CN110738825A - 一种敞开式tbm破碎地层预警方法及系统 - Google Patents

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孙振川
秦银平
周建军
张兵
杨延栋
赵海雷
潘东江
韩伟锋
李宏波
王利明
张宏达
杨露伟
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China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG
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China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供一种敞开式TBM破碎地层预警方法及系统，包括数据采集装置、分析预警装置以及监控装置；数据采集装置用来对TBM掘进过程中的所产生的动态的掘进参数、机械参数、地质参数进行实时采集监测，并将突变异常参数通讯传输至分析预警装置；分析预警装置内设有针对掘进参数的第一预警模块、针对机械参数的第二预警模块以及针对地质参数的第三预警模块，各预警模块根据自身针对相应类型参数所设定的预警模型对突变异常参数进行分析判别，决定是否发出相应的预警信号；预警信号通讯传输至监控装置。本发明能够对TBM掘进过程中所产生的掘进参数、机械参数、地质参数进行实时分析，并决定是否预警，是一种安全、高效的隧道施工保障。

Description

一种敞开式TBM破碎地层预警方法及系统
技术领域
本发明属于敞开式TBM破碎地层预警技术领域，具体涉及一种敞开式TBM破碎地层预警方法。
背景技术
随着我国基建行业的大力发展，在山岭隧道的开挖中TBM被广泛地应用，与传统的钻爆法相比TBM具有施工速度快、效率高、成型好、对周边环境扰动小等优点，特别适合于长隧道的施工。因此，当下在山岭隧道的开挖中采用TBM施工正成为一种隧道开挖的新趋势。
山岭隧道往往处于大埋深、长距离的施工中，地质复杂多变，尤其TBM开挖中遭遇到破碎地层对TBM施工是一样极大的考验，极其容易造成卡机风险，出现TBM无法掘进的情况，从而出现TBM掘进速度延缓，造成施工成本增加，当前，针对破碎地层的掘进主要集中在支护技术上的提升，只能够对破碎地层采取及时支护避免出现出露围岩的坍塌，并不能够有效地避免出现卡机风险，对比围岩地质变化来说，掘进参数是一个较为具有敏感性的因素，所以，如何通过对TBM施工掘进参数的进行提取，在遭遇破碎地层前对TBM开挖发出预警，并有效地避免出现卡机，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供一种敞开式TBM破碎地层预警方法及系统，以解决现有TBM破碎地层卡机难题，具体方案如下：
一种敞开式TBM破碎地层预警方法及系统，包括数据采集装置、分析预警装置以及监控装置；所述数据采集装置用来对TBM掘进过程中的所产生的动态的掘进参数、机械参数、地质参数进行实时采集监测，并将突变异常参数通讯传输至所述分析预警装置；所述分析预警装置内设有针对所述掘进参数的第一预警模块、针对所述机械参数的第二预警模块以及针对所述地质参数的第三预警模块，所述各预警模块根据自身针对相应类型参数所设定的预警模型对所述突变异常参数进行分析判别，决定是否发出相应的预警信号；所述预警信号通讯传输至所述监控装置。
基于上述，所述监控装置包括手机APP，主控室控制台以及TBM主机室三种监控模块，所述三种监控模块并联使用。
基于上述，所述数据采集装置内设有对掘进参数、机械参数以及地质参数中的异常变化参数进行提取的参数监控模块。
基于上述，所述各预警模块并联分布，可单独进行预警分析或同时进行预警分析。
基于上述，所述机械参数包括TBM自身的各种受力参数。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明具有以下优点：
本发明通过数据采集装置对TBM工作状态下的动态掘进参数、地质参数以及各种机械参数的情况综合分析，并通过参数监控模块将异常变化的动态参数进行提取，并将异常参数传输给分析预警装置，分析预警装置内设置的各种预警模块对相应参数进行分析，各个预警模块根据自身针对各种参数所设定的预警模型决定是否向监控装置发出预警信号进行预警，故而，本发明在提高作业效率的同时尽可能避免了安全事故的发生以及TBM在破碎地层卡机的风险，是一种安全、高效的隧道施工保障。
附图说明
图1是本发明的预警方法流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例
如图1所示，本发明提供一种敞开式TBM破碎地层预警方法及系统，包括数据采集装置、分析预警装置以及监控装置。
所述数据采集装置用来对TBM掘进过程中的所产生的动态的掘进参数、机械参数、地质参数进行实时采集监测，数据采集装置内设有对掘进参数、机械参数以及地质参数中的异常变化参数进行提取的参数监控模块，数据采集装置将突变异常参数通讯传输至分析预警装置。
所述分析预警装置内设有针对所述掘进参数的第一预警模块、针对所述机械参数的第二预警模块以及针对所述地质参数的第三预警模块，所述各预警模块根据自身针对相应类型参数所设定的预警模型对所述突变异常参数进行分析判别，决定是否发出相应的预警信号，并将预警信号通讯传输至所述监控装置。
上述各预警模块并联分布，可以对掘进过程中的各种参数单独进行预警分析或同时进行预警分析。
为便于各现场工作人员都能够对施工情况进行把控，所述监控装置包括手机APP，主控室控制台以及TBM主机室三种监控模块，所述三种监控模块并联使用。
需要说明的是，所述机械参数包括TBM在工作状态下其自身的各种受力参数。
本发明具体工作原理为：TBM在工作时，通过数据采集装置对工作时所产生的动态的掘进参数、机械参数、地质参数进行采集，并利用参数监控模块对异常参数进行提取并传输至分析预警装置，分析预警装置内所设置的第一预警模块、第二预警模块、第三预警模块根据其自身所设定的预警模型分别对掘进参数、机械参数和地质参数进行分析，并决定是否向监控装置发出预警信号，监控装置所包含的手机APP、主控室控制台以及TBM主机室同时对预警信号进行接收并发出相应报警信号，供作业人员作出反应。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种敞开式TBM破碎地层预警方法及系统，其特征在于：包括数据采集装置、分析预警装置以及监控装置；所述数据采集装置用来对TBM掘进过程中的所产生的动态的掘进参数、机械参数、地质参数进行实时采集监测，并将突变异常参数通讯传输至所述分析预警装置；所述分析预警装置内设有针对所述掘进参数的第一预警模块、针对所述机械参数的第二预警模块以及针对所述地质参数的第三预警模块，所述各预警模块根据自身针对相应类型参数所设定的预警模型对所述突变异常参数进行分析判别，决定是否发出相应的预警信号；所述预警信号通讯传输至所述监控装置。
2.根据权利要求1所述的敞开式TBM破碎地层预警方法及系统，其特征在于：所述监控装置包括手机APP，主控室控制台以及TBM主机室三种监控模块，所述三种监控模块并联使用。
3.根据权利要求1所述的敞开式TBM破碎地层预警方法及系统，其特征在于：所述数据采集装置内设有对掘进参数、机械参数以及地质参数中的异常变化参数进行提取的参数监控模块。
4.根据权利要求1所述的敞开式TBM破碎地层预警方法及系统，其特征在于：所述各预警模块并联分布，可单独进行预警分析或同时进行预警分析。
5.根据权利要求1所述的敞开式TBM破碎地层预警方法及系统，其特征在于：所述机械参数包括TBM自身的各种受力参数。
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