CN110761325B - 一种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于市政基坑工程技术领域，具体提供了一种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统及方法，包括侧壁摩阻力监控模块、位移监控模块、泥水控制模块、底板反力监测模块、自动控制模块及反力架监测模块，根据摩阻力f、标高S及压力P实时调节泥水控制模块的进液量V₁、进液压力N₁、出液量V₂以及出液压力N₂以控制沉井车站按照预设速度平稳下沉。该方案可以实现软土地区采用沉井法施工的地下车站自动化施工。流程简单可控，能对沉井车站各阶段的工作状态实现实时监控并及时调整，实现自动判定、自动调整，极大的减少了车站下沉过程中的人力、物力的投入，并能有效的提高施工效率，同时能显著的降低工程造价，具备极大的应用价值。

Description

一种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统及方法

技术领域

本发明属于市政基坑工程技术领域，具体涉及一种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统及方法。

背景技术

传统沉井法施工时，是边进行沉井壁下沉边开挖沉井内部土体，直至沉井壁下沉至设计标高后再从下至上浇筑各层结构板。在沉井壁下沉过程中，如果出现下沉速度过快或者过慢，通常采用调整沉井壁侧壁摩阻力(如采用触变泥浆、空气幕等)或者减少刃脚下部阻力等方式来控制沉静壁的下沉速率。当沉井壁出现倾斜时，通常都是采用后靠背物理顶进进行加压纠偏、或通过在沉井壁施做抬升孔(或迫降孔)通过孔压来进行纠偏。

与传统沉井法施工不同的是，采用泥水平衡法施工的沉井车站由于先浇筑车站底板及刃脚、侧墙，在下沉过程中不需要对沉井内部土体进行开挖，利用泥水控制系统将车站底板下方土体排出后进行车站结构整体式下沉。如何平稳、高效且安全的自动控制沉井车站下沉是泥水平衡法施工中亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥水平衡沉井车站自动化控制方法泥水平衡。

为此，本发明提供了一种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统，包括沉井车站，还包括侧壁摩阻力监控模块、位移监控模块、泥水控制模块、底板反力监测模块及自动控制模块；

所述侧壁摩阻力监控模块用于监测所述沉井车站下沉过程中侧壁受到的摩阻力f；

所述位移监控模块用于监测所述沉井车站下沉过程中的标高S；

所述泥水控制模块用于控制所述沉井车站下沉过程中的下方进液量V₁、进液压力N₁、出液量V₂及出液压力N₂；

所述底板反力监测模块用于实时监测所述沉井车站的底板下方压力P；

所述自动控制模块用于根据所述摩阻力f、标高S及压力P实时调节所述泥水控制模块的进液量V₁、进液压力N₁、出液量V₂以及出液压力N₂以控制所述沉井车站按照预设速度平稳下沉。

优选地，所述控制系统还包括反力架监测模块，所述反力架监测模块包括横梁支架及用于检测所述横梁支架反力的应力传感器，所述横梁支架上设有千斤顶，所述千斤顶的顶杆抵靠于所述沉井车站的顶端，所述应力传感器与所述自动控制模块电连接。

优选地，所述控制系统还包括自动锁定装置，所述自动锁定装置包括钢绞线、反力支架及卷扬机，所述反向支架上设有定向滑轮，所述钢绞线一端与所述卷扬机连接，另一端绕过所述定向滑轮与所述沉井车站顶端连接。

优选地，所述沉井车站包括由下至上依次密封连接的刃脚节、站台节及站厅节。

优选地，所述位移监控模块包括安装于所述沉井车站上的位移传感器，所述位移传感器为感应同步器、光栅、容栅或磁栅。

优选地，所述泥水控制模块包括第一压力源及第二压力源，所述沉井底板内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道，所述液流通道包括进液通道和出液通道，所述进液通道与所述第一压力源连通，所述出液通道与所述第二压力源连通，所述进液通道和出液通道均设有与所述沉井底板下方的软泥土连通的通道。

优选地，所述底板反力监测模块包括至少一个压力盒，所述压力盒固定安装于所述沉降车站的底板下面。

本发明还提供了一种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制方法，包括：

S01：实时获取沉井车站下沉过程中的支架反力F、摩阻力f、标高S及底板下方压力P；

S02：根据公式(1)计算下沉系数K_st，若K_st大于1.1，则说明沉井车站下降过快，若K_st小于1.05，则说明沉井车站下降过慢，此时通过调节进出液量以调节下降速率；

