本發(fā)明涉及盾構(gòu)施工領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)城市地鐵建設(shè)的興起，盾構(gòu)法隧道施工已經(jīng)成為地鐵隧道施工首選，國(guó)內(nèi)也正在大力倡導(dǎo)本施工方法，尤其是在全斷面無水沙層地況中盾構(gòu)法施工優(yōu)勢(shì)更為明顯。在全斷面無水沙層盾構(gòu)施工過程中，為了控制施工過程中產(chǎn)生渣土的流塑性，及減少盾構(gòu)刀盤的磨損，施工人員需要配制膨潤(rùn)土漿液。目前膨潤(rùn)土漿液的制備大多采用人工攪拌配制的方式，由于人工操作的局限性，無法很好的控制膨潤(rùn)土漿液的配比質(zhì)量和漿液產(chǎn)量，既影響盾構(gòu)渣土改良的質(zhì)量，也不能完全保證施工中膨潤(rùn)土漿液的供應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)全斷面無水沙層盾構(gòu)施工中膨潤(rùn)土漿液的配比和產(chǎn)量控制，解決人工配制膨潤(rùn)土漿液所帶來的漿液質(zhì)量不穩(wěn)定，漿液產(chǎn)量無法保證的問題，同時(shí)能夠提高盾構(gòu)渣土的流塑性，減少盾構(gòu)刀盤的磨損程度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)，包括用于對(duì)攪拌罐液位進(jìn)行檢測(cè)并根據(jù)所述攪拌罐低中高三種液位輸出不同信號(hào)的液位檢測(cè)模塊、為所述液位檢測(cè)模塊供電的電源模塊和用于根據(jù)所述液位檢測(cè)模塊輸出的不同信號(hào)控制所述攪拌罐工作狀態(tài)的繼電器控制模塊，所述液位檢測(cè)模塊和所述繼電器控制模塊相連接，所述液位檢測(cè)模塊包括金屬液位計(jì)連接子模塊、高液位檢測(cè)子模塊和中低液位檢測(cè)子模塊。優(yōu)選的，所述電源模塊通過變壓器TR1將220伏交流電轉(zhuǎn)換為15伏后與橋式整流電路連接，所述橋式整流電路的輸出端經(jīng)由濾波電容C1后與7812穩(wěn)壓器U1連接，所述7812穩(wěn)壓器U1的輸出端與所述液位檢測(cè)模塊連接。優(yōu)選的，所述7812穩(wěn)壓器U1的輸出端分別與所述高液位檢測(cè)子模塊和所述中低液位檢測(cè)子模塊相連接，所述金屬液位計(jì)連接子模塊通過連接器J1與所述高液位檢測(cè)子模塊和所述中低液位檢測(cè)子模塊相連接，所述高液位檢測(cè)子模塊中繼電器線圈K1與NE555N時(shí)基集成電路U2相連接，所述中低液位檢測(cè)子模塊中繼電器線圈K2與NE555N時(shí)基集成電路U3相連接。優(yōu)選的，所述繼電器控制模塊中放漿電磁閥Y2與時(shí)間繼電器KT1相連。優(yōu)選的，所述繼電器控制模塊中設(shè)有蜂鳴器LS1。優(yōu)選的，所述繼電器控制模塊中設(shè)有開關(guān)閥Q1、開關(guān)閥Q2、開關(guān)閥Q3和開關(guān)閥Q4。本發(fā)明還提供了一種用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制方法，包括：液位檢測(cè)模塊對(duì)攪拌罐液位進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)到所述攪拌罐未處于低液位狀態(tài)，對(duì)所述攪拌罐進(jìn)行放漿操作直至所述攪拌罐處于低液位狀態(tài)；如果檢測(cè)到所述攪拌罐處于低液位狀態(tài)，對(duì)所述攪拌罐進(jìn)行注水操作直至所述攪拌罐處于中液位狀態(tài)并響鈴；向所述攪拌罐中加入定量膨潤(rùn)土并進(jìn)行攪拌操作同時(shí)繼續(xù)注水至所述攪拌罐處于高液位狀態(tài)；對(duì)所述攪拌罐進(jìn)行攪拌操作，然后進(jìn)行放漿操作至所述攪拌罐處于低液位狀態(tài)。優(yōu)選的，如果檢測(cè)到所述攪拌罐處于低液位狀態(tài)，對(duì)所述攪拌罐進(jìn)行延時(shí)放漿操作后，對(duì)所述攪拌罐進(jìn)行注水操作直至所述攪拌罐處于中液位狀態(tài)并響鈴。