CN116734816A - 一种螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，在管幕钢管外壁焊接一测量辅助管，在测量辅助管的前端内部设置有激光笔，该激光笔发射出的光束由管前端沿测量辅助管内部射向管后端；测量辅助管安装完成之后，管幕钢管的公锁扣和母锁扣以测量辅助管的圆心和管幕钢管的圆心连线为轴线对称焊接，与管幕钢管连成一体；在管幕钻机外壳上固定安装测量板，使测量板的中心点和激光笔的光束重合；管幕钢管顶进时，观察测量板上激光束位置的变化，实时得知管幕钻机的钻头和管幕钢管的偏移情况。本发明解决了螺旋排土微型顶管无法实现顶进的实时测量问题，能够同时实现对已顶进完成的管幕钢管的位移实时监测。
Description
技术领域
本发明属于管幕顶管的施工技术领域，具体涉及一种螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法。
背景技术
管幕法是地下隧道暗挖施工前的一种超前支护技术，通过顶进密排钢管形成超前支护体系，钢管之间采用锁扣连接将单独的钢管组合成密闭的管幕，提高整体支护强度的同时也起到良好的止水效果。根据管幕钢管的直径和地质条件，常见的管幕施工方法有泥水平衡顶管法、土压平衡顶管法、螺旋排土微型顶管法，在小口径管幕钢管的顶进中，常采用螺旋排土微型顶管法进行施工。在大口径顶管施工过程中，在顶管机头的尾部通常设置有测量光靶和摄像装置，安放在管口前端的光源发出光束射在测量光靶上，通过摄像装置观察光束和光靶中心点的相对位置来判断管道顶进过程中的偏移情况，这种测量方法能够实现的前提是，管道内部有足够的空间安装测量光靶和摄像装置，允许管口的光束射进管道。
然而对于小口径管幕钢管顶进的螺旋排土微型顶管法来说，管道自身的直径本就很小，管道内部空间几乎被螺旋钻杆全部占据，无法安装相关的测量装置，无法做到边顶进边观察的实时测量。在现有的螺旋排土微型顶管测量方法中，通常要把顶进设备拆卸下来、螺旋钻杆撤出后才能进行测量，或者通过水位测量的方式观察管道的高程偏差，但无法获得水平方向上管道的左右偏差信息。受管道直径和施工工艺的限制，现有的方法无法实现顶进过程中的实时测量，给管幕光管顶进过程中的及时纠偏和姿态调整造成了极大困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，以解决上述背景技术中所述的螺旋排土微型顶管无法实现顶进的实时测量问题，同时实现对已顶进完成的管幕钢管的位移实时监测。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，包括以下步骤：
步骤1，在管幕钢管外壁焊接一测量辅助管，在测量辅助管的前端内部设置有激光笔，该激光笔发射出的光束与测量辅助管的轴向相平行，光束由管前端沿测量辅助管内部射向管后端；
测量辅助管安装完成之后，管幕钢管的公锁扣和母锁扣以测量辅助管的圆心和管幕钢管的圆心连线为轴线对称焊接，与管幕钢管连成一体；
步骤2，按照预定的位置固定管幕钻机，在管幕钻机的螺旋钻杆上套装步骤1所述的带有测量辅助管、公锁扣和母锁扣的管幕钢管；
步骤3，管幕钢管安放完毕后，在管幕钻机外壳上固定安装测量板，使测量板的中心点和激光笔的光束重合；
步骤4，管幕钢管顶进时，观察测量板上激光束位置的变化，实时得知管幕钻机的钻头和管幕钢管的偏移情况；
步骤5，前一根管幕钢管顶进完毕后，移动管幕钻机至下一根管幕钢管的预定位置，重复步骤2的操作；以前一根管幕钢管和下一根管幕钢管的激光束为中心，分别在管幕钻机主体的两侧安装测量板，使前一根管幕钢管上的激光束和下一根管幕钢管上的激光束分别射向这两个测量板的中心；这样，在下一根管幕钢管顶进时，能够同时实时测量该管幕钢管的偏移量，以及实时监测已经顶进完毕的前一根管幕钢管的位移变化；
步骤6，重复步骤5的操作，直至最后一根管幕钢管顶进完毕。
在上述技术方案中，所述测量辅助管为钢管。
在上述技术方案中，所述测量辅助管的直径优选为4-8cm。
在上述技术方案中，测量辅助管的中轴线和管幕钢管中轴线相互平行。
在上述技术方案中，测量辅助管前端制成锥形头，以减小顶进过程中受到的土体阻力。
在上述技术方案中，所述的公锁扣包括两个向外弯折的L型钢板，所述的母锁扣包括两个向内弯折的L型钢板。
在上述技术方案中，在步骤2中，调整该管幕钢管的姿态，使其位置和坡度满足要求，管幕钻机的顶进装置和管幕钢管之间设置顶环垫铁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明通过在管幕钢管外壁设置测量辅助管，解决了螺旋排土微型管幕顶管施工过程中无法从管道内部实现实时测量的难题；并且管幕钢管的公锁扣和母锁扣以测量辅助管的圆心和管幕钢管的圆心连线为轴线对称焊接，制作安装方便，费用较低，不会影响管幕钢管的正常顶进以及与相邻管幕钢管的连接；
（2）本发明测量过程不需要摄像装置和其他测量仪器的辅助，操作人员能够直观地观察顶进时管道的偏移情况；
（3）本发明不仅可以实时测量当前管幕钢管的偏移量，还可以实时监测顶进完毕的前一根管幕钢管的位移变化。
附图说明
图1为螺旋排土微型管幕顶管的示意图。
图2为本发明中安装测量辅助管和公母锁扣的管幕钢管正视图。
图3为本发明中前一根管幕钢管顶进测量的侧视图。
图4为本发明中前一根管幕钢管顶进测量的俯视图。
图5为本发明中前一根管幕钢管和下一根管幕钢管锁扣连接的正视图。
图6为本发明中前一根管幕钢管顶进测量以及下一根管幕钢管位移监测的俯视图。
图7为测量板的示意图。
