土压式盾构如何控制？ 盾构机土压力设定： 1、主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力，一般状况下为一倍盾径的上覆土压力，比如6米直径的盾构机，主动土压一般为0.6mpa 2、静止土压是开挖面不变形的最理想土压，一般为盾构机埋深的上覆土压力，比如6米直径的盾构机在埋深10米的地层掘进，静止土压一般为1mpa 盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推动边对土壤进行挖掘该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受四周土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行 土压平衡式盾构机控制原理与参数设置随着地下空间的开发，盾构技术已广泛地应用于地铁、隧道、市政管道等工程领域 在我国的各项施工中，盾构机的种类越来越多，其中土压平衡式盾构机在上海、南京、广州等地铁施工中有着较为出色的表现，笔者以日本小松公司Φ6340盾构机为例，结合施工中的一点经验与理解，对其控制原理和参数设置等做简要总结 控制原理 土压平衡式盾构机的土压控制是PID自动调节控制，切削刀盘切下的弃土进入土仓，形成土压，土压超过预先设定值时，土仓门打开，部分弃土通过螺旋机排出土仓，从而保持土仓内土压平衡，土仓内的土压反作用于挖掘面，防止地层的坍塌。
土压的平衡控制是通过装在盾构机土仓隔壁上的土压计对掘进中的土压进行实时监视，土压计监测到的数值传送到PLC,PLC计算出测量值与设定值之间的差值E，通过PID控制，自动调整螺旋机转速，使E值趋向于零，当E值大于零时，PLC发出指令，增加螺旋机转速，提升出土量直至土仓内土压重新达到新的平衡状态，反之当E值小于零时，PLC 会降低螺旋机转速，以减少偏差以保持土仓内土压平衡，使盾构机正常掘进 主要参数 抽样周期：PID 演算处理的时间间隔，周期越短，动作越连续，但增加了单位时间的处理次数，因此PID以外的控制变慢，不需要细小变动时，可延长周期 过滤系数：用来除去输入模拟值上的高频成分，数值越大，则过滤效果越强，系统反应也就越迟钝 比例常数P：为了提升系统灵敏度，使土压保持在一定范围，把计测值与设定值的差值E 乘以一个系数，所得结果再与目标值相比较，这个系数就是比例常数P,P 值越大，调控效果越好 积分时间I：系统引入比例常数后，PLC调控螺旋机的输出操作量mv=P*E， 也就是偏差被扩展了P倍，这样当系统产生偏差时，可能会使螺旋机转速突然增大或减小了许多，形成超调现象，于是又反过来调整，这就引起螺旋机转速忽大忽小，形成振荡。
为了消除振荡，引入积分环节，使操作量mv 在积分时间内逐渐完成，即螺旋机转速平稳变化，直到消除偏差积分时间越小，调控效果越好 微分时间：依据偏差变化率de/dt 的大小，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短了调节时间，可以克服因积分时间太长而使恢复滞后的缺点 参数设定 参数设置分为两步，第一步是在设备组装完毕，无负荷的状态下进行的一次调试，第二步是在掘进开始，土层稳定后，依据土层状况和操作习惯进行的微调 1、无负荷调试 〔1〕比例系数P，首先不执行 I和D,I调至数值上限，D设定为 0，这样系统只执行比例动作P，变动土压目标值，制造约0.01 - 0.03Mpa 的系统偏差，接下来逐渐增大 P 值，使螺旋机转速逐渐增大，当 P 值上升到一定值时，螺旋机的旋转速度会出现大幅度地反复升降，即系统形成振荡，我们把出现振荡时P 值的 85% - 90% 设定为系统的比例系数 〔2〕积分时间I，比例系数确定后，调节积分时间I，变动土压目标值，制造一个系统偏差，观察螺旋机回转速度以怎样的速度变化，继续加一定的偏差时，系统向偏差减小的方向增加或减小操作量，操作量的变化程度随积分时间I的变化而变化，此时可以依据操作人员的操作习惯来确定积分时间，一般来说，I在数值上为P值的70% 左右。
