参阅图1至图5，该实施例公开了一种基坑微变形控制系统100，设置于钢支撑200的一端，用于支撑基坑围护墙300，该实施例中，所述围护墙300紧邻运行地铁线路400。
所述基坑微变形控制系统100包括液压缸1、螺杆2、锁紧螺母3、防尘罩4、顶块5、螺母驱动机构以及防偏转装置，所述液压缸包括缸体1以及设置于缸体1内的活塞12、活塞杆6以及导向套11，所述锁紧螺母3旋套于所述螺杆2的一端上，所述螺杆2的另一端与所述活塞杆6固定连接，所述活塞杆6能够驱动所述螺杆2做直线伸缩运动，所述顶块5设置于所述螺杆2上远离活塞杆6的一端端面上，所述防尘罩4套设于所述螺杆2的外侧且位于所述锁紧螺母3和缸体1之间，所述防尘罩4与所述缸体1固定连接，所述螺母驱动机构设置于所述螺杆2上，所述螺母驱动机构通过驱动所述锁紧螺母3绕所述螺杆2转动使得所述锁紧螺母3能够紧贴于所述防尘罩4上以起到机械自锁的作用，所述防偏转装置设置于所述缸体1的底板与所述活塞杆6之间，所述防偏转装置能够防止活塞杆6在锁紧螺母3作用下发生转动而影响锁紧螺母3回退到防尘罩4上，该防偏转装置只允许活塞杆6相对缸体1作直线运动，同时将螺母驱动机构的力传递到底座上，确保螺母驱动机构的正常运行。由于所述锁紧螺母3能够始终紧贴于所述防尘罩4上，从而可以消除由于锁紧螺母3与防尘罩4之间的间隙，免去人工检查所产生的大量人力和物力，同时可以解决因人工检查不及时而存在的安全隐患问题。具体的，当基坑围护墙300出现微变形，液压缸带动螺杆2向前移动，锁紧螺母3和防尘罩4之间因此而出现间隙，螺母驱动机构驱动锁紧螺母3绕螺杆2转动并轴向移动，使得所述锁紧螺母3向后移动从而始终紧贴于所述防尘罩4上，如此即使因液压缸发生故障而不能支撑螺杆2，螺杆也会由于锁紧螺母3紧贴于所述防尘罩4上而使基坑围护墙300得到有效支撑，防尘罩4有足够的强度，可将围护墙300对螺杆2的反力通过锁紧螺母3实时传递给防尘罩4并最终传递给缸体1，确保基坑微变形控制系统的锁紧装置即锁紧螺母3每时每刻发挥作用，从而能确保基坑开挖施工时，钢支撑始终有效保持在设计或施工所需的支撑轴力，确保基坑开挖施工的安全。
参阅图2，并请结合图1，所述螺母驱动机构包括驱动部件7以及行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮8、行星齿轮架15、行星轮9以及内齿圈10，所述太阳轮8与所述行星轮9外啮合，所述行星轮9与所述内齿圈10内啮合，所述行星轮9通过行星齿轮架15均匀布设于所述太阳轮8的外侧，所述驱动部件7带动所述太阳轮8转动，所述太阳轮8经过所述行星轮9带动所述内齿圈10转动，所述内齿圈10与所述锁紧螺母3固定连接或者一体成型。当然，具体实施时，还包括太阳轮轴（未图示）和行星轮轴（未图示），所述太阳轮固定套设于所述太阳轮轴上，所述行星轮固定套设于所述行星轴上。所述驱动部件7通过驱动所述太阳轮轴带动所述太阳轮8转动。该实施例中，所述内齿圈10与所述锁紧螺母3一体成型，以加强两者之间的连接强度。
优选的，所述防偏转装置包括一水平导向杆13，所述活塞杆6上对应设有一供所述水平导向杆13直线滑动的导向槽孔6-1，所述水平导向杆13与所述导向槽孔6-1相匹配，使得所述水平导向杆13只能相对所述导向槽孔6-1做直线运动，所述水平导向杆13与所述缸体1的缸底1-1固定连接或者一体成型。
优选的，所述导向槽孔6-1的主体结构是一圆孔，该圆孔的一侧具有一个卡槽，所述圆孔与所述卡槽相连通，所述水平导向杆13的一端伸入所述卡槽内，所述卡槽的横截面形状与所述水平导向杆13的一端的横截面形状相对应。
优选的，所述卡槽的横截面呈矩形或者三角形或者梯形或者圆形或者椭圆形。该实施例中所述卡槽的横截面呈矩形，所述水平导向杆14的横截面也呈矩形，具有加工方便，径向锁紧力强的优点。
该实施例中，所述活塞12将所述活塞移动腔室分隔成缸体无杆腔与缸体有杆腔。所述缸体1包括缸壁1-2和缸底1-1，所述缸底1-1、缸壁1-2、活塞杆6以及活塞12构成所述缸体无杆腔；所述缸壁1-2、导向套11、活塞杆6以及活塞12形成所述缸体有杆腔。所述缸体1上分别设有与所述缸体无杆腔和所述缸体有杆腔连通的缸体进油口和缸体回油口。当螺杆2需要向前移动时即进行“伸”工作时，从缸体无杆腔进油，流入缸体无杆腔，推动活塞杆6前进（纸面向左方向）。此时，活塞杆6在前进的同时压缩缸体有杆腔，缸体有杆腔内的液压油经缸体回油口回油，从而完成缸体1在推进过程中的液压油的循环流动。当螺杆2需要后退时，从缸体有杆腔进油，推动活塞杆6后退（纸面向右方向）。此时，活塞杆6在后退的同时压缩缸体无杆腔，缸体无杆腔内的液压油经缸体无腔油口回油，从而完成缸体1在后退过程中的液压油的循环流动。
