具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至图5，本发明提供的一种盾构对接冻结加固方法，包括以下步骤：

步骤S1、修正盾构机1相对位置，使两侧盾构机1轴线一致；

步骤S2、划分盾构机1端头外侧土体区域，并对不同的土体区域进行含水量检测；

步骤S3、根据土体含水量调节冻结管2在不同土体区域中的分布；

步骤S4、向冻结管2中通入低温盐水，对盾构机1端头外侧土体进行冻结；

步骤S5、拆除盾构机1刀盘，焊接止水连接钢环板。

本发明的一种盾构对接冻结加固方法，用于隧道挖掘过程中两侧的盾构机1的对接，在对接前，首先根据两个盾构机1的具体位置进行位置调节，修正盾构机1的轴线，使两个盾构机1的轴线一致，然后对盾构机1端头外侧的土体进行划分，划分成若干个土体区域，并对所有的土体区域进行含水量检测，根据各区域的含水量不同对应调节冻结管2的分布状况，含水量较多的区域所使用的冻结管2数量较多，然后向冻结管2中通入低温盐水，低温盐水在流动时，可以将冷量传递到附近的土体区域中，对土体区域中的水分进行冻结，形成冻土帷幕，然后将盾构机1的刀盘进行拆除，并通过焊接止水连接钢环板以形成支护，最终完成盾构对接，由于冻结管2的分布是根据土体的含水量来调节的，因此可以高效的进行冻结，提高冻结效率。

由于不同地区、深度的土体中的含水量以及水分分布不同，若采用无差异的冻结方式则会造成大量冷量的浪费，为此在进行冻结前会先对土体区域进行划分，对于一些较潮湿的区域，土体之间的含水量差异较大，因此可以将土体划分的数量增加，以实现针对式的冻结，在一些干旱的区域，因土体之间的含水量差异不大，因此可以将土体区域划分的数量少一些。

优选的，所述步骤S2划分盾构机1端头外侧土体区域的具体步骤包括：

步骤S211、根据GIS系统获取盾构机1当前所处的地理位置信息；

步骤S212、根据地理位置信息获取周围河流信息以及纬度信息，将河流信息和纬度信息分别转化成第一量化指标以及第二量化指标；

步骤S213、获取当前盾构机1所处的深度信息，并将深度信息转化成第三量化指标；

步骤S214、采用赋权法对第一量化指标、第二量化指标以及第三量化指标进行赋权，累加赋权后第一量化指标、第二量化指标值以及第三量化指标，并获得划分值，其中第一量化指标、第二量化指标以及第三量化指标的赋权因子依次减小；

步骤S215、根据划分值决定盾构机1端头外侧土体区域的划分数量。

周围河流较多、纬度较低以及深度较深的区域中土体含水量较高，为此，通过获取盾构施工区域所在的纬度、周围河流分布以及深度来判断该地区的含水量是否较多，以此作为划分依据来决定划分的区域数量。

在获取河流信息、纬度信息以及深度信息时，河流的数量以及深度信息与含水量为正相关的，因此可以直接作为第一量化指标以及第三量化指标，而纬度信息则是负相关的，即纬度越低，含水量越大，为此，可以设定纬度梯度范围，例如在0-±10°之间为9级，其他依次降低，从而将纬度信息转化为第二量化指标，然后采用赋权法为第一量化指标、第二量化指标以及第三量化指标设置赋权因子，赋权因子与量化指标相乘，然后采用求和的方式获得划分值，划分值较小的最终土体划分区域划分的数量就较少。

优选的，所述步骤S2中对不同的土体区域进行含水量检测的具体步骤包括：

步骤S221、向土体区域中伸入第一电极23以及第二电极24；

步骤S222、对第一电极23和第二电极24进行通电；

步骤S223、采集第一电极23和第二电极24通电时所在线路的电流值；

步骤S224、将电流值转化成含水量。

本发明对于土体含水量的检测采用测电流的方式，第一电极23和第二电极24移动到不同的土体区域中进行通电后，测量回路中的电流值，根据电流值获取土体的电阻率，以此来获取土体的含水量，最终根据含水量可以调节冻结管2的分布。

优选的，所述步骤S3的具体步骤包括：

步骤S31、将冻结管2活动设置在盾构机1端头内侧壁上；

步骤S32、将冻结管2移动到不同土体区域一侧；

步骤S33、根据土体区域的含水量调节冻结管2的数量以及间隔。

将冻结管2设置在盾构机1端头内壁后，冻结管2的冷量可以通过盾构机1外壁进行输送，此时盾构机1外壁相当于冻结板，因此无需将冻结管2插入到土体中，通过调节冻结管2的分布可以实现对不同土体区域的冻结。

本发明的另一实施例提供一种盾构对接冻结加固装置，包括盾构机1、冻结管2、土体区域划分单元3、含水量检测机构、上位机4以及冻结管调节机构，所述冻结管2、上位机4以及冻结管调节机构设置在盾构机1内部，所述含水量检测结构设置在盾构机1外表面；所述冻结管调节机构包括金属转动环5、金属环6、驱动机构、第一电磁铁7以及第二电磁铁8，所述盾构机1内壁设置有环形槽9，所述金属环6设置在环形槽9中，所述金属转动环5设置在环形槽9中，其外表面一侧设置有挡板10，所述挡板10和金属转动环5外表面形成安装腔11，所述金属环6上设置有分隔板12，所述分隔板12位于安装腔11中，所述第一电磁铁7和第二电磁铁8对称设置在冻结管2外壁上，所述冻结管2设置在安装腔11中，所述第一电磁铁7与金属转动环5接触，所述第二电磁铁8与金属环6接触，所述驱动机构设置在盾构机1内部，其用于驱动金属转动环5旋转；所述上位机4分别与土体区域划分单元3、含水量检测机构、第一电磁铁7、第二电磁铁8以及驱动机构数据连接。

