用于盾尾压力平衡的监测方法与流程

1.本发明涉及盾构施工过程检测技术领域，特别涉及用于盾尾压力平衡的监测方法。


背景技术：

2.盾尾同步注浆是盾构施工过程的重要环节，通过填充管片与开挖边界之间的空隙达到控制地层变形的目的。在盾构plc上设定的注浆压力时需根据上覆地层的水土压力确定，设定压力过小则无法克服地层压力，如果设定压力过大，可能会劈裂地层或击穿盾尾刷。故注浆压力应根据地层压力的大小确定，地层压力一般考虑全覆土重根据土压力计算公式得出，而在开挖深度较大时，存在土拱效应，使得实际地层压力小于理论压力，故对地层压力的实测尤为关键。
3.目前的监测方法在使用土压计检测的时候，难以得知土压计与被检测压力面是否垂直，且不便于调整，从而导致在检测的时候，精确度偏低，其次，每次测量压力之前，都要选择合适量程的土压计，但是在实际操作过程中，每次选择不同量程的土压计比较繁琐，耗费工作时间。
4.为此，我们提出了用于盾尾压力平衡的监测方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供用于盾尾压力平衡的监测方法，解决了背景技术中难以得知土压计与被检测压力面是否垂直，且不便于调整，从而导致在检测的时候，精确度偏低，在实际操作过程中，每次选择不同量程的土压计比较繁琐，耗费工作时间的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于盾尾压力平衡的监测方法，包括以下步骤：
7.s01:在盾构推进过程中，通过注浆口持续进行同步注浆，每个注浆孔两侧分布有两个土压计，用于监测推进过程中同步注浆的注浆压力；
8.s02：在盾尾的上下左右四个方向分别布置四个土压计，用于监测推进过程中地层压力的变化以及地层温度变化；
9.s03：所有的土压计均与plc系统相连接，同时将测出的地层压力与注浆压力相对比，并进行相应调整，直到压力平衡；
10.s04：在检测过程中，检测出土压计与待检测面是否垂直，即感应面与被检测压力面是否垂直；
11.s05：在开始检测的时候，工作人员需根据实际情况选择土压计的量程，合适的量程能够提高检测结果的精确度；
12.s06：在检测出地层压力值和温度值的时候，将检测出的压力值和温度值进行修正，提高检测结果的准确性。
13.进一步地，土压计的一侧设置有注浆压力反馈模块，土压计的另一侧信号连接有
plc控制模块，注浆压力反馈模块和土压计的一侧信号连接有压力对比模块，压力对比模块的一侧信号连接有压力调整模块，通过对比模块对比出地层压力与注浆压力之间的大小，并进行实时调整，即当注浆口压力值小于地层压力值时，增大注浆泵压力值，而注浆口压力值大于地层压力值时，减小注浆泵压力值，通过反复调整，直至达到压力平衡。
14.进一步地，土压计包括设置在土压计内部的处理模块和设置在处理模块内部的感应模块，感应模块的一侧信号连接有振动模块，振动模块的一侧连接有测量模块，测量模块的一侧设置有传输模块，传输模块的一端分别连接有压力显示模块和温度显示模块，土压计的表面受到挤压力时，感应模块会收到感应，并通过振动模块将挤压力转换成振动，再通过测量模块将转换后的振动测量出振动频率，最后通过传输模块将数据传输给压力显示模块和温度显示模块。
15.进一步地，测量模块包括设置在测量模块内部的量程选取模块和设置在量程选取模块一侧的修正模块，修正模块的一侧信号连接有垂直度检验模块，垂直度检验模块的一侧设置有角度调整模块，量程选取模块的内部设置有一级量程模块、二级量程模块和三级量程模块，修正模块的内部设置有压力修正模块和温度修正模块。
16.进一步地，土压计包括外壳体，设置在外壳体上端的感应板，设置在外壳体外表面上的外撑机构以及设置在外壳体内部的防护机构，处理模块设置在防护机构的内部，外壳体包括开设在外壳体外表面上的环槽，设置在外壳体外表面上的面板以及设置在面板内部的弹簧绳，面板的一侧贯穿设置有缠绕杆，弹簧绳的一端与缠绕杆相连接，弹簧绳的另一端与外撑机构相连接。
17.进一步地，外撑机构包括设置在环槽内部的槽块，设置在槽块一侧的横杆以及设置在横杆外表面上的维稳组件，维稳组件包括套接在横杆外表面上的套管，设置在套管下端的竖板，设置在竖板一侧的支杆和设置在支杆一端的吸盘，以及设置在竖板外表面上的槽孔，槽孔的内部设置有伸缩推杆和夹尘板，伸缩推杆的一端固定安装有夹尘板，伸缩推杆通过夹尘板与外界相接触，槽块的一侧与弹簧绳相连接。
18.进一步地，防护机构包括设置在外壳体内部的连接杆，设置在连接杆上端的调平组件，设置在连接杆两端的立柱，套接在立柱外表面上的气囊环，以及设置在气囊环上端的拉伸管。