因此，本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)的用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)全斷面無水沙層盾構(gòu)施工中膨潤(rùn)土漿液的配比和產(chǎn)量控制，解決人工配制膨潤(rùn)土漿液所帶來的漿液質(zhì)量不穩(wěn)定，漿液產(chǎn)量無法保證的問題，同時(shí)能夠提高盾構(gòu)渣土的流塑性，減少盾構(gòu)刀盤的磨損程度。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。附圖說明圖1為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例中所述液位檢測(cè)模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例中所述繼電器控制模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例的工作程序示意圖；圖6為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制方法實(shí)施例的流程圖。具體實(shí)施方式用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例圖1為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，包括用于對(duì)攪拌罐5液位進(jìn)行檢測(cè)并根據(jù)所述攪拌罐5低中高三種液位輸出不同信號(hào)的液位檢測(cè)模塊1、為液位檢測(cè)模塊1供電的電源模塊2和用于根據(jù)液位檢測(cè)模塊1輸出的不同信號(hào)控制攪拌罐5工作狀態(tài)的繼電器控制模塊3，液位檢測(cè)模塊1和繼電器控制模塊3相連接，液位檢測(cè)模塊1包括金屬液位計(jì)連接子模塊11、中低液位檢測(cè)子模塊12和高液位檢測(cè)子模塊13。本實(shí)施例通過液位檢測(cè)模塊1對(duì)攪拌罐5液面進(jìn)行檢測(cè)，然后根據(jù)高中低三種不同的液面情況發(fā)出不同的信號(hào)來控制攪拌罐5工作狀態(tài)，低液面時(shí)進(jìn)行注水操作，中液面時(shí)發(fā)出蜂鳴聲使工人加入定量膨潤(rùn)土，這里的定量是指根據(jù)液面高度按照一定的配比所得出的應(yīng)該加入的膨潤(rùn)土的量，然后延時(shí)攪拌至高液面時(shí)停止注水，延時(shí)攪拌后進(jìn)行放漿操作，由于所有過程均有機(jī)械自動(dòng)完成，解決了人工配制膨潤(rùn)土漿液所帶來的漿液質(zhì)量不穩(wěn)定，漿液產(chǎn)量無法保證的問題，因此，本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)的用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)，通過膨潤(rùn)土漿液液位檢測(cè)、加水量控制、漿液攪拌控制、漿液放出控制條件實(shí)現(xiàn)膨潤(rùn)土漿液的快速制備，實(shí)現(xiàn)了全斷面無水沙層盾構(gòu)施工中膨潤(rùn)土漿液的配比和產(chǎn)量控制，控制膨潤(rùn)土漿液的配比后就能夠提高盾構(gòu)渣土的流塑性，減少盾構(gòu)刀盤的磨損程度。圖2為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，電源模塊2通過變壓器TR1將220伏交流電轉(zhuǎn)換為15伏后與橋式整流電路連接，所述橋式整流電路的輸出端經(jīng)由濾波電容C1后與7812穩(wěn)壓器U1連接，所述7812穩(wěn)壓器U1的輸出端與液位檢測(cè)模塊1連接，從而為液位檢測(cè)模塊1提供直流穩(wěn)壓電源。所述7812穩(wěn)壓器U1的輸出端分別與高液位檢測(cè)子模塊13和中低液位檢測(cè)子模塊12相連接，金屬液位計(jì)連接子模塊11與設(shè)置在攪拌罐5頂部的金屬液位計(jì)相連，并通過連接器J1與高液位檢測(cè)子模塊13和中低液位檢測(cè)子模塊12相連接。高液位檢測(cè)子模塊13中繼電器線圈K1與NE555N時(shí)基集成電路U2相連接，中低液位檢測(cè)子模塊中繼電器線圈K2與NE555N時(shí)基集成電路U3相連接。圖3為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例中所述繼電器控制模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，繼電器控制模塊3中放漿電磁閥Y2與時(shí)間繼電器KT1相連，繼電器控制模塊3中設(shè)有蜂鳴器LS1。