一種下穿既有線路箱涵同步頂進系統及頂進方法技術方案

一種下穿既有線路箱涵同步頂進系統，設置有沿頂推方向排成一列的多組千斤頂群組，減少在后背墻與千斤頂群組之間增加墊塊的頻次，減小頂推誤差；降低對千斤頂的活塞桿行程的要求，擴大設備的適用范圍。本發明專利技術的同步頂推方法通過控制器控制各千斤頂所連接的換向閥的換向時間沿著箱涵位移小至位移大的方向依次增加從而達到在同步頂推調節過程中，沿著箱涵位移大至位移小的方向各千斤頂的頂推力遞增，本發明專利技術的每一個千斤頂都有中止動作，使得本發明專利技術中每一個千斤頂都可以獨立精確控制，也使得同步調節過程可根據需要細分成多個小行程，調節過程更加精確可控，達到合理調整與實時糾偏的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及地道頂進施工設備，特別的，涉及一種下穿既有線路箱涵同步頂進系統及頂進方法。
技術介紹
下穿既有線路的箱涵多采用頂進方法施工，頂進施工流程為：①開挖工作坑、澆筑滑板→②在滑板上預制箱涵體→③修筑后背墻、既有路線加固→④安裝千斤頂設備、頂進箱涵→⑤完成一個頂進行程后，在空擋處放置頂柱→⑥循環進行、直至頂進就位。頂進方法施工可減少對既有線路的擾動，不中斷既有線路運營，具有方法簡便、安全可靠的優點。《城鎮地道橋頂進施工及驗收規程CJJ74-99》規定，箱涵的頂進容許中線偏差為：一端頂進時為±200mm，兩端頂進時為±100mm。因此，為防止過大的中線偏差，需要加強觀測，認真預防，及時糾偏。但在實際施工過程中，受到箱涵斜角角度、既有線路下土層性質、頂進工藝等因素相互影響，時常出現偏離設計中線的橫向偏位等問題，若不加處理，會造成如下不良影響：(1)箱涵橫向偏位過大導致一側切土量超挖，一側欠挖。即便能通過糾偏扶正，在超挖一側會形成大面積空洞引起既有線路額外沉降，嚴重時造成路線頂面開裂。(2)橫向偏位過大后，糾偏會導致箱涵前端切土設備(盾構機、刃角)一側局部受力過大，產生非正常變形引起箱涵主體混凝土破壞。(3)一旦偏位超限，糾偏難度大，強制糾偏引起箱涵橋體及前端切土設備產生非彈性變形和裂紋，危害巨大，若不采取任何措施，則箱涵隨著頂進長度的增加，偏離設計中軸線越來越嚴重，無法與互通線路接順。(4)既有頂進設備由液壓系統和頂力系統兩大部分組成，該頂進設備通過油壓表讀數換算為頂力數據、通過人工測讀千斤頂位移數據，誤差較大。橫向偏位依靠人工監控測量，一旦箱涵分節數量多、節間長度大，對測量人員的責任心和專業水平是個巨大考驗，且人工測量效率低、頻次低，無法及時掌控箱涵的中線偏差情況。(5)斜角箱涵切土頂進后，由于左右兩側切入土中長度不同而形成力偶，迫使箱涵沿著銳角一側橫向偏位，而且隨著吃土深度增加不得不對左右兩側頂鎬位置進行調整，但既有頂進設備無法實時采集各千斤頂頂力、位移等數據，現有技術條件下，頂鎬基本以箱涵中心線對稱布置或者不對稱布置，頂鎬位置調整比較盲目，調整往往達不到合理要求。中國專利200510111406.8公開了一種計算機同步推進方法與裝置，其采用計算機控制液壓系統操縱千斤頂組群完成箱涵的同步頂進，該方案只提到通過在箱涵左右兩側安裝位移傳感器用于得到箱涵左右兩側的位移，位移大的，減小位移大的一側的油缸速度，位移小的，則增加位移小的一側的油缸速度，該方案中并沒有公開具體詳細的油缸同步調節方式與過程。綜上所述，在下穿既有線路箱涵中，控制橫向偏位非常重要，但現有技術條件下雖能實現位移同步，但在位移同步調節過程中不能“合理調整”與“實時糾偏”，箱涵易產生較大橫向偏位，因此，需要一種方案來解決這個問題。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種下穿既有線路箱涵同步頂進系統及頂進方法，以解決
