CN219034719U - 一种用于管幕顶管施工的纠偏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，包括物联网监测配套传感器单元和信号线传输通道；管幕顶管具有可调钻头及与可调钻头连接的钻杆，钻杆一端与可调钻头连接，另一端与顶推盘连接，顶推盘远离可调钻头一侧安装有动力头调整油缸；信号线传输通道设于钻杆及顶推盘内；物联网监测配套传感器单元设于钻杆内，物联网监测配套传感器单元包括静力水准仪、激光测距仪及倾角仪。本实用新型中公开的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置通过激光信号、静力水准仪及倾角仪读数同时反馈，对钻头进行精准定位，避免造成管幕顶管打设定位错误，确保管幕钢管结构能够按照设计路径进行架设，能够有效保证管幕施工顶管钻进的质量以及施工的安全性。

Description

一种用于管幕顶管施工的纠偏装置

技术领域

本实用新型涉及隧道及地下工程领域，尤其涉及一种用于管幕顶管施工的纠偏装置。

背景技术

在地层较为破碎的隧道及地下工程施工过程中，常规的支护方式难以确保地层及围岩稳定性，管幕法施工作为新型超前支护方式得以推广，但管幕法施工过程中顶管顶进和定位的质量是目前所面临的巨大困难，对钻头顶进时存在的角度偏差是必须要解决的问题。

现有技术中通常采用激光纠偏装置对钻头进行纠偏，但传统的激光纠偏不能有效地解决管幕施工过程中遇到软硬程度相差较大岩层时发生钻头顶进的偏差，不能确保管幕钢管结构按照设计路径进行架设，导致管幕施工顶管钻进的质量降低，同时也会降低施工时的安全性。

发明内容

本实用新型提供一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，以克服上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，包括物联网监测配套传感器单元和信号线传输通道；

管幕顶管具有可调钻头及与所述可调钻头连接的钻杆，所述钻杆一端与所述可调钻头连接，另一端与顶推盘连接，所述顶推盘远离所述可调钻头一侧安装有动力头调整油缸；所述信号线传输通道设于所述钻杆及所述顶推盘内；

所述钻杆内部设有空腔，所述物联网监测配套传感器单元设于所述钻杆内，且所述物联网监测配套传感器单元固定于所述可调钻头靠近所述顶推盘一侧；

所述物联网监测配套传感器单元包括静力水准仪、激光测距仪及倾角仪。

进一步的，所述静力水准仪设于所述激光测距仪上方，所述静力水准仪沿所述可调钻头顶进方向水平设置多个。

进一步的，所述倾角仪安装于所述激光测距仪的两侧。

进一步的，所述可调钻头靠近所述顶推盘一侧固定有固定框板，所述静力水准仪、所述激光测距仪及所述倾角仪均设置于所述固定框板内。

进一步的，所述激光测距仪外设有固定钢板，所述固定钢板底部固定于所述固定框板上，所述静力水准仪设于所述固定钢板上，所述倾角仪固定于所述固定钢板的两侧。

与现有的管幕顶管施工的纠偏装置相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中公开的用于管幕顶管施工的纠偏装置通过激光信号读数、静力水准仪读数及倾角仪读数同时反馈，对钻头在竖直及水平方向上进行精准定位，反馈的信息更多，控制角度及方向上更为精确，避免造成管幕顶管打射定位错误，能够有效保证管幕施工顶管钻进的质量，确保管幕钢管结构能够按照设计路径进行架设，进而对施工安全和施工质量起到有益作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中公开的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置与管幕顶管结构位置示意图；

图2为本实用新型实施例中公开的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置物联网监测配套传感器单元主视图；

图3为本实用新型实施例中公开的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置物联网监测配套传感器单元右视图；

图4为本实用新型实施例中公开的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置动力头调整油缸位置示意图。