K_st＝(F+G)/(f+P) (1)

其中，G为所述沉井车站的各沉井节自重之和；

S03：根据公式(2)计算下沉倾斜率，并相应改变所述下沉车站对应位置处的进出液量以调节下沉平稳度；

I＝(S-S’ )/B (2)

其中，S为沉井节一侧的标高，S’为沉井节另一侧的标高，B为沉井节一侧与另一侧的水平距离。

优选地，所述进出液量的判别公式为：

V₂＝n*[V₁+(St₂-St₁)*b*l] (3)

其中，n为出进液调整系数，n＝1～1.1，V₁为进液系统注入的液量，b为沉井车站的宽度，l为沉井车站的纵向长度。

优选地，预设所述沉井车站的底板在不同深度所对应的自重应力理论值fak；

若P<fak，则表示底板下土体流失过快，优先减小出液压力N₂，然后降低支架反力F以降低下沉速率。

本发明的有益效果：本发明提供的这种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统及方法，包括沉井车站，还包括侧壁摩阻力监控模块、位移监控模块、泥水控制模块、底板反力监测模块、自动控制模块及反力架监测模块，根据摩阻力f、标高S及压力P实时调节泥水控制模块的进液量V₁、进液压力N₁、出液量V₂以及出液压力N₂以控制沉井车站按照预设速度平稳下沉。该方案可以实现软土地区采用沉井法施工的地下车站自动化施工。流程简单可控，能对沉井车站各阶段的工作状态实现实时监控并及时调整，能在自动化监控的状态下实现自动判定、自动调整，极大的减少了车站下沉过程中的人力、物力的投入，并能有效的提高施工效率，同时能显著的降低工程造价，具备极大的应用价值。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统的结构示意图；

图2是本发明软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统的液流通道平面布置示意图；

图3是本发明软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统的A-A剖视示意图。

附图标记说明：刃脚节1，站台节2，站厅节3，反力架监测模块4，自动控制模块5，沉井底板6，U型抱箍101，进水总管201，进水支管202，出水总管301，出水支管302。

具体实施方式

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“液平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统，包括沉井车站，还包括侧壁摩阻力监控模块、位移监控模块、泥水控制模块、底板反力监测模块及自动控制模块；

所述侧壁摩阻力监控模块用于监测所述沉井车站下沉过程中侧壁受到的摩阻力f；

所述位移监控模块用于监测所述沉井车站下沉过程中的标高S；

所述泥水控制模块用于控制所述沉井车站下沉过程中的下方进液量V₁、进液压力N₁、出液量V₂及出液压力N₂；

所述底板反力监测模块用于实时监测所述沉井车站的底板下方压力P；

所述自动控制模块用于根据所述摩阻力f、标高S及压力P实时调节所述泥水控制模块的进液量V₁、进液压力N₁、出液量V₂以及出液压力N₂以控制所述沉井车站按照预设速度平稳下沉。

还包括反力架监测模块，所述反力架监测模块包括横梁支架，所述横梁支架上设有千斤顶，所述千斤顶的顶杆抵靠于所述沉井车站的顶端。

其中，进液量即进水量，依次类推。如图1所示，在分段沉井车站的施工过程中，沉井车站包括由下至上依次密封连接的刃脚节1、站台节2及站厅节3等多个沉井节，依次沉降刃脚节1、站台节2及站厅节3，最后形成三层空间的沉井车站，具体的层数根据实际工况进行相应的调整。当出现结构倾斜时，通过底板反力检测、反力千斤顶及泥水控制等一系列的监控系统连接自动控制中心系统后实现自动下沉、纠偏等功能。

与传统沉井法施工不同的是，采用泥水平衡法施工的沉井车站由于先浇筑车站底板及刃脚、侧墙，在下沉过程中不需要对沉井内部土体进行开挖，利用泥水控制系统将车站底板下方土体排出后进行车站结构整体式下沉。当出现结构倾斜时，通过反力千斤顶及泥水控制系统等一系列的监控系统连接自动控制中心系统后实现自动下沉、纠偏等功能。

