固定在所述盾构套筒1上，并用于监测所述盾构套筒1内壁与其外壁之间的液压，所述压力传感器6与所述集中控制箱5的输入端电连接；
38.所述集中控制箱5还设有第二显示器和第三比较器，所述第二显示器为te系列智能压力数显仪，初次使用时需先调零，所述压力传感器6的输出端与所述第二显示器的输入端电连接，技术人员可根据压力传感器6的数据变化，可以直接读出盾构套筒1内砂浆压力，所述第三比较器将所述压力传感器6检测到的数据与预设的第三参考值进行比较，所述第三比较器的输出端与所述警报装置电连接。若所述第三比较器监测到压力传感器6采集的数据超过其对应参考值时，所述第三比较器发出报警信号至所述警报装置。如果所述警报装置接收到报警信号，所述警报装置发出警报，并将警报信息发送至预设的负责人员。本实施例采用压力传感器取代压力表测量盾构套筒内砂浆压力，数据更加准确。
39.本实用新型提供的盾构套筒形变实时监测装置解决了钢套筒变形监测误差大、失真、收集数据存在安全隐患等弊端，省时省力，能够有效防止事故的发生，并通过数显集中观察所有数据，更加直观、清晰，方便对比。所述盾构套筒形变实时监测装置有利于及时发现安全隐患，采取相应措施，极大的降低了因钢套筒变形导致漏水、漏砂以及掌子面坍塌等相关风险，同时也减小了人员观测百分表压力表带来的安全隐患，减少事故的发生。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。