繼電器控制模塊3中設(shè)有開關(guān)閥Q1、開關(guān)閥Q2、開關(guān)閥Q3和開關(guān)閥Q4，在系統(tǒng)工作過程中，如果自動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，通過調(diào)節(jié)開關(guān)閥Q1、開關(guān)閥Q2、開關(guān)閥Q3和開關(guān)閥Q4，可將本實(shí)施例切換到手動(dòng)工作模式，以便在不影響生產(chǎn)的情況下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維修和保養(yǎng)，例如如果繼電器或傳感器損壞等原因?qū)е伦詣?dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，本實(shí)施例可以斷開開關(guān)閥Q4，轉(zhuǎn)入到手動(dòng)控制，此時(shí)用開關(guān)閥Q1、開關(guān)閥Q2、和開關(guān)閥Q3分別實(shí)現(xiàn)對(duì)注水電磁閥、攪拌電機(jī)、放漿電磁閥的啟閉控制，以便于系統(tǒng)檢修以及不影響膨潤(rùn)土漿液的生產(chǎn)。圖4為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，金屬液位計(jì)4安裝在攪拌罐5頂部，通過金屬液位計(jì)連接子模塊11的連接器J1與高液位檢測(cè)子模塊13和中低液位檢測(cè)子模塊12相連接，其深入攪拌罐5內(nèi)部的深度可調(diào)整，通過調(diào)節(jié)其內(nèi)部金屬桿的高度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的調(diào)整，控制攪拌罐5的液位，在加入的膨潤(rùn)土的量一定的情況下就能實(shí)現(xiàn)膨潤(rùn)土漿液配比控制，工人通過加料口7加入定量膨潤(rùn)土，攪拌電機(jī)6在繼電器控制模塊3的控制下對(duì)攪拌罐5進(jìn)行攪拌。若因工藝需求而使膨潤(rùn)土漿液的配比發(fā)生改變，則可根據(jù)膨潤(rùn)土漿液的配比來計(jì)算調(diào)整液位計(jì)的金屬桿深入攪拌罐5內(nèi)的長(zhǎng)度來控制罐內(nèi)的最高液位，如果膨潤(rùn)土的加入量是一定的，改變最高液位就會(huì)改變膨潤(rùn)土漿液的配比。圖5為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)實(shí)施例的工作程序示意圖，下面結(jié)合圖5對(duì)本實(shí)施例的工作過程進(jìn)行進(jìn)一步描述。首先，接通電源，220伏交流電經(jīng)過變壓器、橋式整流電路、濾波電容、7812穩(wěn)壓后，得到12V的穩(wěn)壓電源，以此作為液位檢測(cè)模塊1的工作電源，制漿系統(tǒng)調(diào)試完成后，按下啟動(dòng)按鈕，制漿系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)得電自鎖，液位檢測(cè)模塊1對(duì)攪拌罐5的液位進(jìn)行檢測(cè)。金屬液位計(jì)根據(jù)設(shè)定好的高度以水作為導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)相應(yīng)液位的檢測(cè)，如果系統(tǒng)檢測(cè)到低液位，即低液位金屬桿和負(fù)極接通時(shí)，圖2中U2的引腳3則輸出低電平，繼電器K1線圈通電，K1常開觸點(diǎn)閉合，此時(shí)，圖3中的繼電器控制模塊3中，當(dāng)K1閉合后，繼電器JZ得電，JZ的常開觸點(diǎn)閉合而常閉觸點(diǎn)斷開，放漿電磁閥Y2得電打開，并由KT1延時(shí)兩分鐘關(guān)閉，注水電磁閥Y1得電開啟，開始向攪拌罐5加水。當(dāng)攪拌罐5內(nèi)水位達(dá)到中液位時(shí)，即當(dāng)中液位金屬桿和負(fù)極接通時(shí)，圖2中U3的引腳輸出低電平，繼電器K2線圈得電，K2常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)K2閉合后，繼電器JZ1得電，JZ1的常開觸點(diǎn)閉合，KT3線圈得電，KT3的瞬動(dòng)觸點(diǎn)閉合，蜂鳴器得電后發(fā)聲，10秒后KT5斷開，蜂鳴器發(fā)聲停止。