反力架监测模块4中能提供的反力包括沉井车站的两侧的侧墙支架反力F及F₃，还包括中柱支架反力F₂。F、F₂及F₃均是采用千斤顶来提供，通过千斤顶施加竖直向下的压力来加快沉井车站的下沉速率。摩阻力f是通过预埋在沉井车站侧墙中的压力盒进行测量得到。位移监控模块能实时监测相应沉井节下沉过程中的标高、位移、位置等信息。具体反映到位移时，采用S₁～S₉进行表示。所有监测点的布置数量在本方案中只是示意，具体数量在实际应用中可以进行调整。

反力架监测模块4中监测的F～F₃、侧壁摩阻力监控模块中监测的f、位移监控模块中监测的S₁～S₉、泥水控制模块中监测的N₁/N₂/V₁/V₂、底板反力监控模块中监测的P₁～P₅均能将数据传输到自动控制模块5中。自动控制模块5可以对F～F₃、N₁/N₂/V₁/V₂通过自动控制程序进行调节。

自动控制模块5为了实现对各项指标及沉井节工作状态的自动控制，需要对一系列指标和参数进行判别，并应对异常状态下作出相应的指标修正，各项指标是否处于正常状态下的判定如下：

(a)下沉系数的判别：下沉系数K_st＝(∑F_i+G)/(f_i+∑P_i)，其中F_i为F₁～F₃,P_i为P₁～P₅。G为每节沉井节(刃脚节1、站台节2及站厅节3)的相应求和重量，如当下沉刃脚节1时，G为刃脚节1的重量，当下沉站台节2时，此时下面还有刃脚节1，因此G为刃脚节1和站台节2的重量之和，依次类推。f为侧壁摩阻力监控模块中监测的每节沉井下沉过程中的摩阻力。当沉井节处于下沉状态时，K_st为1.05～1.1时为正常状态。

(b)下沉速率的判别：下沉速率V_st＝(S_t2-S_t1)/(t₂-t₁)，其中S_t1、S_t2为t₁、t₂时间点时沉井节相应的标高。下沉速率在下沉状态中为相应的控制值时为正常状态。相应的控制值根据不同的条件分别给出，由人工手动输入控制。

(c)下沉倾斜率的判别：下沉倾斜率I_v1＝(S₃-S₁)/B、I_v2＝(S₆-S₄)/B、I_v3＝(S₉-S₇)/B，其中I_v1、S₁、S₃对应刃脚节1的倾斜度、一侧位移及另一侧位移；I_v2、S₄、S₆对应站台节2的倾斜度、一侧位移及另一侧位移；I_v3、S₉、S₇对应站厅节3的倾斜度、一侧位移及另一侧位移。其中B为S₁与S₃之间的水平距离。I_v1、I_v2、I_v3在小于0.1％时为正常状态。

(d)进出水量的判别：出水量V₂＝n*[V₁+(St₂-St₁)*b*l]，其中，n为出进液调整系数，n＝1～1.1，V₁为进液系统注入的液量即液量，b为沉井车站的宽度，l为沉井车站的纵向长度。当上述等式能成立时，即出水量V₂约等于进液量V₁与下沉高度内土体体积之和时，表示为正常状态。

(e)底板反力的判别：底板反力P₁～P₅≈fak时，为正常状态。P₁～P₅底板反力监控模块监测的地基反力。fak为底板下土层在不同深度时的自重应力。在不同的地层下fak是不同的。沉井节进入不同的地层时，应通过自动控制模块5对P₁～P₅的判定值进行修订。

其中，自动控制模块5对各项指标异常时的修订原则如下：

(1)下沉系数的修正：K_st过大时，优先减少F₁～F₃,其次增加进液压力N₁，减小出液压力N₂，从而减少出泥水量，进而增加底板的水反力。反之亦然。

(2)下沉倾斜的修正：以I_v1为例，当S₃>S₁,且倾斜率不满足要求时，若P₁～P₅处于正常状态，则优先增大相应分块处的进水压力N₁的数值、减小出水压力N₂的数值，从而增大S₃处的地基反力，其次增大F₁的数值。直至下沉后倾斜处于限定范围为止。

(3)进出水量的修正：当出液量V₂远大于进液量V₁时，则表示泥水系统处于超排状态。此时应优先校核底板反力P₁～P₅与自重应力fak的数值，若P₁～P₅远小于fak则表示底板下土体流失过快，则应优先减小出液压力N₂，减少出水系统的抽排量。同时减少车站的下沉速度，即降低F₁～F₃的数值，必要时启动自动锁定装置，让车站停止下沉。待相关系数及指标通过不断的调整处于正常状态后再开启自动锁定装置。