图中：1、物联网监测配套传感器单元；101、静力水准仪；102、激光测距仪；103、倾角仪；2、信号线传输通道；3、可调钻头；4、钻杆；5、顶推盘；6、动力头调整油缸；61、第一油缸；62、第二油缸；63、第三油缸；64、第四油缸；7、固定框板；8、固定钢板；9、钻杆连接法兰；10、动力头；11、顶推油缸；12、顶块；13、后靠墙；14、出土栏。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

本实施例提供了一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，如图1所示，包括物联网监测配套传感器单元1和信号线传输通道2；

管幕顶管具有可调钻头3及与所述可调钻头连接的钻杆4，所述钻杆4一端与所述可调钻头3连接，另一端与顶推盘5连接，所述顶推盘5远离所述可调钻头3一侧安装有动力头调整油缸6；所述信号线传输通道2设于所述钻杆4及所述顶推盘5内；

所述钻杆4内部设有空腔，所述物联网监测配套传感器单元1设于所述钻杆4内，且所述物联网监测配套传感器单元1固定于所述可调钻头3靠近所述顶推盘5一侧；

如图2、图3所示，所述物联网监测配套传感器单元1包括静力水准仪101、激光测距仪102及倾角仪103。

具体地，本实施例中，所述钻杆4外设有出土栏14，所述出土栏14靠近所述动力头调整油缸6一侧与所述顶推盘5固定连接；所述动力头调整油缸6外连有钻杆连接法兰9，所述动力头调整油缸6一端与所述顶推盘5连接，另一端与动力头10连接，所述动力头10远离所述动力头调整油缸6一端设有顶推油缸11；所述顶推油缸11与顶块12铰接，所述顶块12远离所述顶推油缸11一端设有后靠墙13。

所述管幕顶管的所述动力头调整油缸6包括第一油缸61、第二油缸62、第三油缸63及第四油缸64，如图4所示。

本实用新型公开的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，其工作过程、或原理具体如下：

物联网监测配套传感器单元包括静力水准仪、激光测距仪及倾角仪，三种传感器协同工作，静力水准仪用于测量竖直方向上的偏差量，倾角仪用于前进方向上左右偏差角度的测量，激光测距仪通过激光信号反馈，三者可以通过调试至可与32通道振弦式数据采集系统进行正常数据传输的状态，以实现数据的统一传输，同时传输的数据通过GPRS传输至云端后同步发送至手机终端及纠偏装置，进行数据记录。通过本装置能够解决管幕施工过程中遇到软硬程度相差较大岩层时发生钻头顶进的偏差，通过激光信号读数、静力水准仪读数、倾角仪读数同时反馈及钻头姿态调整来避免造成管幕顶管打射定位错误。

当所述可调钻头3发生偏移时，所述激光测距仪102读出的距离增大，所述静力水准仪101及所述倾角仪103获得到读数；此时则应该调整动力头调整油缸6，如果顶进过程中出现铰接油缸压力过大的情况，应当稍微挖开对应油缸处的掌子面，观察前方土质情况。当所述可调钻头3及所述管体偏上时，调节所述第一油缸61和所述第四油缸64伸出距离大于所述第二油缸62和所述第三油缸63，使得所述可调钻头3缓缓向下移动至初始位置；当所述可调钻头3及所述管体偏下时，调节所述第二油缸62和所述第三油缸63伸出距离大于所述第一油缸61和所述第四油缸64，使得所述可调钻头3缓缓向上移动至初始位置；当所述可调钻头3及所述管体偏右时，调节所述第一油缸61和所述第二油缸62伸出距离大于所述第三油缸63和所述第四油缸64，使得所述可调钻头3缓缓向左移动至初始位置；当所述可调钻头3及所述管体偏左时，调节所述第三油缸63和所述第四油缸64伸出距离大于所述第一油缸61和所述第二油缸62，使得所述可调钻头3缓缓向右移动至初始位置，实现纠偏过程。

本实用新型中公开的用于管幕顶管施工的纠偏装置通过激光信号读数、静力水准仪读数及倾角仪读数同时反馈，对钻头在竖直及水平方向上进行精准定位，反馈的信息更多，控制角度及方向上更为精确，避免造成管幕顶管打射定位错误，能够有效保证管幕施工顶管钻进的质量，确保管幕钢管结构能够按照设计路径进行架设，进而对施工安全和施工质量起到有益作用。

