本发明涉及盾构施工领域，特指一种土体称重装置及其施工方法。
背景技术：
土压盾构机施工时，利用刀盘旋转切削泥土通过刀盘开口被压进土舱，通过旋转机转到皮带机上，然后输送到渣土车里，盾构在推进油缸的推力作用下向前推进，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起着临时支护作用，承受周围土层的土压和水压以及将地下水挡在盾壳外面。
这种盾构施工时要对挖掘出来的土体进行称重，根据挖掘出的土体的重量来判断盾构是否超挖，是影响盾构施工的重要技术指标，现有的土体称重一般是通过扫描土体体积，这种称重结果往往与土体实际重量差距较大，精度差，或者将土体装入运土车中再对运土车的整体进行称重得出土体重量，这种方法得出的称重结果具有滞后性，即需要等到运土车将开挖的土体运送到测重点才能知道土体重量，不能实时获取土体重量，且在运土车运送的过程中可能会损失部分土体，影响了称重结果的准确性，从而影响施工质量。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种土体称重装置及其施工方法，解决了土体称重结果不精确的问题，不仅能够提升称重结果的精确度，还能对挖掘出的土体进行实时称重，从而实现更加精确的指导施工，保证施工质量。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供了一种土体称重装置，该称重装置用于称量盾构机挖掘出的土体的重量，该称重装置包括：
设置于盾构机的螺旋输送机出口处的箱体；
固定于箱体内的底面且可弹性变形的气囊，该气囊内充有气体以达到设定气压；
与气囊相连通且供检测气囊中气压变化的压力传感器；以及
与螺旋输送机相连通且供收集盾构机挖掘出的土体的集土箱，该集土箱位于箱体内且置于气囊上；
通过盾构机将挖掘出的土体排入集土箱内，该集土箱的重量变大并向下挤压气囊，使得气囊内的气压升高，进而利用压力传感器测得气囊的气压变化量，从而计算得出土体的重量。
本发明提供了一种土体称重装置，通过在集土箱底部设置气囊，进而向集土箱中排入土体，集土箱的重量变大并向下挤压气囊，使得气囊内的气压升高，进而利用压力传感器测得气囊的气压变化量，从而计算得出土体的重量，这种方式能够实时获取土体的重量且直接对土体的重量进行检测，解决了土体称重结果不精确的问题，不仅能够提升称重结果的精确度，还能对挖掘出的土体进行实时称重，从而实现更加精确的指导施工，保证施工质量。
本发明土体称重装置的进一步改进在于，集土箱由金属材料制成。
本发明土体称重装置的进一步改进在于，还包括供向气囊中充入气体的充气单元以及安装于箱体的内侧壁且与充气单元电连接的接近开关，该接近开关与箱体的底部具有设定距离；
通过接近开关感应到集土箱的底部标高低于接近开关以启动充气单元向气囊中充气，当接近开关感应到集土箱的底部标高高于接近开关时，关闭充气单元。
本发明土体称重装置的进一步改进在于，该集土箱的侧壁的顶部向外翻折以形成供卡抵于箱体的侧壁顶部的翻折部，且当翻折部抵住箱体的侧壁顶部时，集土箱的底部标高低于接近开关。
本发明土体称重装置的进一步改进在于，该箱体的内侧壁还固设有限位气囊，该限位气囊夹设于箱体与集土箱的侧壁之间。
本发明提供了一种土体称重装置的施工方法，包括如下步骤：
提供称重装置，于箱体内的底面固定气囊，并向气囊中充入气体以达到设定气压，于气囊上放置集土箱；
将盾构机开挖的土体排入集土箱内，该集土箱的重量变大并向下挤压气囊，使得气囊内的气压升高，利用压力传感器获取气囊内的气压变化量，并计算得出土体的重量。
本发明一种土体称重装置的施工方法的进一步改进在于，还包括供向气囊充气的充气单元以及安装于箱体内壁且与充气单元电连接的接近开关；
当集土箱的底部标高低于接近开关时，接近开关开启充气单元向气囊中充气，使得气囊体积变大并向上推顶集土箱直至集土箱的底部标高高于接近开关，该接近开关断开并停止充气单元向气囊中充气。
本发明一种土体称重装置的施工方法的进一步改进在于，该集土箱由金属材料制成。
本发明一种土体称重装置的施工方法的进一步改进在于，该箱体内侧壁于集土箱的外侧壁之间设置有限位气囊；
通过向限位气囊中充气，以填充箱体侧壁与集土箱侧壁之间的缝隙。
附图说明
图1为本发明土体称重装置的侧面剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1，本发明提供了一种土体称重装置及其施工方法，通过在集土箱底部设置气囊，进而向集土箱中排入土体，集土箱的重量变大并向下挤压气囊，使得气囊内的气压升高，进而利用压力传感器测得气囊的气压变化量，从而计算得出土体的重量，这种方式能够实时获取土体的重量且直接对土体的重量进行检测，解决了土体称重结果不精确的问题，不仅能够提升称重结果的精确度，还能对挖掘出的土体进行实时称重，从而实现更加精确的指导施工，保证施工质量。下面结合附图对本发明土体称重装置进行说明。
