基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置及方法与流程

本发明涉及盾构施工，特别涉及一种基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置及方法。

背景技术：

1、近年来，泥水平衡盾构、泥水平衡顶管机在市政、交通设施建设工程中应用较多，泥水盾构技术，尤其是大直径泥水盾构工程技术趋于成熟，国内大直径隧道工程的建设量和盾构保有数量已居世界前列。泥水隧道掘进机技术在我国应用越来越广泛，已经成为大型越江海隧道和城市管线建设不可或缺的关键技术，在城市轨道交通建设中也展现出较大应用前景。采用泥水平衡隧道掘进机在长距离、大直径隧道施工中具有明显优势，但是在泥水盾构技术快速发展中也出现了一些问题，由于传统渣浆处理设备不能把弃浆含水率有效控制到较低水平，无法达到陆路运输要求，严重限制了泥水平衡隧道掘进机的适用范围。此外，国家对建筑废料排放处置环保要求逐年提高，原有液体废浆水路运输较难保证环保要求，发展废浆干化处理技术势在必行。

2、行业内为提高泥水盾构渣浆排放效率，在不具备水运条件的隧道施工项目使用泥水平衡设备，对泥水平衡隧道掘进机施工渣浆干化技术进行了一些探索，从最初的大面积自然沉淀、自然晾晒，机械挖掘装车运输，到化学药剂加速沉淀、以及采用机械式离心脱水、压滤脱水设备处理隧道施工废弃泥浆。这些探索取得了一定的成效，也存在明显的不足。泥水平衡掘进机隧道施工是一个连续排放渣浆的过程，自然沉淀晾晒方法需要多级沉淀池，要达到渣土陆运要求需占用大面积场地、耗费大量挖掘设备、人工，且对天气气候有较大依赖性；现有的机械式脱水装置处理能力有限且尚不能完全实现连续自动处理。因此，为实现具体泥水平衡隧道掘进机施工项目，特别是大直径长距离隧道施工项目科学规划组织设计，保证在项目实施期间连续、可靠、环保地实现渣土排放，必须结合隧道掘进工况、环境、气候、运输、干化处理技术、处理设备装备能力等因素探索研究一套有效的计算评估体系。

3、对干化设备干化效果的评估标准主要是渣土含水率，所排出的渣土含水率越低说明干化效果越好，通常有一个渣土含水率最高值作为标准值(如20％)，低于该标准值，说明干化效果满足要求，而高于该标准值，说明干化效果不够，需要对干化设备的参数进行及时调整，因此，有必要对干化设备所排出的渣土进行含水率检测。传统的检测方法主要有两种：

4、一是蒸发二次称重法，利用蒸发设备将干化设备排出的渣土中的水分蒸发出来，然后计算出渣土中的含水率。该方法是比较准确直接的含水率测定方法，但该方法蒸发过程需要时间，存在结果滞后，采样离散性差等缺陷，只能作为事后质量评估手段，无法达到过程质量控制的目标。

5、二是体积比计算法，利用专门的压缩设备将干化设备排出的渣土中的水分实时压缩出来，并通过实时计算分离的水泥体积比得到渣土含水率。但该方法基本上只能停留在理论层面，因为其实现困难，工艺复杂。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置及方法，能够连续在线进行渣土含水率检测，检测结果准确度较高，且易于实现。

2、本发明通过如下方案实现，一种基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置，所述施工渣土由施工过程产生的废弃泥浆经干化设备脱水后排出，所述检测装置包括：

3、分别设置在所述干化设备的进浆口和出渣口处、以实时检测泥浆导电率和渣土导电率的两个导电率检测件；

4、用于在关键时间点获取泥浆样品并利用蒸发二次称重法获得泥浆样品含水率的标定组件；

5、用于实时获取所述泥浆导电率、并根据所述泥浆导电率与当前所述泥浆样品含水率确定出二者之间线性比例关系的正向推定组件；

6、用于实时获取所述渣土导电率、并根据所述渣土导电率和所述线性比例关系确定出渣土含水率的反向推定组件。

7、本发明基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置的进一步改进在于，所述关键时间点包括施工过程中每次制备泥浆时。