优选的，如图2所示，所述静力水准仪101设于所述激光测距仪102上方，所述静力水准仪101沿所述可调钻头3顶进方向水平设置多个。各所述静力水准仪之间采用软管连接，所述静力水准仪101初始安装时需保证水平高度一致，当所述可调钻头3发生上下偏转时，各静力水准仪内部液体的液面高度会较初始液面高度发生变化，由于软管连接形成的连通器作用下，液面仍保持一致，但液体体积却不相同，此时通过传感器下部内置的压力检测装置能够测得当前软管内液体重力，并计算得到当前液体高度，比于传感器中的初始液体高度，即可得到钻头上下偏差高度信息情况。

优选的，如图2所示，所述倾角仪103安装于所述激光测距仪102的两侧。当所述可调钻头3发生左右位置偏差时，所述倾角仪103的角度读数会发生变化并通过信号线传输至云端及施工现场。在所述激光测距仪102两侧安装所述倾角仪103能够使得测定的所述可调钻头3的左右偏差距离更为精准。

优选的，所述可调钻头3靠近所述顶推盘5一侧固定有固定框板7，所述静力水准仪101、所述激光测距仪102及所述倾角仪103均设置于所述固定框板7内，如图2所示。所述固定框板7能够为所述静力水准仪101、所述激光测距仪102及所述倾角仪103提供安装位置，并且能够提高所述静力水准仪101、所述激光测距仪102及所述倾角仪103的稳固性。

优选的，如图2所示，所述激光测距仪12外设有固定钢板8，所述固定钢板8底部固定于所述固定框板7上，所述静力水准仪101设于所述固定钢板8上，所述倾角仪103固定于所述固定钢板8的两侧。所述固定钢板8的设置能够使所述静力水准仪101、所述激光测距仪102及所述倾角仪103之间工作时不存在互相干扰的情况，保证仪器各自测定读数更加精准，从而提高所述可调钻头的定位精准度。所述固定钢板8远离所述可调钻头3一侧面设有缺口，所述激光测距仪102发出的激光能够从所述缺口射出。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，其特征在于，包括物联网监测配套传感器单元(1)和信号线传输通道(2)；

管幕顶管具有可调钻头(3)及与所述可调钻头连接的钻杆(4)，所述钻杆(4)一端与所述可调钻头(3)连接，另一端与顶推盘(5)连接，所述顶推盘(5)远离所述可调钻头(3)一侧安装有动力头调整油缸(6)；所述信号线传输通道(2)设于所述钻杆(4)及所述顶推盘(5)内；

所述钻杆(4)内部设有空腔，所述物联网监测配套传感器单元(1)设于所述钻杆(4)内，且所述物联网监测配套传感器单元(1)固定于所述可调钻头(3)靠近所述顶推盘(5)一侧；

所述物联网监测配套传感器单元(1)包括静力水准仪(101)、激光测距仪(102)及倾角仪(103)。

2.根据权利要求1所述的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，其特征在于，所述静力水准仪(101)设于所述激光测距仪(102)上方，所述静力水准仪(101)沿所述可调钻头(3)顶进方向水平设置多个。

3.根据权利要求2所述的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，其特征在于，所述倾角仪(103)安装于所述激光测距仪(102)的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，其特征在于，所述可调钻头(3)靠近所述顶推盘(5)一侧固定有固定框板(7)，所述静力水准仪(101)、所述激光测距仪(102)及所述倾角仪(103)均设置于所述固定框板(7)内。

5.根据权利要求4所述的一种用于管幕顶管施工的纠偏装置，其特征在于，所述激光测距仪(102)外设有固定钢板(8)，所述固定钢板(8)底部固定于所述固定框板(7)上，所述静力水准仪(101)设于所述固定钢板(8)上，所述倾角仪(103)固定于所述固定钢板(8)的两侧。

Images