(4)底板反力的判别与调整：车站在正常的下沉过程中，底板反力会处于一个动态的变化状态，这种状态的初始值均通过自动控制模块5在车站下沉前进行了输入。在车站正常下沉时，如果判定指标中的a～d条各项指标均正常，而P₁～P₅出现异常，则表明自重应力初始输入值fak理论值与实际值有差异，可以对fak通过自动控制模块5进行修正。当车站底板反力P₁～P₅出现突然增大的情况，而车站仍然在继续下沉，则应当优先减小F₁～F₃的数值，校核是否是由于千斤顶压力过大导致；其次在减小进液压力N1的数值。

通过自动控制模块5采用上述方式进行判别和修正后，可以实现对车站沉井节在不同地质、不同标高自动化控制，进而实现全自动化的校正、反馈、施工等功能。

优选的方案，泥水控制模块包括第一压力源及第二压力源，所述沉井底板内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道，所述液流通道包括进液通道和出液通道，所述进液通道与所述第一压力源连通，所述出液通道与所述第二压力源连通，所述进液通道和出液通道均设有与所述沉井底板下方的软泥土连通的通道。采用泥水平衡法施工的沉井车站，在下沉过程中，需不断的排出底板下部的泥水，其包括沉井底板及侧壁，沉井底板与所述侧壁围合形成沉井车站，还包括第一压力源及第二压力源，所述沉井底板内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道，所述液流通道包括进液通道和出液通道，所述进液通道与所述第一压力源连通，所述出液通道与所述第二压力源连通，所述进液通道和出液通道均设有与所述沉井底板下方的软泥土连通的通道。其中，沉井底板与侧壁均为混凝土浇筑，可以是分段施工，先浇筑沉井底板，然后再浇筑侧壁。具体地，侧壁还可以分为多节，随着沉井底板的不断下沉，每下沉一段深度，就浇筑一节侧壁，直至完毕。也可以是先将整个沉井车站浇筑成型然后统一下沉。

如图2和图3所示，进水总管201与出水总管301分别贯穿沉井底板1并分别与下面的进水支管202和出水支管302连通，当高压射流从进水支管202射入软泥土并稀释，便可通过出水支管302将稀释后的软泥土排出，进水支管202和出水支管302间隔布置，提高了抽排效率。其中，进水总管201、进水支管202、出水总管301和出水支管302均可以在预制沉井底板1时预埋于相应的位置。进一步地，进水支管202与出水支管302可以根据车站不同的结构形式进行调整，如单柱双跨、双柱三跨、不等距跨度等，以改善底板结构受力。进水支管202及出水支管302上分别设有多个进水孔洞203和多个出水孔洞303。进水支管202与出水支管302安装在沉井底板1的下方，进水支管202上开设有多个进水孔洞203，进水孔洞203的朝向可以是水平方向也可以是竖直向下，不同方向均有，这样可以将不同位置的软泥土同时稀释，加快稀释过程。同理，出水孔洞303也可以是不同方向的布置，以提高抽排效率。进水支管202及出水支管302均通过U型抱箍101固定安装在所述沉井底板1的底面。安装时，先将进水支管202与进水总管201接通，并在衔接处进行打胶密封，然后安装U型抱箍101将进水支管202固定在沉井底板1的底面。出水支管302的安装原理类似。

优选的方案，底板反力监测模块包括至少一个压力盒，所述压力盒固定安装于所述沉降车站的底端下面。通过在底板下预埋相应的压力盒对底板下的压力进行监测的，在本专利中测得的数值用P₁～P₅进行表示。所有监测点的布置数量在本专利中只是示意，具体数量在实际应用中可以进行调整。

优选的方案，所述控制系统还包括自动锁定装置，所述自动锁定装置包括钢绞线、反力支架及卷扬机，所述反向支架上设有定向滑轮，所述钢绞线一端与所述卷扬机连接，另一端绕过所述定向滑轮与所述沉井车站顶端连接。自动锁定装置是为了在非工作状态时让沉井节处于锁定(即竖向位置保持不动)的状态，若在实际过程中出现监控指标出现异常，也可以启动该装置。