本實(shí)施例中中液位為0.6m3，系統(tǒng)蜂鳴器提示音響設(shè)置為10秒，提醒工人開始加入定量的膨潤(rùn)土。加料完成后KT3的延時(shí)觸點(diǎn)閉合，系統(tǒng)攪拌電機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)加水，水位繼續(xù)升高到高液位，本實(shí)施例高液位設(shè)置為1.2m3，當(dāng)高液位金屬桿和負(fù)極接通時(shí)，圖2中U2的引腳3變?yōu)楦唠娖?，繼電器K1線圈失電，K1常開觸點(diǎn)斷開，K1斷開后，JZ線圈失電，注水電磁閥Y1關(guān)閉，電機(jī)延時(shí)攪拌后停止，放漿電磁閥Y2得電打開放漿，開始放出攪拌好的膨潤(rùn)土漿液到儲(chǔ)存罐，液位降到中位時(shí)U3狀態(tài)不變，液位繼續(xù)下降到低液位，再繼續(xù)延時(shí)放漿后系統(tǒng)關(guān)閉放漿閥，打開注水閥，開始下一個(gè)工作循環(huán)，如此往復(fù)，直到停止按鈕被按下為止，這樣每一罐漿液制備的時(shí)間就可以確定，順利的保證了漿液的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)了膨潤(rùn)土漿液的同時(shí)儲(chǔ)存與攪拌，保證隨時(shí)供應(yīng)隧道施工。本實(shí)施例中延時(shí)放漿一分鐘。因此，本實(shí)施例采用上述結(jié)構(gòu)的用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)全斷面無水沙層盾構(gòu)施工中膨潤(rùn)土漿液的配比和產(chǎn)量控制，解決人工配制膨潤(rùn)土漿液所帶來的漿液質(zhì)量不穩(wěn)定，漿液產(chǎn)量無法保證的問題，同時(shí)能夠提高盾構(gòu)渣土的流塑性，減少盾構(gòu)刀盤的磨損程度。用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制方法實(shí)施例圖6為本發(fā)明用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制方法實(shí)施例的流程圖，如圖6所示，包括：步驟101：液位檢測(cè)模塊對(duì)攪拌罐5液位進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)到所述攪拌罐5未處于低液位狀態(tài)，就進(jìn)行步驟105操作，對(duì)所述攪拌罐5進(jìn)行放漿操作直至所述攪拌罐5處于低液位狀態(tài)；如果檢測(cè)到所述攪拌罐5處于低液位狀態(tài)，就進(jìn)行步驟107操作，對(duì)所述攪拌罐5進(jìn)行注水操作直至所述攪拌罐5處于中液位狀態(tài)并響鈴；步驟109：向所述攪拌罐5中加入定量膨潤(rùn)土并進(jìn)行攪拌操作同時(shí)繼續(xù)注水至所述攪拌罐5處于高液位狀態(tài)；步驟111：對(duì)所述攪拌罐5進(jìn)行攪拌操作，然后進(jìn)行放漿操作至所述攪拌罐5處于低液位狀態(tài)。本實(shí)施例中，如果檢測(cè)到所述攪拌罐5處于低液位狀態(tài)，即進(jìn)行完步驟101操作后，就進(jìn)行步驟103操作，對(duì)所述攪拌罐5進(jìn)行延時(shí)放漿操作，延時(shí)時(shí)間由繼電器控制模塊調(diào)整，然后在進(jìn)行步驟107操作，對(duì)所述攪拌罐5進(jìn)行注水操作直至所述攪拌罐5處于中液位狀態(tài)并響鈴。因此，本實(shí)施例采用上述結(jié)構(gòu)的用于盾構(gòu)施工的膨潤(rùn)土制漿控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)全斷面無水沙層盾構(gòu)施工中膨潤(rùn)土漿液的配比和產(chǎn)量控制，解決人工配制膨潤(rùn)土漿液所帶來的漿液質(zhì)量不穩(wěn)定，漿液產(chǎn)量無法保證的問題，同時(shí)能夠提高盾構(gòu)渣土的流塑性，減少盾構(gòu)刀盤的磨損程度。最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。