为更好地说明本发明测量和监测的原理，清晰地展示激光束的位置，图4和图6中管幕钢管的公母锁扣未显示。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。
一种螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，参见图1-图7，具体包括以下步骤。
步骤1，在管幕钢管1外壁焊接测量辅助管8，该测量辅助管8为钢管，使测量辅助管8的中轴线和管幕钢管1中轴线相互平行。优选的，测量辅助管8的直径为4-8cm，测量辅助管8前端（即底端）制成锥形头，以减小顶进过程中受到的土体阻力。
在测量辅助管8的前端内部设置有激光笔9，该激光笔9发射出的光束与测量辅助管8的轴向相平行，光束由管前端沿测量辅助管8内部射向管后端。
测量辅助管8安装完成之后，管幕钢管1的公锁扣7和母锁扣6以测量辅助管8的圆心和管幕钢管1的圆心连线为轴线对称焊接，与管幕钢管1连成一体。如图2所示。
进一步的说，参见图2，所述的公锁扣7包括两个向外弯折的L型钢板，所述的母锁扣6包括两个向内弯折的L型钢板，进而使得相邻的两个管幕钢管1能够通过公锁扣7和母锁扣6形成连接。
步骤2，按照预定的位置固定管幕钻机20，在管幕钻机20的螺旋钻杆2上套装步骤1所述的带有测量辅助管8、公锁扣7和母锁扣6的管幕钢管1，调整该管幕钢管1的姿态，使其位置和坡度满足要求，管幕钻机20的顶进装置5和管幕钢管1之间设置顶环垫铁4。
步骤3，管幕钢管1安放完毕后，在管幕钻机外壳上固定安装测量板10，使测量板10的中心点和激光笔9的光束重合。如图3和图4所示。
步骤4，管幕钢管1顶进时，通过肉眼观察测量板10上激光束位置的变化，实时掌握管幕钻机的钻头3和管幕钢管1的偏移情况。
步骤5，前一根管幕钢管1顶进完毕后，移动管幕钻机20至下一根管幕钢管1的预定位置，重复步骤2的操作；以前一根管幕钢管和下一根管幕钢管1的激光束为中心，分别在管幕钻机主体的两侧安装测量板10，使前一根管幕钢管1上的激光束和下一根管幕钢管1上的激光束分别射向这两个测量板10的中心；这样，在下一根管幕钢管1顶进时，不仅可以实时测量该管幕钢管1的偏移量，还可以实时监测顶进完毕的前一根管幕钢管1的位移变化。如图5和图6所示。
步骤6，重复步骤5的操作，直至最后一根管幕钢管1顶进完毕。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。 而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同 名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，包括以下步骤：
步骤1，在管幕钢管外壁焊接一测量辅助管，在测量辅助管的前端内部设置有激光笔，该激光笔发射出的光束与测量辅助管的轴向相平行，光束由管前端沿测量辅助管内部射向管后端；
测量辅助管安装完成之后，管幕钢管的公锁扣和母锁扣以测量辅助管的圆心和管幕钢管的圆心连线为轴线对称焊接，与管幕钢管连成一体；
步骤2，按照预定的位置固定管幕钻机，在管幕钻机的螺旋钻杆上套装步骤1所述的带有测量辅助管、公锁扣和母锁扣的管幕钢管；
步骤3，管幕钢管安放完毕后，在管幕钻机外壳上固定安装测量板，使测量板的中心点和激光笔的光束重合；
步骤4，管幕钢管顶进时，观察测量板上激光束位置的变化，实时得知管幕钻机的钻头和管幕钢管的偏移情况；
步骤5，前一根管幕钢管顶进完毕后，移动管幕钻机至下一根管幕钢管的预定位置，重复步骤2的操作；以前一根管幕钢管和下一根管幕钢管的激光束为中心，分别在管幕钻机主体的两侧安装测量板，使前一根管幕钢管上的激光束和下一根管幕钢管上的激光束分别射向这两个测量板的中心；这样，在下一根管幕钢管顶进时，能够同时实时测量该管幕钢管的偏移量，以及实时监测已经顶进完毕的前一根管幕钢管的位移变化；
步骤6，重复步骤5的操作，直至最后一根管幕钢管顶进完毕。
2.根据权利要求1所述的螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，其特征在于：所述测量辅助管为钢管。
3.根据权利要求1所述的螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，其特征在于：所述测量辅助管的直径为4-8cm。
4.根据权利要求1所述的螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，其特征在于：测量辅助管的中轴线和管幕钢管中轴线相互平行。
5.根据权利要求1所述的螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，其特征在于：测量辅助管前端为锥形头。
6.根据权利要求1所述的螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，其特征在于：所述的公锁扣包括两个向外弯折的L型钢板，所述的母锁扣包括两个向内弯折的L型钢板。
7.根据权利要求1所述的螺旋排土微型管幕顶管的实时偏移量监测方法，其特征在于：在步骤2中，调整该管幕钢管的姿态，使其位置和坡度满足要求，管幕钻机的顶进装置和管幕钢管之间设置顶环垫铁。
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| GR01 | Patent grant | ||
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