参阅图1，图1为本发明土体称重装置的侧面剖视图。下面结合图1，对本发明土体称重装置进行说明。
如图1所示，本发明的土体称重装置，该称重装置用于称量盾构机挖掘出的土体的重量，该称重装置包括：
设置于盾构机的螺旋输送机出口处的箱体11；
固定于箱体11内的底面且可弹性变形的气囊111，该气囊111内充有气体以达到设定气压；
与气囊111相连通且供检测气囊111中气压变化的压力传感器1111；以及
与螺旋输送机相连通且供收集盾构机挖掘出的土体的集土箱12，该集土箱12位于箱体11内且置于气囊111上，在实际使用时，当集土箱12集满土体后可直接将整个集土箱12吊出以向外排土，并将替换用的集土箱12置于气囊111上继续收集土体，使得施工效率更高；
通过盾构机将挖掘出的土体排入集土箱12内，该集土箱12的重量变大并向下挤压气囊111，使得气囊111内的气压升高，进而利用压力传感器1111测得气囊111的气压变化量，从而计算得出土体的重量。
较佳地，该集土箱12由金属材料制成。
作为本发明的一较佳实施方式，还包括供向气囊111中充入气体的充气单元以及安装于箱体11的内侧壁且与充气单元电连接的接近开关13，该接近开关13与箱体11的底部具有设定距离；
通过接近开关13感应到集土箱12的底部标高低于接近开关13以启动充气单元向气囊111中充气，当接近开关13感应到集土箱12的底部标高高于接近开关13时，关闭充气单元，即当土体进入集土箱12使得集土箱12的重量增大时，集土箱12向下挤压气囊111，此时集土箱12下沉且集土箱12的底部标高低于接近开关13以触发接近开关13开启充气单元向气囊111中充气以推顶集土箱12直至集土箱12的底部标高上升至接近开关13以上，此时气囊111内气压变大，通过压力传感器1111测得气压的变化量以计算得出土体重量。
具体的，该集土箱12的侧壁的顶部向外翻折以形成供卡抵于箱体11的侧壁顶部的翻折部121，且当翻折部121抵住箱体11的侧壁顶部时，集土箱12的底部标高低于接近开关13，防止集土箱12下沉速度过快而破坏气囊111。
进一步的，该箱体11的内侧壁还固设有限位气囊112，该限位气囊112夹设于箱体11与集土箱12的侧壁之间，能够缓冲箱体11与集土箱12的接触，也能够减少集土箱12水平向的移动。
本发明的具体实施方法如下：
将集土箱12置于箱体11内且置于气囊111上，接触开关13的磁感应面对着集土箱12的侧壁，此时接触开关13感应到集土箱12的侧壁以开启充气单元向气囊111中充气直至接触开关13感应不到集土箱12的侧壁，即集土箱12的底部标高高于接近开关13，该接近开关13关闭充气单元，由于气囊111为非金属材料制成，因此接近开关13不会受到气囊111的影响，即不会感应到气囊111侧壁而启动充气单元；
向限位气囊112中通入气体，以填充集土箱12与箱体11侧壁之间的缝隙，以达到减少集土箱12横向位移的目的，且也能够缓冲集土箱12与箱体11之间的接触；
将盾构机开挖的土体通入集土箱12内，集土箱12的重量增大并向下挤压气囊111，使得集土箱12下沉即集土箱12的底部标高低于接近开关13；
所述接近开关13感应到集土箱12的底部标高低于所述接近开关12，以开启所述充气单元向所述气囊111中充气，使得所述气囊111体积变大并向上推顶所述集土箱12直至所述集土箱12的底部标高高于所述接近开关13，所述接近开关13断开并停止所述充气单元向所述气囊111中充气；
此时气囊111中的气压变大，利用压力传感器1111测得气囊111中的气压变化量，并通过简单计算可得出土体的重量；
由于压力传感器1111持续不断的监测气囊111的压力变化，因此能够实时获得土体的重量，且这种方法是直接测得土体对气囊111的压力大小，而非现有所采用的体积扫描方法，因此更为直接，得出的结果也更加准确，对施工的指导意义更大。
本发明还提供了一种土体称重装置的施工方法，该方法包括如下步骤：
提供称重装置，于箱体11内的底面固定气囊111，并向气囊111中充入气体以达到设定气压，于气囊111上放置集土箱12；
将盾构机开挖的土体排入集土箱12内，该集土箱12的重量变大并向下挤压气囊111，使得气囊111内的气压升高，利用压力传感器1111获取气囊111内的气压变化量，并计算得出土体的重量。
进一步的，还包括供向气囊111充气的充气单元以及安装于箱体11内壁且与充气单元电连接的接近开关13；
