CN102183240A - 一种管棚施工偏斜度检测辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管棚施工偏斜度检测辅助装置，包括导向车架、前导向轮组、偏斜仪预留仓、偏斜仪支架、后导向轮组、球形万向节、导线预留槽、电源与数据传输线、带螺纹连接环、推进杆。使用时把偏斜仪固定在偏斜仪预留舱内的支架上，导向小车随管棚顶进同步推入钢管中，通过带螺纹连接环接长推进杆，同时用插销连接电源与数据传输线，重复前述操作实现偏斜仪沿钢管轴线的运动。本发明配合管棚顶入设备使用，可实时获取管棚成管施工中的偏斜数据，为管棚施工的高精度定向和纠偏提供准确的技术数据，该装置适用于静压顶入法管棚施工，结构简单，易于操作，实用效果好。

Description

一种管棚施工偏斜度检测辅助装置

技术领域

本发明涉及一种管棚法隧道施工的机械装置，特别涉及一种管棚施工偏斜度检测辅助装置。该装置配合管棚顶入设备使用，可实时获取管棚成管施工中的偏斜数据，为管棚施工的高精度定向和纠偏提供准确的技术数据。

背景技术

在浅埋暗挖法施工中，对于自稳能力较差的围岩，常采用预支护措施，以达到加固围岩、稳定工作面的目的。超前管棚预支护是一种经常采用的预支护措施。然而，在管棚施工时，易出现钢管顶进方向与设计方向不一致，个别钢管与相邻钢管相交，钢管无法施工到设计深度，进管困难等现象，导致管棚侵入开挖轮廓线内，管棚和格栅组成的结构受力不均匀等问题，影响管棚的预支护效果，进而对隧道与周边建筑、管线的安全造成不良影响。

目前，部分用于管棚施工的钻机在钻头处装有水平钻孔测斜仪，可以实时检测水平钻孔偏斜度。但是，由于钢管自重影响及管棚顶入设备定位、纠偏工艺与设备不完善等原因，钢管顶进方向与成孔方向很难保持一致，难以准确测量出管棚顶进的偏斜程度。

经对现有技术的文献检索，发现有个别施工设备适用于管棚钻机成孔定位与测量，然而尚未有针对管棚顶进施工进行定位或测偏的施工机械。在众多施工定位、测量与测偏设备的专利中，中国专利名称为“复合环全角度自动连续测斜仪”，公开号为CN1456866A，该专利提出了一种可以检测钻孔倾角方向和偏斜角度的复合环全角度自动连续测斜装置。该装置具有测量精度高，测程范围无限制，能测量任何方向的任意斜度，既可点测又可连续测量。但该装置无行走机构，无法实现在钢管中自由行走；在钢管中的姿态很难控制，难以准确测量钢管的偏斜程度。这些不利因素限制其在检测任务中的应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种管棚施工偏斜度检测辅助装置，用低成本、结构简单的导向小车，配合推进杆实现管棚施工偏斜度的检测。

本发明提出的管棚施工偏斜度检测辅助装置，由导向机构、推进机构与测量机构构成，其中：导向机构包括导向车架1、前导向轮组2和后导向轮组5，前导向轮组2位于导向车架1前部，后导向轮组5位于导向车架1后部，前导向轮组2和后导向轮组5各安装有4个车轮，位于导向车架1前部和后部的8个车轮的轮轴轴线与导向车架1中轴线均呈90°夹角；推进机构包括球形万向节6和推进杆10；测量机构包括偏斜仪预留仓3、偏斜仪支架4、导线预留槽8和电源与数据传输线7，偏斜仪支架4位于偏斜仪预留仓3内，偏斜仪支架4用于放置偏斜仪；偏斜仪预留仓3位于导向车架1中间，导向车架1尾端通过球形万向节6连接推进杆10一端，推进杆10为中部空心的管状结构，空心部位为导线预留槽8，电源与数据传输线7位于导线预留槽8内。

本发明中，所述8个车轮的轮轴与导向车架1间通过弹簧连接，位于两对侧车轮外缘的间距与需检测的钢管内径相同。

本发明中，所述推进杆10另一端设有带螺纹连接环9。

本发明中，所述带螺纹连接环9一端为不等厚圆环，该圆环卡在推进杆10上，另一端内壁攻丝，依靠螺纹拧在下一根推进杆10上，依靠反复接长推进杆10实现导向小车的推进，不等厚圆环与推进杆固定端留有适量空隙，使相邻推进杆10间可以偏转适当角度。

本发明中，相邻推进杆10内预置的电源与数据传输线7采用插销连接。

本发明中，在导向机构上，前、后导向轮组各安装4个橡胶车轮，各轮轴轴线与导向车架中轴线均呈90°夹角。两对侧车轮外缘间距与钢管内径相同，可以保证导向小车贴合钢管内壁行进；车轮轮轴与导向车架间用弹簧连接，可防止导向小车因钢管内径变化卡在钢管中。

在推进机构上，导向车架与推进杆之间采用球形万向节连接，带螺纹连接环一端为不等厚圆环，该圆环卡在推进杆上，另一端内壁攻丝，依靠螺纹拧在下一根推进杆上。导向小车顶进时，反复接长推进杆；导向小车收回时，反复拆卸推进杆。

