CN105403203A - 一种长距离直线顶管中心简易控制测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及顶管测量技术领域，具体来说是一种长距离直线顶管中心简易控制测量系统及方法，包括顶管、激光笔和可调节笔座装置，所述的顶管的中线处安装若干个等间距分布的可调节笔座和激光笔，激光笔的激光发射方向统一指向顶管顶进的方向，工作井内设有测量仪，经测量仪建立管道中线，使各激光笔与管道中线重合处于同一条直线内，顶管机头中心处设有靶标，靠近顶管机头的激光笔指向靶标中心，从而控制顶进机头的左右上下偏位。本发明能大大缩短井下每次测量时间，减轻了井下测量工作强度，不耽误每节管的顶进施工，加快施工进度，节约仪器投入成本，便于维护，能有效减少测量工作时间。

Description

一种长距离直线顶管中心简易控制测量系统及方法

[技术领域]

本发明涉及顶管测量技术领域，具体来说是一种长距离直线顶管中心简易控制测量系统及方法。

[背景技术]

在顶管施工中，为了保证能正确贯通进洞，就必须随着每节管子的顶进控制机头掘进的方向不上下左右偏移，目前上下偏移采用普通水准仪即可控制，左右偏移多采用激光经纬仪拨角或全站仪测坐标方法来进行控制。

以现有长距离顶管中线测量的技术方法，基本上是通过水准仪进行上下偏位测量，通过经纬仪或全站仪手动(自动)在管内多次转站，最终测量至机头中心处标靶，从而确定顶管中线的左右偏位。但是采用经纬仪或全站仪手动测量不仅耗时过长，易造成工时浪费，且全自动导向测量系统费用昂贵，增加了整个工程的成本，从而对工程造成不必要的浪费。

[发明内容]

本发明是为了解决现有技术中长距离直线顶管手动测量耗时长，自动测量费用过高的问题，设计一种简易、方便测量的长距离直线顶管中心简易控制测量系统及方法。

为了实现上述目的，设计一种长距离直线顶管中心简易控制测量系统，包括顶管、激光笔和可调节笔座装置，所述的顶管的中线处安装若干个等间距分布的可调节笔座和激光笔，激光笔的激光发射方向统一指向顶管顶进的方向，工作井内设有测量仪，经测量仪建立管道中线，使各激光笔与管道中线重合处于同一条直线内，顶管机头中心处设有靶标，靠近顶管机头的激光笔指向靶标中心，从而控制顶进机头的左右上下偏位，其中的测量仪为经纬仪或全站仪。

一种采用长距离直线顶管中心简易控制测量系统的测量方法，方法如下：管顶中线处安装若干个等间距分布的可调节笔座和激光笔，激光笔的激光发射方向统一指向顶进的方向，利用工作井内的经纬仪或全站仪建立的管道中线指向激光笔尾端中心，打开激光笔光源，调节各激光笔的相对位置，使各激光笔与管道中线重合处于同一条直线内，最前一个激光笔指向机头中心处预设好的靶标中心，从而控制顶进中机头的左右上下偏位。

所述的方法具体步骤如下：

a.安装可调节笔座，在地面根据激光笔发射的光束的距离来确定将可调节笔座安装的具体管节内，根据两吊装孔分出管内中心，将上下左右可调笔座安装管内壁分中处；

b.激光笔尾端改造，将激光笔尾端进行十字分中，确定中心点，贴上反光片，反光片中心与前端发射的光束中心位于同一直线上；

c.安装调试激光笔，根据工作井内建好站并指向正确方向的仪器，从后至前端机头处依次安装并调试激光笔的相对位置，使各激光笔位于一条绝对直线上；

d.测量，利用每次焊接管节的时间，确定工作井处仪器指向正确方向，测量人员进入管内依次查看激光管位置是否有移动，如移动利用可调笔座调整回来即可，测量人员至机头处用三角板量取机头标靶中心与激光点距离，即可确定中线偏差具体数值，反馈至机房。

本发明同现有传统洞内测量技术相比，其优点在于：

1.能大大缩短井下每次测量时间，减轻了井下测量工作强度，不耽误每节管的顶进施工，加快施工进度；

2.不需要管内打转点，避免二次甚至是N次转点，使得多次转站所带来的误差减至最小；

3.节约仪器投入成本，只需一台普通经纬仪或者全站仪即可，无需配置需带激光、带自动马达等价格昂贵的全站仪；

4.便于维护，激光笔价格便宜、更换方便；

4.无需用水准仪进行高程测量，有效减少测量工作时间；

6.偏差成果即时显示，无需进行换算。

[附图说明]

图1为本发明的测量示意图；

图2为机头标靶中心与激光点偏差示意图；

图中：1.工作井2.测量仪器3.强制归心装置4.可调笔座5.激光笔6.可见激光束7.机头标靶8.顶管机头9.可见激光点10.机头标靶中心；

指定图1作为本发明的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，长距离直线顶管中心简易控制测量系统包括顶管、激光笔和可调节笔座装置，所述的顶管的中线处安装若干个等间距分布的可调节笔座和激光笔，激光笔的激光发射方向统一指向顶管顶进的方向，工作井内设有测量仪，经测量仪建立管道中线，使各激光笔与管道中线重合处于同一条直线内，顶管机头中心处设有靶标，靠近顶管机头的激光笔指向靶标中心，从而控制顶进机头的左右上下偏位。