技術介紹
中提出的問題。一種下穿既有線路箱涵同步頂進系統，包括沿箱涵頂進方向設置的用于頂推箱涵的千斤頂群組，所述千斤頂群組的數量為一組或多組，且每組所述千斤頂群組包括分別設置于箱涵左右兩邊的左千斤頂與右千斤頂，每組所述千斤頂群組還包括設置在左千斤頂與右千斤頂之間的1臺或多臺中間千斤頂，左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂沿箱涵橫向方向排成一排且相鄰兩千斤頂之間沿箱涵橫向方向設置有間距；左千斤頂與右千斤頂上分別設置有用于檢測箱涵左右兩邊在頂進過程中所發生的位移的左位移傳感器與右位移傳感器；每組千斤頂群組所包括的左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂均由同一個油泵或同一組油泵供油，且所述左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂的頂推油腔與回縮油腔之間均連接有用于使千斤頂在頂推行程、回縮行程與中止行程三者之間切換的換向閥，其中頂推行程、回縮行程與中止行程分別對應換向閥的頂推位、回縮位與中止位；左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂均設置有用于檢測該千斤頂頂推壓力的壓力傳感器；所述千斤頂群組還設置有控制器，所述左位移傳感器、右位移傳感器、換向閥及壓力傳感器均由控制器電連接控制；所述左位移傳感器與右位移傳感器用于分別向控制器反饋箱涵左邊的位移與箱涵右邊的位移，所述換向閥在頂推位、回縮位與中止位之間的切換由控制器控制；所述壓力傳感器用于實時采集千斤頂的頂推力值并反饋至控制器，使得控制器可基于千斤頂的頂推力值實時向各換向閥發送切換位置的指令，使得各千斤頂的頂推力可以通過控制換向閥的換向時間來控制，進而實時糾正箱涵在頂進方向左右兩側的位移差(即箱涵的橫向偏位)；所述控制器用于在左位移傳感器與右位移傳感器反饋的位移差不等于0時，先通過各換向閥將全部千斤頂切換至中止行程，再將除位移大的一邊的左千斤頂或右千斤頂之外的其他各千斤頂換回至頂推行程，再通過沿位移大至位移小的方向依次先后將處于頂推行程中的各千斤頂切換至中止行程，即使得位移大的一邊的左千斤頂或右千斤頂暫停頂推，其他各千斤頂繼續頂推并沿位移大至位移小的方向依次先后切換至中止行程而依次先后暫停頂推；所述控制器控制其他各千斤頂經歷一個或多個依次先后暫停頂推的循環過程后，最終使箱涵左邊位移與右邊位移相等而達到使箱涵左右兩邊同步的目的。進一步的，各千斤頂所連接的換向閥與其頂推油腔之間均連接有防止頂推油腔回油過快的液控單向閥，各液控單向閥的控制油口與各液控單向閥對應的千斤頂的回縮油腔連通。進一步的，各千斤頂所連接的換向閥與其頂推油腔之間連接有用于增大頂推油腔進油流量及減小頂推油腔回油流量的流量控制閥，流量控制閥由其對應的控制器電連接控制。進一步的，所述同步頂進系統設有多組千斤頂群組，各組千斤頂群組沿頂推方向排成一列，相鄰兩組千斤頂群組之間夾設有墊塊。進一步的，各組千斤頂群組所設置的控制器分別設置有用于在各組千斤頂群組之間進行信息傳遞的無線通信模塊。進一步的，所述控制器連接有用于顯示各千斤頂信息參數的觸控屏，顯示的信息參數包括各壓力傳感器反饋的壓力數值及位移傳感器反饋的位移數值。進一步的，所述壓力傳感器為與各千斤頂頂推油腔連通的油壓傳感器和/或設置在各千斤頂底座一端端部或頂推端端部的力傳感器。