DZB3600S钢支撑轴力智能补偿系统及应用简介

DZB3600S钢支撑轴力智能补偿系统简介

陈建海金立源刘可可

（徐州盾安重工机械制造有限公司徐州泉山开发区 221000）

(陈建海：联系电话1305202989 邮箱chenjh168@)

摘要：文章介绍了“DZB3600S钢支撑轴力智能补偿系统”的构成、工作原理、主要设备的作用、现场安装的位置、安装流程。

关键词：钢支撑轴力智能补偿简介

一、概述

随着我国地下工程的高速发展，基坑开挖过程中安全问题也被越来越多的关注。基坑支护的轴力监测问题在许多国家基础建设中都存在，并得到高度重视，日本、德国、英国、新西兰等国家很早就在这方面开展了相关工作，并取得了一定的进展。钢支撑在我国使用以来，多次出现重大安全事故，给施工单位、业主的资产造成严重损坏和伤亡等问题。

DZB3600S钢支撑轴力智能补偿系统是徐州盾安重工机械制造有限公司研制的最新基坑支护轴力实时监测、补偿系统，由补偿节、泵站、控制柜及软件系统共同组成的一套完整的基坑支护、实时监测装置。

轴力实时补偿对应土体压变化，极大的减少基坑位移的影响，系统通过各单元元件冗余进行原件的故障进行控制，降低了因系统故障而影响整体安全的事故因素。通过自主设计的随动自锁油缸，保证在系统全部瘫痪的前题下依然能保证基坑不会失稳。通过集成通信模块对系统数据进行压缩传输到网络，使整个系统信息实现实时传输与远程控制功能，降低了施工成本与数据传输的滞后性，让施工更准确更轻松更安全。

系统特点及功能：输出液压管路排线式布置，外型紧凑美观，集成度高；三组液压系统相互独立运行，每组液压系统可独立控制8根补偿节，输出推力可根据需要实时调节并进行监控；三组液压系统相互间顺序监控，如某一路的压力源出现故障（如电机或是泵出现故障，无法打出压力油），故障自动诊断系统会自行识别，并在极短的时间内切换到旁边的液压系统供油，以保证系统安全运行。

表一：钢支撑轴力智能补偿系统主要技术参数

二、DZB3600S钢支撑轴力智能补偿系统简介

1、钢支撑轴力智能补偿系统的构成

钢支撑轴力智能补偿系统由动力系统、补偿系统、控制系统组成的成套基坑支撑压力自动补偿装置，可以在无人值守情况下全天候实现稳定可靠的自动补偿运作，保证补偿系统的压力自动维持在设定的范围内。一个控制中心（控制柜）同时控制3套液压动力站，1套液压动力站同时控制8个补偿油缸（即补偿节，对应8个钢支撑），一套钢支撑轴力智能补偿系统可同时实现对24个钢支撑轴向力的自动补偿控制（见图一），具有响应速度快，控制精度高等一系列优点。

图一钢支撑轴力智能补偿系统构成分配图

2、适用范围

钢支撑轴力智能补偿系统适用于周围环境变形敏感、基坑围护变形控制要求较高的深基坑工程。广泛应用于地下连续墙工程，特别是针对地铁沿线、高层建筑周边的基坑支护，由于其特殊的地理位置，为了确保工程施工不影响到地铁隧道、周边建筑物的安全，有效控制地面沉降，严格控制基坑围护结构变形等情况。

3、动力系统的特点及功能

动力系统有电源系统和液压体统两部分组成：

1）液压系统

（1）多组液压系统（液压动力站，见图二）相互独立运行，每组液压系统可独立控制8个补偿油缸（即补偿节，对应8个钢支撑），输出压力可根据需要实时调节并进行监控。

（2）多组液压系统相互间顺序监控，如有一路的压力源出现故障，系统将会自动诊断识别，并在5s内切换到旁边的液压系统供油，确保系统安全运行。

图二液压动力站图三发电机

2）电源系统

电源系统是由包括电网电源、发电机（见图三）及UPS不间断电源组成的自动切换的智能电源系统。

基于安全设计思想，在电网电源出现故障时，系统在UPS不间断电源供电下继续

正常工作，维持主系统监测和信息传输。当系统监测到补偿节需要进行推力补偿时，系统发送控制信号，启动发电机，然后再启动液压系统对补偿节进行补偿。

4、补偿系统特点及功能

1）补偿节（见图四）由液压驱动，输出推力可达300吨，系统运行过程中推力的大小可以进行监控，并且无极可调。

2）补偿节行程为150mm，可以根据现场情况进行长度补偿。

3）补偿节具有随动自锁功能，对系统进行实时保压，在液压锁定时，增加机械保护功能，避免发生事故。

4）回程时液控解锁。

5）补偿节的外支撑结构对补偿节有机械保护，在运输途中起到稳定的作用，便于储存和运输；端部的接口可直接与标准的609钢管连接；一体化结构设计，外型美观紧凑。

图四补偿节（油缸）

5、控制系统特点及功能

1）控制系统包括ECU主控模块、CPU的自动冗余安全切换模块、基于以态网的有线和无线信息传输的GROOV模块、基于总线的输出模块、基于智能触摸控制的组态软件模块。

2）主控CPU通过总线实时监测各补偿节的状态，当与设定值不符合时，输出相应的指令，通过总线让液压系统进行相应的动作，以使补偿节的输出推力达到设定值；基于CPU故障安全的设计思想，备用CPU对主控CPU进行实时监控，当主控CPU出现故障时，备用CPU立即切换到主控模式运行，并触发报警信息；基于以太网的GROOV 模块可通过3G、4G网络或互联网，将现场ECU与基站、工控机或是智能终端系统进行数据交互，使授权的终端能实时显示现场的运行状态，操控各个补偿节，并能传输

和接收现场的视频文件。

3）控制系统具有PAC控制模式（手动或自动）、远程遥控模式及越权控制模式三种，可通过该界面进行参数设定及实时监控等。

4）系统输出推力的控制：当某一补偿节实时监测的推力低于设定值时，电机自行启动，泵压力上到预定值，开启开关阀，往该补偿节中供油，使之压力达到设定值，到设定之后换向阀断电通过液压锁保压，电机停掉。当检测到推力高于所需的值，可将换向阀开启，卸掉一部分压力，然后断电通过液压锁保压。

5）压力控制

压力控制精度控制在±3～±5范围内（根据实际情况），当补偿节压力低于设定油压值的-5时，补偿节电机自动运行，当系统压力达到设定值时，换向阀自动打开，补偿节压力达到设定油压时自动停止补偿。

自动控制系统可以在无人值守情况下全天候实现稳定可靠地自动补偿运作，保证补偿节的压力自动维持。

图五控制柜

6）远程监控系统

在远程监控模式下，无需操作工程师在基坑现场，其应用手机、Ipad、Pc等终端