当集土箱12的底部标高低于接近开关13时，接近开关13开启充气单元向气囊111中充气，使得气囊111体积变大并向上推顶集土箱12直至集土箱12的底部标高高于接近开关13，该接近开关13断开并停止充气单元向气囊111中充气。
具体的，该集土箱12由金属材料制成。
进一步的，该箱体11内侧壁于集土箱12的外侧壁之间设置有限位气囊112；
通过向限位气囊112中充气，以填充箱体11侧壁与集土箱12侧壁之间的缝隙。
本发明提供的施工方法实际实施的具体操作方式如下：
将集土箱12置于箱体11内且置于气囊111上，接触开关13的磁感应面对着集土箱12的侧壁，此时接触开关13感应到集土箱12的侧壁以开启充气单元向气囊111中充气直至接触开关13感应不到集土箱12的侧壁，即集土箱12的底部标高高于接近开关13，该接近开关13关闭充气单元，由于气囊111为非金属材料制成，因此接近开关13不会受到气囊111的影响，即不会因感应到气囊111侧壁而启动充气单元；
向限位气囊112中通入气体，以填充集土箱12与箱体11侧壁之间的缝隙，以达到减少集土箱12横向位移的目的，且也能够缓冲集土箱12与箱体11之间的接触；
将盾构机开挖的土体通入集土箱12内，集土箱12的重量增大并向下挤压气囊111，使得集土箱12下沉即集土箱12的底部标高低于接近开关13；
所述接近开关13感应到集土箱12的底部标高低于所述接近开关12，以开启所述充气单元向所述气囊111中充气，使得所述气囊111体积变大并向上推顶所述集土箱12直至所述集土箱12的底部标高高于所述接近开关13，所述接近开关13断开并停止所述充气单元向所述气囊111中充气；
此时气囊111中的气压变大，利用压力传感器1111测得气囊111中的气压变化量，并通过简单计算可得出土体的重量。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
1.一种土体称重装置，其特征在于，所述称重装置用于称量盾构机挖掘出的土体的重量，所述称重装置包括：
设置于所述盾构机的螺旋输送机出口处的箱体；
固定于所述箱体内的底面且可弹性变形的气囊，所述气囊内充有气体以达到设定气压；
与所述气囊相连通且供检测所述气囊中气压变化的压力传感器；以及
与所述螺旋输送机相连通且供收集所述盾构机挖掘出的土体的集土箱，所述集土箱位于所述箱体内且置于所述气囊上；
通过所述盾构机将挖掘出的土体排入所述集土箱内，所述集土箱的重量变大并向下挤压所述气囊，使得所述气囊内的气压升高，进而利用所述压力传感器测得所述气囊的气压变化量，从而计算得出所述土体的重量。
2.如权利要求1所述的土体称重装置，其特征在于，所述集土箱由金属材料制成。
3.如权利要求2所述的土体称重装置，其特征在于，还包括供向所述气囊中充入气体的充气单元以及安装于所述箱体的内侧壁且与所述充气单元电连接的接近开关，所述接近开关与所述箱体的底部具有设定距离；
通过所述接近开关感应到所述集土箱的底部标高低于所述接近开关以启动所述充气单元向所述气囊中充气，当所述接近开关感应到所述集土箱的底部标高高于所述接近开关时，关闭所述充气单元。
4.如权利要求3所述的土体称重装置，其特征在于，所述集土箱的侧壁的顶部向外翻折以形成供卡抵于所述箱体的侧壁顶部的翻折部，且当所述翻折部抵住所述箱体的侧壁顶部时，所述集土箱的底部标高低于所述接近开关。
5.如权利要求1所述的土体称重装置，其特征在于，所述箱体的内侧壁还固设有限位气囊，所述限位气囊夹设于所述箱体与所述集土箱的侧壁之间。
6.一种如权利要求1所述的土体称重装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供所述称重装置，于所述箱体内的底面固定所述气囊，并向所述气囊中充入气体以达到设定气压，于所述气囊上放置所述集土箱；
将所述盾构机开挖的土体排入所述集土箱内，所述集土箱的重量变大并向下挤压所述气囊，使得所述气囊内的气压升高，利用所述压力传感器获取所述气囊内的气压变化量，并计算得出所述土体的重量。
7.如权利要求6所述的土体称重装置的施工方法，其特征在于，还包括供向气囊充气的充气单元以及安装于所述箱体内壁且与所述充气单元电连接的接近开关；
当集土箱的底部标高低于所述接近开关时，所述接近开关开启所述充气单元向所述气囊中充气，使得所述气囊体积变大并向上推顶所述集土箱直至所述集土箱的底部标高高于所述接近开关，所述接近开关断开并停止所述充气单元向所述气囊中充气。
8.如权利要求7所述的土体称重装置的施工方法，其特征在于，所述集土箱由金属材料制成。
9.如权利要求6所述的土体称重装置的施工方法，其特征在于，所述箱体内侧壁于集土箱的外侧壁之间设置有限位气囊；
通过向所述限位气囊中充气，以填充所述箱体侧壁与所述集土箱侧壁之间的缝隙。
技术总结