优选的,所述螺母驱动机构的所述驱动部件7可以是减速机或者液压马达或者气压马达。该实施例中，所述驱动部件7为液压马达，所述液压马达上设有马达进回油口，所述马达进油口与缸体无杆腔进油口的进油油路由同一总进油油路分路产生，所述马达回油口与所述缸体有杆腔回油口的回油油路并入同一总回油油路。如此，当缸体无杆腔进油口进油时，马达进油口也同步进油，从而便于实现锁紧螺母3跟随螺杆2的移动进行同步反向移动。
参阅图5，并请结合图1-图4，所述基坑微变形控制系统100还包括PLC控制件16以及两个二位四通电磁阀17和一个三位四通电磁换向阀18，其中，一个二位四通电磁阀17设置于所述马达进、回油路上，另一个二位四通电磁阀17设置于所述缸体进、回油路上，所述三位四通电磁换向阀18设置于所述总进油油路与总回油油路上，所述PLC控制件16分别与所述两个二位四通电磁阀17以及所述三位四通电磁换向阀18电连接。通过PLC控制件16对两个二位四通电磁阀17和一个三位四通电磁换向阀18的控制，可以实现液压马达即驱动部件7以及液压缸的进、回油路的通断以及通断的先后时间间隔以及实现液压马达的正反转和活塞（活塞杆）的伸缩动作。当然，所述基坑微变形控制系统100还包括邮箱20、液压动力泵21比例传感器22以及比例溢流阀23等。所述总进油油路与总回油油路分别与所述邮箱20相连。所述总进油油路上靠近邮箱20的一端设有所述液压动力泵21，所述总回油油路靠近邮箱20的一端设有所述比例溢流阀23，所述比例溢流阀23为带反馈的比例溢流阀，根据负载的压力反馈，设定参数，从而保证系统的压力恒定。所述比例溢流阀23、压力传感器22分别与所述PLC控制件16连接并受其控制。
优选的,所述马达进油油路以及马达回油油路上分别设置一调速阀19。通过在安装调试初期，调节该调速阀19，使得锁紧螺母3的移动速度和螺杆2的移动速度相匹配，符合需要的速度即螺杆2前进与后退的速度与锁紧螺母3的进退速度相匹配以达到两者的移动速度相匹配。
所述缸体进油口和所述缸体回油口上分别设置用于限制回程油压的回程限压阀（未图示）。通过设置回程限压阀，可以确保液压缸的安全可靠性。
优选的，请继续参阅图1至图4，在所述的基坑微变形控制系统中，还包括机械安全阀14，所述机械安全阀14设置于所述活塞12上，当活塞12向前移动到极限位置时，所述导向套11能够触发所述机械安全阀14，使所述机械安全阀14导通所述缸体无杆腔和缸体有杆腔以进行卸荷，确保液压缸在到达极限位置时的安全，机械安全阀14导通所述缸体有杆腔和缸体无杆腔，可以限制过大的顶推力使得液压缸免受损坏，导向套1起到安全保护作用。
优选的，所述顶块5与所述螺杆2铰接连接，且所述顶块5能够相对所述螺杆2在30°角度范围内转动。从而可以使得顶块5以面接触的合理方式始终贴合在围护墙300（具体是围护墙300的预埋钢板）上，可以消除由于基坑围护墙不平整造成的点/线接触的传力缺陷，使顶块与围护墙保持面接触，受力更加均匀，以保护整个基坑微变形控制系统。
请继续参阅图1至图4，该实施例还公开了一种基坑微变形控制方法，采用如上所述的基坑微变形控制系统，将所述基坑微变形控制系统100设置于钢支撑200与需微变形控制的基坑（如环境敏感地区如运行地铁边的基坑等）围护墙300之间，所述顶块5顶在所述基坑围护墙300的预埋钢板上。当液压缸中的活塞、活塞杆带动螺杆2向前移动时，所述螺母驱动机构带动所述锁紧螺母3转动，使得锁紧螺母3向后移动,从而使得所述锁紧螺母3始终紧贴于所述防尘罩4上，防尘罩4有足够的强度，可将围护墙300对螺杆2的反力通过锁紧螺母3实时传递给防尘罩4并最终传递给缸体1，确保基坑微变形控制系统的机械锁紧结构每时每刻发挥作用，从而能确保基坑开挖施工时，钢支撑200始终有效保持在设计或施工所需的支撑轴力，确保基坑开挖施工的安全。当液压缸中的活塞、活塞杆带动螺杆2向后移动时，可以先通过所述螺母驱动机构带动所述锁紧螺母3反向转动，使得锁紧螺母3相对所述螺杆2向前移动一间隙距离，例如1-3厘米；然后，在螺母驱动机构驱动锁紧螺母3向前移动的同时，使得液压缸中的活塞、活塞杆带动所说螺杆2向后移动所需位置。
深基坑微变形智能安全控制系统研究
控制系统抗干扰分析及解决方法
市政工程：基坑的变形控制