在测量机构上，将测偏仪固定在导向小车的测偏仪支架上，同时连接测偏仪与预置在导向小车中的电源与数据传输线；此后，接长推进杆时同步连接电源与数据传输线，拆卸推进杆时同步断开电源与数据传输线。

本发明的有益效果在于：发明配合管棚顶入设备使用，可实时获取管棚成管施工中的偏斜数据，为管棚施工的高精度定向和纠偏提供准确的技术数据，该装置适用于静压顶入法管棚施工，结构简单，易于操作，实用效果好。

附图说明

图1是本发明中导向小车的结构示意图一。

图2是本发明中导向小车的结构示意图二（A-A剖面）。

图3是本发明中导向小车的结构示意图三（B-B剖面）。

图4是本发明中推进杆的结构示意图。

图5是本发明的工作流程示意图。

图中标号：1为导向车架，2为前导向轮组，3为偏斜仪预留仓，4为偏斜仪支架，5为后导向轮组，6为球形万向节，7为电源与数据传输线，8为导线预留槽，9为带螺纹连接环，10为推进杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，以便于同行业技术人员的理解。

实施例1：附图1~附图4中标号1-10代表的是导向车架1、前导向轮组2、偏斜仪预留仓3、偏斜仪支架4、后导向轮组5、球形万向节6、电源与数据传输线7、导线预留槽8、带螺纹连接环9、推进杆10。偏斜仪预留仓3位于导向车架1中间，前导向轮组2、后导向轮组5分别位于导向车架1两端，偏斜仪支架4设置在偏斜仪预留仓3内。导向车架1与推进杆10之间采用球形万向节6连接。导向车架1、球形万向节6与推进杆10内设置导线预留槽8，电源与数据传输线7预置在导线预留槽8中。相邻的推进杆10之间采用带螺纹连接环9连接。

所述前导向轮组2、后导向轮组5各安装四个橡胶车轮，各轮轴轴线与导向车架中轴线均呈90°夹角，车轮轮轴与导向车架1之间用弹簧连接，两对侧车轮最外缘间距与钢管内径相同，偏斜仪在导向小车推进中的姿态始终与钢管轴线方向保持一致，同时保证导向小车在推进时不会因钢管内径的变化卡在钢管中。

所述导向车架1与推进杆10之间采用球形万向节6连接，使导向小车只能沿钢管轴线位移，同时导线车架1、球形万向节6与推进杆10中设置导线预留槽8，电源与数据传输线7预置在导线预留槽8中。

所述相邻推进杆10之间采用带螺纹连接环9连接，同时用插销连接预置在推进杆中的电源与数据传输线7，以实现导线小车沿钢管轴线的推进。

附图5为上述装置的工作流程，采用上述装置对钢管顶进偏斜度检测的方法为：

步骤一，钢管顶进开始，同步将偏斜仪固定在偏斜仪预留仓3内的偏斜仪支架4上，然后将导向小车推入钢管中；

步骤二，用带螺纹圆环9接长推进杆10，同时用插销将电源与数据传输线7连接起来，重复前述操作；

步骤三，测量随钢管顶进同步测量管棚施工偏斜度，若偏斜度符合要求，则进行下一钢管顶进施工，若偏斜度不符合要求，则及时调整钢管姿态，直至符合要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种管棚施工偏斜度检测辅助装置，由导向机构、推进机构与测量机构构成，其特征在于导向机构包括导向车架(1)、前导向轮组(2)和后导向轮组(5)，前导向轮组(2)位于导向车架(1)前部，后导向轮组(5)位于导向车架(1)后部，前导向轮组(2)和后导向轮组(5)各安装有(4)个车轮，位于导向车架(1)前部和后部的(8)个车轮的轮轴轴线与导向车架(1)中轴线均呈90°夹角；推进机构包括球形万向节(6)和推进杆(10)；测量机构包括偏斜仪预留仓(3)、偏斜仪支架(4)、导线预留槽(8)和电源与数据传输线(7)，偏斜仪支架(4)位于偏斜仪预留仓(3)内，偏斜仪支架(4)用于放置偏斜仪；偏斜仪预留仓(3)位于导向车架(1)中间，导向车架(1)尾端通过球形万向节(6)连接推进杆(10)一端，推进杆(10)为中部空心的管状结构，空心部位为导线预留槽(8)，电源与数据传输线(7)位于导线预留槽(8)内。

2.根据权利要求1所述的管棚施工偏斜度检测辅助装置，其特征在于所述(8)个车轮的轮轴与导向车架(1)间通过弹簧连接，位于两对侧车轮外缘的间距与需检测的钢管内径相同。

3.根据权利要求1所述的管棚施工偏斜度检测辅助装置，其特征在于所述推进杆(10)另一端设有带螺纹连接环(9)。

4.根据权利要求3所述的管棚施工偏斜度检测辅助装置，其特征在于所述带螺纹连接环(9)一端为不等厚圆环，该圆环卡在推进杆(10)上，另一端内壁攻丝，依靠螺纹拧在下一根推进杆(10)上，依靠反复接长推进杆(10)实现导向小车的推进，不等厚圆环与推进杆固定端留有适量空隙，使相邻推进杆(10)间可以偏转适当角度。

5.根据权利要求1所述的管棚施工偏斜度检测辅助装置，其特征在于相邻推进杆(10)内预置的电源与数据传输线(7)采用插销连接。

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