本发明还提供了一种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制方法，包括：

S01：实时获取沉井车站下沉过程中的支架反力F、摩阻力f、标高S及底板下方压力P；

S02：根据公式(1)计算下沉系数K_st，若K_st大于1.1，则说明沉井车站下降过快，若K_st小于1.05，则说明沉井车站下降过慢，此时通过调节进出液量以调节下降速率；

K_st＝(F+G)/(f+P) (1)

其中，G为所述沉井车站的自重；

S03：根据公式(2)计算下沉倾斜率，并相应改变所述下沉车站对应位置处的进出液量以调节下沉平稳度；

I＝(S-S’ )/B (2)

其中，S为沉井节一侧的标高，S’为沉井节另一侧的标高，B为沉井节一侧与另一侧的水平距离。

优选地，所述进出液量的判别公式为：

V₂＝n*[V₁+(St₂-St₁)*b*l] (3)

其中，n为出进液调整系数，n＝1～1.1，V₁为进液系统注入的液量，b为沉井车站的宽度，l为沉井车站的纵向长度。

优选地，预设所述沉井车站的底板在不同深度所对应的自重应力理论值fak；

若P<fak，则表示底板下土体流失过快，优先减小出液压力N₂，然后降低支架反力F以降低下沉速率。

具体地，1)建立自动控制模块，将反力架监测模块、侧壁摩阻力监控模块、位移监控模块、泥水控制模块、底板反力监测模块的各项初始值输入至自动控制模块。

2)通过自动控制模块对各项输入指标进行判定并修正后，开始进行沉井节的下沉。3)在各个沉井节下沉过程中调整反力架监测模块中千斤顶的压力，并根据不同的地层调整泥水控制模块中的进液压力N₁和出液压力N₂，同时将位移监测模块中的各项位移指标和底板反力监测模块中的反力监测指标反馈至自动控制模块中。4)根据自动控制模块的判定，对沉井节各个模块的工作状态进行调整，如调整千斤顶压力、进出液压力等。5)在各项指标均满足判定要求的前提下，将沉井节下沉至控制标高，完成沉井车站的施工。

如图1所示，在各沉井节下沉过程中的各个模块之间的信息反馈与控制流程如下：

1、施工准备完成后，在地面浇筑沉井节，启动位移监测模块，采集初始值S₁～S₃；

2、启动反力架监测模块，输入初始值F₁～F₃，启动侧壁阻力监控模块，采集初始值f₁，启动泥水控制模块，输入初始值进液压力N₁及出液压力N₂；启动底板反力监测模块，采集初始值P1～P5；

3、将各个模块的初始值全部输入至自动控制模块；

4、自动控制模块对各项数据进行分析并判定，是否满足要求，若没有达到要求，比如进液压力N₁及出液压力N₂没有达到标定值、底板反力过大/过小或者整体下沉困难等，根据上述异常值反馈调节初始输入值，直到各项数据满足要求；

5、按照各项设定值，开始对沉井节进行下城；

6、下沉过程中调整反力架检测模块中的千斤顶压力F₁～F₃值，根据不同的地层调整泥水控制模块中进液压力N₁及出液压力N₂，同时根据底板反力检测模块监控下沉过程中底板反力P₁～P₅，在下沉过程位移监测模块随时反馈各段时间的位移S₁～S₃，具体地分析如下：

a)下沉速度过快，减小千斤顶压力F₁～F₃值，减小出液压力N₂；

b)下沉速度过慢，若底板反力无明显异常，则增大F₁～F₃值，增大进液压力N₁；

c)下沉速度过慢，若底板反力明显异常，则根据反力异常点的位置调整，调整该位置的泥水控制模块中相应的进液压力N₁及出液压力N₂；

d)出现局部倾斜时，结合底板反力P₁～P₅的大小，调整进液压力N₁及出液压力N₂，并调整F₁～F₃值；

7、下沉过程中各项指标判别均正常，则继续下沉，重复步骤6和7，并根据施工进度和异常突发事件随时开启自动锁定装置；

8、当工程所需的锁定力为零时，所有沉井节均进入到地面以下后，仅开启反力架监测模块和泥水控制模块，直至最后完成车站的下沉。

本发明的有益效果：本发明提供的这种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统及方法，包括沉井车站，还包括侧壁摩阻力监控模块、位移监控模块、泥水控制模块、底板反力监测模块、自动控制模块及反力架监测模块，根据摩阻力f、标高S及压力P实时调节泥水控制模块的进液量V₁、进液压力N₁、出液量V₂以及出液压力N₂以控制沉井车站按照预设速度平稳下沉。该方案可以实现软土地区采用沉井法施工的地下车站自动化施工。流程简单可控，能对沉井车站各阶段的工作状态实现实时监控并及时调整，能在自动化监控的状态下实现自动判定、自动调整，极大的减少了车站下沉过程中的人力、物力的投入，并能有效的提高施工效率，同时能显著的降低工程造价，具备极大的应用价值。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统，包括沉井车站，其特征在于：还包括侧壁摩阻力监控模块、位移监控模块、泥水控制模块、底板反力监测模块及自动控制模块；