19.进一步地，拉伸管的内部设置有阀门，拉伸管的一端设置有套环，套环的上端设置有拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端设置有电磁板，套环与电磁板磁性连接，连接杆的上表面开设有凹槽，调平组件与凹槽活动连接。
20.进一步地，调平组件包括设置在凹槽内部的活动块，设置在活动块一侧的一级气压伸缩管，设置在活动块另一侧的二级气压伸缩管，以及设置在一级气压伸缩管一端的伸缩端头，活动块的一侧设置有两通控制阀，活动块通过二级气压伸缩管与拉伸管相连通。
21.进一步地，外壳体的底部设置有对接管，对接管的内部设置有磁盘a，感应板的外表面上贯穿设置有对接杆，对接杆的一端设置磁盘b，对接杆与对接管相对应，且磁盘a与磁盘b磁性相同。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.1.本发明提出的用于盾尾压力平衡的监测方法，测量模块的内部设置有量程选取模块，量程选取模块的一侧连接有修正模块，修正模块的一侧信号连接有垂直度检验模块，
垂直度检验模块的一侧设置有角度调整模块，量程选取模块的内部设置有一级量程模块、二级量程模块和三级量程模块，量程选取模块与一级量程模块、二级量程模块和三级量程模块信号连接，修正模块的内部设置有压力修正模块和温度修正模块，且修正模块也与压力修正模块和温度修正模块信号连接，在开始检测的时候，工作人员需根据实际情况选择土压计的量程，通过量程选取模块工作人员可以自主选择一级量程模块、二级量程模块或三级量程模块，每种的量程适用于不同的工作范畴，提高整体功能的多样性，间接性提高监测结果的准确性，同时也可以利用修正模块中的压力修正模块和温度修正模块对之前监测出的压力值和温度值进行修正，也能够提高最后结果的准确性。
24.2.本发明提出的用于盾尾压力平衡的监测方法，外壳体的内部设置有连接杆，连接杆的上端设置有调平组件，连接杆的两端设置有立柱，立柱的外表面上设置有气囊环，气囊环的上端设置有拉伸管，拉伸管的内部设置有阀门，拉伸管的一端设置有套环，套环的上端设置有拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端设置有电磁板，套环与电磁板磁性连接，连接杆的上表面开设有凹槽，调平组件与凹槽活动连接，凹槽的内部设置有活动块，活动块的一侧设置有一级气压伸缩管，活动块的另一侧设置有二级气压伸缩管，一级气压伸缩管的一端设置有伸缩端头，活动块的一侧设置有两通控制阀，活动块通过二级气压伸缩管与拉伸管相连通，当利用垂直度检验模块检测出感应板与待监测面不垂直时，打开阀门，使得气囊环中的气体进入到套环中，再从套环中进入到活动块中，通过两通控制阀的选择，使气体选择性进入到一级气压伸缩管和二级气压伸缩管中，当进入到一级气压伸缩管中便可对较低处的感应板起到支撑作用，实现感应板与待检测面垂直的目的，提高检测结果的准确性，同时气囊环之间的相互夹持可以对处理模块起到保护的作用。
附图说明
25.图1为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法整体流程图；
26.图2为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法整体程序框图；
27.图3为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法中土压计程序框图；
28.图4为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法中测量模块程序框图；
29.图5为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法土压计整体结构示意图；
30.图6为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法外壳体结构示意图；
31.图7为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法防护机构局部结构示意图；
32.图8为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法调平组件结构示意图；