根據所述下穿既有線路箱涵同步頂進系統，本專利技術還提供了一種下穿既有線路箱涵同步頂進方法，包括以下步驟：1)控制器接收左位移傳感器與右位移傳感器反饋的箱涵左邊位移與箱涵右邊位移；2)當箱涵左邊位移與箱涵右邊位移之間的差值不等于0時，控制器通過各換向閥將全部千斤頂切換至中止行程；3)控制器通過換向閥將除位移大的一邊的左千斤頂或右千斤頂之外的其他各千斤頂換回至頂推行程；4)當位移小的一邊的左位移傳感器或右位移傳感器反饋的位移在步驟1反饋的值的基礎上有所增加時，控制器通過壓力傳感器采集位移小的一邊的左千斤頂或右千斤頂的頂推力值并存儲為推力嘗試值Fi，控制器還采集位移大的一邊的右千斤頂或左千斤頂的頂推力值并存儲為推力基準值Gi；5)控制器根據推力嘗試值Fi為各中間千斤頂分配目標頂推力值，各中間千斤頂的目標頂推力值Tn均小于Fi，且沿位移小至位移大的方向(第n個中間千斤頂的目標頂推力值記為Tn)，各中間千斤頂的目標頂推力值Tn以Fi為基礎依次遞減，遞減幅度ΔT＝(Fi-Gi)/(N+1)，其中N為中間千斤頂的總臺數；6)沿著位移大至位移小的方向，由本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種下穿既有線路箱涵同步頂進系統，其特征在于，包括沿箱涵頂進方向設置的用于頂推箱涵的千斤頂群組，所述千斤頂群組的數量為一組或多組，且每組所述千斤頂群組包括分別設置于箱涵左右兩邊的左千斤頂與右千斤頂，每組所述千斤頂群組還包括設置在左千斤頂與右千斤頂之間的1臺或多臺中間千斤頂，左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂沿箱涵橫向方向排成一排且相鄰兩千斤頂之間沿箱涵橫向方向設置有間距；左千斤頂與右千斤頂上分別設置有用于檢測箱涵左右兩邊在頂進過程中所發生的位移的左位移傳感器與右位移傳感器；每組千斤頂群組所包括的左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂均由同一個油泵或同一組油泵供油，且所述左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂的頂推油腔與回縮油腔之間均連接有用于使千斤頂在頂推行程、回縮行程與中止行程三者之間切換的換向閥，其中頂推行程、回縮行程與中止行程分別對應換向閥的頂推位、回縮位與中止位；左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂均設置有用于檢測該千斤頂頂推壓力的壓力傳感器；所述千斤頂群組還設置有控制器，所述左位移傳感器、右位移傳感器、換向閥及壓力傳感器均由控制器電連接控制；所述左位移傳感器與右位移傳感器用于分別向控制器反饋箱涵左邊的位移與箱涵右邊的位移，所述換向閥在頂推位、回縮位與中止位之間的切換由控制器控制；所述壓力傳感器用于實時采集千斤頂的頂推力值并反饋至控制器，使得控制器可基于千斤頂的頂推力值實時向各換向閥發送切換位置的指令，使得各千斤頂的頂推力可以通過控制換向閥的換向時間來控制，進而實時糾正箱涵在頂進方向左右兩側的位移差；所述控制器用于在左位移傳感器與右位移傳感器反饋的位移差不等于0時，先通過各換向閥將全部千斤頂切換至中止行程，再將除位移大的一邊的左千斤頂或右千斤頂之外的其他各千斤頂換回至頂推行程，再通過沿位移大至位移小的方向依次先后將處于頂推行程中的各千斤頂切換至中止行程，即使得位移大的一邊的左千斤頂或右千斤頂暫停頂推，其他各千斤頂繼續頂推并沿位移大至位移小的方向依次先后切換至中止行程而依次先后暫停頂推；所述控制器控制其他各千斤頂經歷一個或多個依次先后暫停頂推的循環過程后，最終使箱涵左邊位移與右邊位移相等而達到使箱涵左右兩邊同步的目的。...