盾构机1用于进行隧道掘进，当两侧的盾构机1达到对接里程时，可以先通过土体区域划分单元3对当前所处的土体进行划分，将盾构机1端头周围的土体划分成若干个土体区域，然后含水量检测机构可以对所有的土体区域的含水量进行检测，检测完成后，通过冻结管调节机构可以调节位于每个土体区域一侧的冻结管2的数量以及分布，从而可以实现差异化的冻结，防止造成冷量资源的浪费。

对于冻结管2而言，其设置在盾构机1内壁上，低温盐水通入到冻结管2内时，冷量可以从盾构机1侧壁传输到土体中，实现对土体中水分的冻结，为了实现冻结管2的调节，在盾构机1内设置了金属转动环5，冻结管2位于金属转动环5外壁的安装腔11中，同时在冻结管2的两侧设置了第一电磁铁7和第二电磁铁8，第一电磁铁7与金属转动环5的外壁接触，第二电磁铁8则与环形凹槽中的金属环6接触，在盾构机1内设置了驱动机构，驱动机构可以带动金属转动环5的转动，通过控制第一电磁铁7和第二电磁铁8的通断可以实现冻结管2的转动以及固定，例如第一电磁铁7通电、第二电磁铁8断电时，驱动机构带动金属转动环5旋转时，可以带动冻结管2转动，第一电磁铁7断电时、第二电磁铁8通电时，冻结管2不会跟随金属转动环5旋转，在划分好区域以及测量好土体含水率后，上位机4通过依次控制各个冻结管2上的第一电磁铁7和第二电磁铁8的分别通断，可以实现将冻结管2输送到不同位置，并且可以调节冻结管2之间的间隔。

在金属环6上设置了分隔板12，分隔板12将安装腔11进行分隔，在未进行冻结时，所有的冻结管2均保存在分隔板12上方的安装腔11中，当需要调节冻结管2的位置时，金属转动环5可以带动第一个冻结管2先转动一圈到分隔板12下方，然后以此调节各个冻结管2的位置，最终实现所有的冻结管2的位置调节。

优选的，所述土体区域划分单元3包括河流信息获取单元13、纬度信息获取单元14、深度信息获取单元15、赋权单元16以及划分单元17，所述赋权单元16分别与河流信息获取单元13、纬度信息获取单元14、深度信息获取单元15以及划分单元17数据连接，所述划分单元17与上位机4数据连接。

土体区域划分的依据根据河流数量、纬度高低以及深度大小来进行计算，赋权单元16可以进行赋权或获得划分值，划分单元17根据划分值将划分依据发送给上位机4，由上位机4进行虚拟的区域划分，然后含水量检测机构可以根据对划分的各个虚拟土体区域进行含水量的检测。

优选的，所述驱动机构包括旋转电机18、主动齿轮19以及齿条20，所述齿条20分布在金属转动环5的内侧壁上，并形成环状，所述旋转电机18设置在盾构机1内，其输出轴与主动齿轮19连接，所述主动齿轮19与齿条20啮合，所述上位机4与旋转电机18数据连接。

旋转电机18带动主动齿轮19转动，主动齿轮19可以带动金属转动环5的旋转。

优选的，所述含水量检测机构包括弧形板21、电动轮22、第一电极23、第二电极24、电池组25以及电流互感器26，所述盾构机1端部外表面设置有环形轨道27，所述弧形板21设置在环形轨道27中，所述电动轮22设置在弧形板21凹面，所述第一电极23以及第二电极24设置在弧形板21凸面，所述电流互感器26以及电池组25设置在弧形板21内部，所述电池组25的两端分别通过导线28与第一电极23、第二电极24电连接，所述电流互感器26套设在导线28外部，所述上位机4分别与电动轮22以及电流互感器26电连接。

在进行含水量检测时，电池组25与第一电极23、第二电极24以及土体组成回路，回路中会产生电流，电流互感器26可以感应导线28中的电流，并将电流输送传输给上位机4，由上位机4进行含水量的判断。

在检测完一个土体区域的含水量后，通过控制电动轮22带动弧形板21移动到不同的土体区域中进行含水量检测，由于在盾构机1外表面设置了环形轨道27，因此弧形板21可以移动到盾构机1外表面的任意位置进行含水量的检测。

优选的，所述含水量检测机构还包括距离调节机构，所述距离调节机构包括弧形导轨29、移动座30以及驱动电机31，所述弧形导轨29设置在弧形板21的凸面上，所述移动座30设置在弧形导轨29上，所述第一电极23以及第二电极24设置在不同的移动座30上，所述驱动电机31用于驱动移动座30在弧形导轨29上移动，所述上位机4与驱动电机31数据连接。

由于土体区域划分的数量会存在差异，因此为了保证含水量检测的准确性，需要对第一电极23和第二电极24之间的距离进行调节，保证第一电极23和第二电极24位于区域的两端，为此，本发明设置了弧形导轨29，驱动电机31可以驱动移动座30在弧形导轨29上移动，将第一电极23和第二电极24设置在移动座30上，可以调节第一电极23和第二电极24之间的距离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。