33.图9为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法外撑机构局部结构示意图；
34.图10为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法维稳组件结构示意图；
35.图11为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法槽孔结构示意图；
36.图12为本发明用于盾尾压力平衡的监测方法对接杆与对接管连接结构示意图。
37.图中：1、plc控制模块；2、注浆压力反馈模块；3、土压计；31、处理模块；32、感应模块；33、振动模块；34、测量模块；341、量程选取模块；3411、一级量程模块；3412、二级量程模块；3413、三级量程模块；342、修正模块；3421、压力修正模块；3422、温度修正模块；343、垂直度检验模块；344、角度调整模块；35、传输模块；36、压力显示模块；37、温度显示模块；4、压力对比模块；5、压力调整模块；6、外壳体；61、环槽；62、面板；63、弹簧绳；64、缠绕杆；65、
对接管；66、磁盘a；7、感应板；71、对接杆；72、磁盘b；8、外撑机构；81、横杆；82、槽块；83、维稳组件；831、套管；832、竖板；833、支杆；834、吸盘；835、槽孔；836、伸缩推杆；837、夹尘板；9、防护机构；91、连接杆；911、凹槽；92、调平组件；921、活动块；922、两通控制阀；923、一级气压伸缩管；924、二级气压伸缩管；925、伸缩端头；93、立柱；94、气囊环；95、拉伸管；951、阀门；96、套环；97、拉伸弹簧；98、电磁板。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
39.参阅图1，用于盾尾压力平衡的监测方法，包括以下步骤：
40.步骤一:在盾构推进过程中，通过注浆口持续进行同步注浆，每个注浆孔两侧分布有两个土压计，用于监测推进过程中同步注浆的注浆压力；
41.步骤二：在盾尾的上下左右四个方向分别布置四个土压计3，用于监测推进过程中地层压力的变化以及地层温度变化；
42.步骤三：所有的土压计3均与plc系统相连接，同时将测出的地层压力与注浆压力相对比，并进行相应调整，直到压力平衡；
43.步骤四：在检测过程中，检测出土压计3与待检测面是否垂直，即感应面与被检测压力面是否垂直；
44.步骤五：在开始检测的时候，工作人员需根据实际情况选择土压计3的量程，合适的量程能够提高检测结果的精确度；
45.步骤六：在检测出地层压力值和温度值的时候，将检测出的压力值和温度值进行修正，提高检测结果的准确性。
46.参阅图2，土压计3的一侧设置有注浆压力反馈模块2，土压计3的另一侧信号连接有plc控制模块1，注浆压力反馈模块2和土压计3的一侧信号连接有压力对比模块4，压力对比模块4的一侧信号连接有压力调整模块5，通过对比模块4对比出地层压力与注浆压力之间的大小，并进行实时调整，即当注浆口压力值小于地层压力值时，增大注浆泵压力值，而注浆口压力值大于地层压力值时，减小注浆泵压力值，通过反复调整，直至达到压力平衡。
47.参阅图3和4，土压计3包括设置在土压计3内部的处理模块31和设置在处理模块31内部的感应模块32，感应模块32的一侧信号连接有振动模块33，振动模块33的一侧连接有测量模块34，测量模块34的一侧设置有传输模块35，传输模块35的一端分别连接有压力显示模块36和温度显示模块37，土压计3的表面受到挤压力时，感应模块32会收到感应，并通过振动模块33将挤压力转换成振动，再通过测量模块34将转换后的振动测量出振动频率，且通过测量模块34也可将地层温度监测出来，便于对地层的压力进行适应调整，最后通过传输模块35将数据传输给压力显示模块36和温度显示模块37，测量模块34包括设置在测量模块34内部的量程选取模块341和设置在量程选取模块341一侧的修正模块342，修正模块342的一侧信号连接有垂直度检验模块343，垂直度检验模块343的一侧设置有角度调整模块344，量程选取模块341的内部设置有一级量程模块3411、二级量程模块3412和三级量程
模块3413，修正模块342的内部设置有压力修正模块3421和温度修正模块3422，在开始检测的时候，工作人员需根据实际情况选择土压计3的量程，通过量程选取模块341工作人员可以自主选择一级量程模块3411、二级量程模块3412或三级量程模块3413，每种的量程适用于不同的工作范畴，提高整体功能的多样性，间接性提高监测结果的准确性，同时也可以利用修正模块342中的压力修正模块3421和温度修正模块3422对之前监测出的压力值和温度值进行修正，也能够提高最后结果的准确性。