【技術特征摘要】
1.一種下穿既有線路箱涵同步頂進系統，其特征在于，包括沿箱涵頂進方向設置的用于頂推箱涵的千斤頂群組，所述千斤頂群組的數量為一組或多組，且每組所述千斤頂群組包括分別設置于箱涵左右兩邊的左千斤頂與右千斤頂，每組所述千斤頂群組還包括設置在左千斤頂與右千斤頂之間的1臺或多臺中間千斤頂，左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂沿箱涵橫向方向排成一排且相鄰兩千斤頂之間沿箱涵橫向方向設置有間距；左千斤頂與右千斤頂上分別設置有用于檢測箱涵左右兩邊在頂進過程中所發生的位移的左位移傳感器與右位移傳感器；每組千斤頂群組所包括的左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂均由同一個油泵或同一組油泵供油，且所述左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂的頂推油腔與回縮油腔之間均連接有用于使千斤頂在頂推行程、回縮行程與中止行程三者之間切換的換向閥，其中頂推行程、回縮行程與中止行程分別對應換向閥的頂推位、回縮位與中止位；左千斤頂、右千斤頂與各中間千斤頂均設置有用于檢測該千斤頂頂推壓力的壓力傳感器；所述千斤頂群組還設置有控制器，所述左位移傳感器、右位移傳感器、換向閥及壓力傳感器均由控制器電連接控制；所述左位移傳感器與右位移傳感器用于分別向控制器反饋箱涵左邊的位移與箱涵右邊的位移，所述換向閥在頂推位、回縮位與中止位之間的切換由控制器控制；所述壓力傳感器用于實時采集千斤頂的頂推力值并反饋至控制器，使得控制器可基于千斤頂的頂推力值實時向各換向閥發送切換位置的指令，使得各千斤頂的頂推力可以通過控制換向閥的換向時間來控制，進而實時糾正箱涵在頂進方向左右兩側的位移差；所述控制器用于在左位移傳感器與右位移傳感器反饋的位移差不等于0時，先通過各換向閥將全部千斤頂切換至中止行程，再將除位移大的一邊的左千斤頂或右千斤頂之外的其他各千斤頂換回至頂推行程，再通過沿位移大至位移小的方向依次先后將處于頂推行程中的各千斤頂切換至中止行程，即使得位移大的一邊的左千斤頂或右千斤頂暫停頂推，其他各千斤頂繼續頂推并沿位移大至位移小的方向依次先后切換至中止行程而依次先后暫停頂推；所述控制器控制其他各千斤頂經歷一個或多個依次先后暫停頂推的循環過程后，最終使箱涵左邊位移與右邊位移相等而達到使箱涵左右兩邊同步的目的。2.根據權利要求1所述的一種下穿既有線路箱涵同步頂進系統，其特征在于，各千斤頂所連接的換向閥與其頂推油腔之間均連接有防止頂推油腔回油過快的液控單向閥，各液控單向閥的控制油口與各液控單向閥對應的千斤頂的回縮油腔連通。3.根據權利要求1所述的一種下穿既有線路箱涵同步頂進系統，其特征在于，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁曉東，周怡孝，左雁，熊用，任協平，劉妙群，
申請(專利權)人：湖南聯智橋隧技術有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43