测量方法如下：每隔一定距离在管顶中线处安装可调节笔座和激光统一指向顶进方向的激光笔，利用工作井内的激光经纬仪建立的管道中线光束指向激光笔尾端中心，打开激光笔光源，调节各激光笔的相对位置，使各激光笔与管道中线重合处于同一条直线内，最前一个激光笔指向机头中心处预设好的靶标中心，从而控制顶进中机头的左右上下偏位。

上述的长距离直线顶管中线简易控制测量具体方法步骤如下：

a.安装可调节笔座，在地面根据选购的激光笔发射的光束的距离来确定将可调节笔座安装的具体管节内，根据两吊装孔分出管内中心，将上下左右可调笔座安装管内壁分中处，参见图1；

b.激光笔尾端改造，将激光笔尾端进行十字分中，确定中心点，贴上反光片，反光片中心与前端发射的光束中心位于同一直线上；

c.安装调试激光笔，根据工作井内建好站并指向正确方向的仪器，从后至前端机头处依次安装并调试激光笔的相对位置，使各激光笔位于一条绝对直线上；

d.测量，利用每次焊接管节的时间，确定工作井处仪器指向正确方向，测量人员进入管内依次查看激光管位置是否有稍微移动，如移动利用可调笔座调整回来即可，测量人员至机头处用三角板量取机头标靶中心与激光点距离，即可确定中线左右上下偏差具体数值，反馈至机房，见附图2。

实施例1

以上海闵奉支线顶管C4标工程为例。闵奉支线C4标为闵奉分水点至奉贤现有黄浦江取水泵站新建调节池的原水管道中一部分，标段共设3个工作井，2段顶管施工，其中3#井至4#井顶段为直径长为960m直线4‰上坡顶段，属长距离顶管施工，由于顶管顶进施工时管节是随着顶段的延伸跟进的，是属于动态测量，而且必须单向顶进至出洞井，对管内测量的精度要求较高。每节管节从吊入，安装到开顶有2个小时的空余时间来进行实时测量，传统测量方法耗时长、洞内转点精度不能保证、测量人员操作较为复杂，且全自动导向系统测量方法成本太高，本段顶段又为直线，故采用本发明中的方法进行测量。顶管工程洞内测量需要测量人员24小时不间断的测量，基本上每顶进一到二节管子就要进行机头中心偏位测量，本顶段不采用传统测量方法是为了减少转点带来的误差保证测量成果精度、节省人工成本。直线顶段洞内测量采用此方法的同时采用传统洞内转点测量方法进行比较，从而进一步确定此法的优缺点，精度、时间等等。

Claims (3)

1.一种长距离直线顶管中心简易控制测量系统，包括顶管、激光笔和可调节笔座装置，其特征在于所述的顶管的中线处安装若干个等间距分布的可调节笔座和激光笔，激光笔的激光发射方向统一指向顶管顶进的方向，工作井内设有测量仪，经测量仪建立管道中线，使各激光笔与管道中线重合处于同一条直线内，顶管机头中心处设有靶标，靠近顶管机头的激光笔指向靶标中心，从而控制顶进机头的左右上下偏位。

2.一种采用如权利要求1所述的长距离直线顶管中心简易控制测量系统的测量方法，其特征在于方法如下：管顶中线处安装若干个等间距分布的可调节笔座和激光笔，激光笔的激光发射方向统一指向顶进的方向，利用工作井内的经纬仪或全站仪建立的管道中线指向激光笔尾端中心，打开激光笔光源，调节各激光笔的相对位置，使各激光笔与管道中线重合处于同一条直线内，最前一个激光笔指向机头中心处预设好的靶标中心，从而控制顶进中机头的左右上下偏位。

3.如权利要求1所述的一种长距离直线顶管中心简易控制测量方法，其特征在于所述的方法具体步骤如下：

a.安装可调节笔座，在地面根据激光笔发射的光束的距离来确定将可调节笔座安装的具体管节内，根据两吊装孔分出管内中心，将上下左右可调笔座安装管内壁分中处；

b.激光笔尾端改造，将激光笔尾端进行十字分中，确定中心点，贴上反光片，反光片中心与前端发射的光束中心位于同一直线上；

c.安装调试激光笔，根据工作井内建好站并指向正确方向的仪器，从后至前端机头处依次安装并调试激光笔的相对位置，使各激光笔位于一条绝对直线上；

d.测量，利用每次焊接管节的时间，确定工作井处仪器指向正确方向，测量人员进入管内依次查看激光管位置是否有移动，如移动利用可调笔座调整回来即可，测量人员至机头处用三角板量取机头标靶中心与激光点距离，即可确定中线偏差具体数值，反馈至机房。