〔3〕微分时间D，在盾构机PID 控制中，管理对象是土仓内的土压，如果掘进速度一定，则土压与切削土量减排土量之差的时间累积成正比，另一方面，系统的控制对象是螺旋机转速，而螺旋机转速同单位时间的排土量成正比，这样从系统输入来看，系统的输出是以时间微分的形式使用，所以盾构机PID控制中可以不执行微分动作，把D值设置为0 2、土层掘进时的调整 〔1〕过滤系数，进入土层后，如果腔内土压、螺旋机的输入信号在短周期内大幅振荡的话，可以慢慢增大过滤系数，在短周期内如果再次出现小的振荡，不需要再增大过滤系数，即使在长周期内出现较大幅度的振荡，也只需略微增大过滤系数 〔2〕比例系数P，掘进中，把I值和D值固定，按每次0.5%的幅度调节P值，P值一变，控制整体的增益就发生变化，相关于同一土压偏差的操作量的大小也发生变化，观察螺旋机转速变化量，直到满意即可固定P值 〔3〕积分时间I，与积分时间相对应的是操作量增减时的梯度，掘进中对现有I值不满意可以调整，固定P值和D值，如果希望操作量增加更快时，减小I值，反之增大I值，每次增减的幅度以1-3秒为宜，如果I值过小，可能会引起振荡，调整时注意掌握 〔4〕微分时间，原则上，土压平衡式盾构机不需要设置微分时间，但有些大口径盾构机对偏差反应会比较迟钝，这种状况下，使用微分环节，可以改善盾构机对偏差的初始反应，但D 值限于2ms 之间。
常见问题 在盾构机各参数设定完毕，正常掘进以后，常见故障往往出现在外围设备之中，现简要说明设备各主要环节及常见故障处理 1、刀盘电机，刀盘电机即驱动刀盘所用电机，单机功率一般在55KW左右，最常见的控制方式为PLC控制变频器，变频器拖动电动机，这一环节最易出现故障的就是变频器变频器在布线时应合计以下两点： ——变频器如果要长电缆运3.盾构法中,土压式或泥水式盾构,如何保证土压仓或泥水仓压力朝向前 1、盾构法施工按开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构可分为土压式盾构〔常用泥土压式〕和泥水式盾构两种 2、这两种仓内压力，并不是你所说的“……各方向都有且抵消的就像一个装满水的密封箱子，抵消后总外力为零，箱子静止不动……〞 3、盾构设备极像一个活塞系统，始发时，通常在始发工作井内拼装临时管片，作为临时支撑和反力架，机体后面支撑与临时反力架上，掘进刀盘在掘进时，刀盘“吃〞进盾构土体，“箱〞内因有泥土〔或泥水〕压力而使得刀口继续向着待掘进方向挤压过去 4、始发结束后，要拆掉临时管片、临时支撑和反力架，将后续台车移入隧道内，此后的正常掘进反力，由衬砌与四周地层的摩擦阻力承当 盾构系统的施工过程比较复杂，仅凭几句话恐怕一下子很难说清楚，最好找一个适当的机会到现场看一下，才能有一个比较直观的了解。
看来你是对盾构机一点都不了解呀！不管是土压还是泥水盾构在换刀时我们都会找些地层条件较好的地段作业 一般换刀土仓基本是保持空仓换刀得因为要有做够的空间一般状况可以实施加气，保持气压平衡 那么作业人员必需要经过专门的训练能够适应带压作业的人员进行换刀，至于掘进时一般有出土的速度和推动速度达到一个平衡来控制土压平衡的油缸即使我们经常说的千斤顶那是起推力作用一边顶着管片一边前进的 掘进速度也是由千斤顶给的力度和刀盘转速出土速度综合控制的希望我的答案能对你有所帮助 如果你多给点分或许我会说的更加具体点 原理：土压平衡盾构在掘进过程中，随着刀盘不断切削岩土，在沿圆周布置的液压千斤顶推力下，盾构机不断向前推动当盾构机向前推动一个管片的长度〔沿洞轴向〕时，便可以用管片拼装机将假设干管片依从下而上的顺序拼装成环渣土经由有轨电瓶机车运至洞外 在应用土压平衡式盾构施工技术的过程中，应该尽量保证土仓压力和开挖面土压力之间的平衡性同时，土压平衡式盾构施工技术在应用的过程中主要适用的是打到盘旋转切削的方法，并将挖出的土砂直接存储到密封的土仓之中，最后由螺旋式输送机将土砂直接运送到盾构的后方 因此，在具体的施工过程中，为了能够更好确实保土压力平衡，便需要合理调控刀盘、螺旋机和掘进的速度，以便能够更好的管控切削的土量和出土量。
扩展资料 土压平衡盾构施工的优点及安全风险点 优点： (1)不受地面气候等条件的影响；〔2〕自动化、智能化和施工远程信息化程度高，掘进进度快，施工劳作强度低； (3)对地面环境影响小 安全风险点： (1)穿越地质复杂地段，易发生地表的沉陷事故； (2)盾构施工水平运输与垂直运输存在交叉作业，交叉作业区易发生安全事故； (3)市区内施工，盾构施工安全管控要求较高，下穿建筑物、道路或地下管线地段，易造成墙体开裂，建筑物地基和路面沉陷，管线破裂等安全事故 参照资料来源：百度百科-土压平衡盾构。