8、本发明基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置的进一步改进在于，所述导电率检测件满足网格状电极检测。

9、本发明基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置的进一步改进在于，还包括根据渣土含水率判断干化效果是否满足要求的判定组件。

10、本发明还提供了一种基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测方法，在施工过程中，利用如上任一项所述的基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置对干化设备排出的施工渣土进行含水率检测，所述检测方法包括步骤：

11、s1、获取一些当前制备的泥浆作为泥浆样品，利用蒸发二次称重法获得泥浆样品含水率；

12、s2、获取当前的泥浆导电率，并根据当前的泥浆导电率与当前的泥浆样品含水率确定二者之间的线性比例关系；

13、s3、实时获取渣土导电率，并根据所述渣土导电率和所述线性比例关系动态确定渣土含水率。

14、本发明基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测方法的进一步改进在于，以施工过程中每次制备泥浆时作为关键时间点，并以每个关键时间点作为开始执行步骤s1的时间来重复执行步骤s1～步骤s3。

15、本发明基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测方法的进一步改进在于，在执行步骤s3时，实时判断渣土含水率是否在预设的标准渣土含水率范围内：若是，则证明干化效果满足要求；若否，则证明干化效果不满足要求。

16、本发明利用渣土导电率来表征渣土含水率，并利用蒸发二次称重法进行控制点标定修正，实现了对渣土含水率的连续稳定在线检测，消除土质环境因素对导电率的影响，提高了含水率检测控制准确性，且装置简单、易于实现。基于对渣土含水率的连续在线监检测，实现了对干化设备干化效果的实时在线评估。另外，通过导电检测件的网格状电极检测，降低了采样的随机性，提高了导电率测量结果的准确性。

技术特征：

1.一种基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置，所述施工渣土由施工过程产生的废弃泥浆经干化设备脱水后排出，其特征在于，所述检测装置包括：

2.如权利要求1所述的基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置，其特征在于，所述关键时间点包括施工过程中每次制备泥浆时。

3.如权利要求1所述的基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置，其特征在于，所述导电率检测件满足网格状电极检测。

4.如权利要求1所述的基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置，其特征在于，还包括根据渣土含水率判断干化效果是否满足要求的判定组件。

5.一种基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测方法，其特征在于，在施工过程中，利用如权利要求1～4任一项所述的基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置对干化设备排出的施工渣土进行含水率检测，所述检测方法包括步骤：

6.如权利要求5所述的基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测方法，其特征在于，以施工过程中每次制备泥浆时作为关键时间点，并以每个关键时间点作为开始执行步骤s1的时间来重复执行步骤s1～步骤s3。

7.如权利要求5所述的基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测方法，其特征在于，在执行步骤s3时，实时判断渣土含水率是否在预设的标准渣土含水率范围内：若是，则证明干化效果满足要求；若否，则证明干化效果不满足要求。

技术总结本发明涉及一种基于导电率检测的施工渣土含水率实时检测装置及方法，该施工渣土由施工过程产生的废弃泥浆经干化设备脱水后排出，该检测装置包括：分别设置在该干化设备的进浆口和出渣口处、以实时检测泥浆导电率和渣土导电率的两个导电率检测件；用于在关键时间点获取泥浆样品并利用蒸发二次称重法获得泥浆样品含水率的标定组件；用于实时获取该泥浆导电率、并根据该泥浆导电率与当前该泥浆样品含水率确定出二者之间线性比例关系的正向推定组件；用于实时获取该渣土导电率、并根据该渣土导电率和该线性比例关系确定出渣土含水率的反向推定组件。本发明能够连续在线进行渣土含水率检测，检测结果准确度较高，且易于实现。技术研发人员：黎燕,朱雁飞,黄德中,李章林,宋兴宝,何国军,范杰,顾嫣,郝震宇,刘杰,黄颖佶,杨利军,马志刚,寇晓勇,孙杰,闵秋怡受保护的技术使用者：上海隧道工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5