48.参阅图5、6和12，土压计3包括外壳体6，设置在外壳体6上端的感应板7，设置在外壳体6外表面上的外撑机构8以及设置在外壳体6内部的防护机构9，处理模块31设置在防护机构9的内部，外壳体6包括开设在外壳体6外表面上的环槽61，设置在外壳体6外表面上的面板62以及设置在面板62内部的弹簧绳63，面板62的一侧贯穿设置有缠绕杆64，弹簧绳63的一端与缠绕杆64相连接，弹簧绳63的另一端与外撑机构8相连接，外壳体6的底部设置有对接管65，对接管65的内部设置有磁盘a66，感应板7的外表面上贯穿设置有对接杆71，对接杆71的一端设置磁盘b72，对接杆71与对接管65相对应，且磁盘a66与磁盘b72磁性相同。
49.参阅图9-11，外撑机构8包括设置在环槽61内部的槽块82，设置在槽块82一侧的横杆81以及设置在横杆81外表面上的维稳组件83，维稳组件83包括套接在横杆81外表面上的套管831，设置在套管831下端的竖板832，设置在竖板832一侧的支杆833和设置在支杆833一端的吸盘834，以及设置在竖板832外表面上的槽孔835，槽孔835的内部设置有伸缩推杆836和夹尘板837，伸缩推杆836的一端固定安装有夹尘板837，伸缩推杆836通过夹尘板837与外界相接触，槽块82的一侧与弹簧绳63相连接，利用套管831的移动，选取好合适的固定范围，再利用吸盘834进行固定，同时在固定前，利用夹尘板837将待固定件表面的灰尘吸附干净，确保吸盘834的吸附质量。
50.参阅图7和8，防护机构9包括设置在外壳体6内部的连接杆91，设置在连接杆91上端的调平组件92，设置在连接杆91两端的立柱93，套接在立柱93外表面上的气囊环94，以及设置在气囊环94上端的拉伸管95，拉伸管95的内部设置有阀门951，拉伸管95的一端设置有套环96，套环96的上端设置有拉伸弹簧97，拉伸弹簧97的一端设置有电磁板98，套环96与电磁板98磁性连接，连接杆91的上表面开设有凹槽911，调平组件92与凹槽911活动连接，调平组件92包括设置在凹槽911内部的活动块921，设置在活动块921一侧的一级气压伸缩管923，设置在活动块921另一侧的二级气压伸缩管924，以及设置在一级气压伸缩管923一端的伸缩端头925，活动块921的一侧设置有两通控制阀922，活动块921通过二级气压伸缩管924与拉伸管95相连通，当利用垂直度检验模块343检测出感应板7与待监测面不垂直时，打开阀门951，使得气囊环94中的气体进入到套环96中，再从套环96中进入到活动块921中，通过两通控制阀922的选择，使气体选择性进入到一级气压伸缩管923和二级气压伸缩管924中，当进入到一级气压伸缩管923中便可对较低处的感应板7起到支撑作用，实现感应板7与待检测面垂直的目的，提高检测结果的准确性，同时气囊环94之间的相互夹持可以对处理模块31起到保护的作用。
51.综上所述：本发明提供的用于盾尾压力平衡的监测方法，测量模块34的内部设置有量程选取模块341，量程选取模块341的一侧连接有修正模块342，修正模块342的一侧信号连接有垂直度检验模块343，垂直度检验模块343的一侧设置有角度调整模块344，量程选取模块341的内部设置有一级量程模块3411、二级量程模块3412和三级量程模块3413，量程
选取模块341与一级量程模块3411、二级量程模块3412和三级量程模块3413信号连接，修正模块342的内部设置有压力修正模块3421和温度修正模块3422，且修正模块342也与压力修正模块3421和温度修正模块3422信号连接，在开始检测的时候，工作人员需根据实际情况选择土压计3的量程，通过量程选取模块341工作人员可以自主选择一级量程模块3411、二级量程模块3412或三级量程模块3413，每种的量程适用于不同的工作范畴，提高整体功能的多样性，间接性提高监测结果的准确性，同时也可以利用修正模块342中的压力修正模块3421和温度修正模块3422对之前监测出的压力值和温度值进行修正，也能够提高最后结果的准确性。
52.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
53.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。