所述侧壁摩阻力监控模块用于监测所述沉井车站下沉过程中侧壁受到的摩阻力f；

所述位移监控模块用于监测所述沉井车站下沉过程中的标高S；

所述泥水控制模块用于控制所述沉井车站下沉过程中的下方进液量V₁、进液压力N₁、出液量V₂及出液压力N₂；

所述底板反力监测模块用于实时监测所述沉井车站的底板下方压力P；

所述自动控制模块用于根据所述摩阻力f、标高S及压力P实时调节所述泥水控制模块的进液量V₁、进液压力N₁、出液量V₂以及出液压力N₂以控制所述沉井车站按照预设速度平稳下沉；

所述控制系统还包括反力架监测模块，所述反力架监测模块包括横梁支架及用于检测所述横梁支架反力的应力传感器，所述横梁支架上设有千斤顶，所述千斤顶的顶杆抵靠于所述沉井车站的顶端，所述应力传感器与所述自动控制模块电连接；

所述控制系统还包括自动锁定装置，所述自动锁定装置包括钢绞线、反力支架及卷扬机，所述反力支架上设有定向滑轮，所述钢绞线一端与所述卷扬机连接，另一端绕过所述定向滑轮与所述沉井车站顶端连接。

2.根据权利要求1所述的软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统，其特征在于：所述沉井车站包括由下至上依次密封连接的刃脚节、站台节及站厅节。

3.根据权利要求1所述的软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统，其特征在于：所述位移监控模块包括安装于所述沉井车站上的位移传感器，所述位移传感器为感应同步器、光栅、容栅或磁栅。

4.根据权利要求1所述的软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统，其特征在于：所述泥水控制模块包括第一压力源及第二压力源，所述沉井底板内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道，所述液流通道包括进液通道和出液通道，所述进液通道与所述第一压力源连通，所述出液通道与所述第二压力源连通，所述进液通道和出液通道均设有与所述沉井底板下方的软泥土连通的通道。

5.根据权利要求1所述的软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统，其特征在于：所述底板反力监测模块包括至少一个压力盒，所述压力盒固定安装于所述沉井车站的底板下面。

6.一种采用如权利要求1-5任一项所述的软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制系统的软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制方法，其特征在于，包括：

S01：实时获取沉井车站下沉过程中的支架反力F、摩阻力f、标高S及底板下方压力P；

S02：根据公式(1)计算下沉系数K_st，若K_st大于1.1，则说明沉井车站下降过快，若K_st小于1.05，则说明沉井车站下降过慢，此时通过调节进出液量以调节下降速率；

K_st＝(F+G)/(f+P) (1)

其中，G为所述沉井车站的各沉井节自重之和；

S03：根据公式(2)计算下沉倾斜率，并相应改变所述下沉车站对应位置处的进出液量以调节下沉平稳度；

I＝(S-S’ )/B (2)

其中，S为沉井节一侧的标高，S’为沉井节另一侧的标高，B为沉井节一侧与另一侧的水平距离。

7.根据权利要求6所述的软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制方法，其特征在于，所述进出液量的判别公式为：

V₂＝n*[V₁+(St₂-St₁)*b*l] (3)

其中，n为出进液调整系数，n＝1～1.1，V₁为进液系统注入的液量，b为沉井车站的宽度，l为沉井车站的纵向长度，其中S_t1、S_t2为t₁、t₂时间点时沉井节相应的标高。

8.根据权利要求6所述的软土地区泥水平衡沉井车站自动化控制方法，其特征在于：预设所述沉井车站的底板在不同深度所对应的自重应力理论值fak；

若P<fak，则表示底板下土体流失过快，优先减小出液压力N₂，然后降低支架反力F以降低下沉速率。