CN219420865U - 一种顶管施工用监控装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及顶管施工监测的技术领域，公开了一种顶管施工用监控装置，包括信号传输单元、监控终端、若干个采集控制单元和若干组信号获取单元，每一中继间和顶管之间设置一个采集控制单元和一组信号获取单元，各组信号获取单元电连接于对应的采集控制单元，各采集控制单元电连接于信号传输单元，信号传输单元电连接于监控终端，监控终端设置在始发井外，相对于现有的顶管施工方法，本申请装置实现了实时远程监控施工管道内情况的效果，降低了施工管道外的施工人员因不了解管道内情况误操作，而危及施工管道内的施工人员生命安全的可能性。

Description

一种顶管施工用监控装置

技术领域

本申请属于顶管施工监测的技术领域，尤其是涉及一种顶管施工用监控装置。

背景技术

顶管施工技术是一种非开挖式的地下管道铺设技术，具有施工精度高，适用条件宽，施工成本低和环境污染小等优点；长距离大直径顶管施工中需要事先在土方层挖好始发井和接收井，同时布置多个中继间单元，通过主顶油缸及管道间中继间的推力，将顶管和掘进机从始发井开始推进，推进至掘进机到达接收井，然后将掘进机吊出，最后将管道埋在两井之间，从而实现非开挖法的地下管道铺设；传统的顶管施工中，主要通过人力进入施工管道内部观测施工管道内的情况，这种方式需要容易造成信号传达不及时导致外部施工人员误操作，使施工管道内的施工人员有生命危险。

因此，针对上述相关技术，现有顶管施工存在安全性较差的问题。

实用新型内容

本申请提供一种顶管施工用监控装置，用于提高顶管施工的安全性。

本申请需要解决的技术问题采取如下技术方案实现：

一种顶管施工用监控装置，包括信号传输单元、监控终端、若干个采集控制单元和若干组信号获取单元，每一中继间和顶管之间设置一个所述采集控制单元和一组所述信号获取单元，各组所述信号获取单元电连接于对应的所述采集控制单元，各所述采集控制单元电连接于所述信号传输单元，所述信号传输单元电连接于所述监控终端，所述监控终端设置在始发井外。

通过上述技术方案，信号获取单元用于获取每一中继间和顶管之间的检测信息；采集控制单元能够通断电信号获取单元的供电回路，用于接收信号获取单元的检测信息，作为信号采集的中继节点；信号获取单元将获取到的检测信息传输给对应的采集控制装置，各采集控制装置再通过信号传输单元汇总给位于始发井外的监控终端；相对于现有的顶管施工方法，本申请装置实现了实时远程监控施工管道内情况的效果，降低了管道外的施工人员因不了解管内情况误操作，而危及施工管道内的施工人员生命安全的可能性，从而提高了顶管施工的安全性。

可选的，所述信号获取单元包括摄像器，所述摄像器固定连接于中继间的内壁，所述摄像器位于中继间远离始发井的一端，所述摄像器电连接于所述采集控制单元。

通过上述技术方案，摄像器能够获取中继间和与中继间连通管道内的图像信息；摄像器靠近中继间远离始发井的一端设置并且电连接于采集控制单元，使摄像器能够拍摄到中继间和相邻的顶管间的间隔图像，以便于管道外的施工人员及时得知中继间和相邻的顶管之间是否有人员作业，降低管外人员执行误操作的可能性，从而进一步提高了顶管施工的安全性。

可选的，所述信号获取单元还包括行程检测器，所述行程检测器连接于中继间远离始发井的一端，所述行程检测器的感应头朝向与中继间相邻的顶管，所述行程检测器电连接于所述采集控制单元。

通过上述技术方案，当中继间推动顶管朝远离始发井的方向运动时，此时顶管相对于中继间朝接收井运动，行程检测器能够检测到顶管和中继间之间的相对距离，从而获取顶管相对位移信息，行程检测器再将相对位移信息发送给采集控制单元，以便于施工人员根据相对位移信息，对中继间的推动行程进行调整。

可选的，所述信号获取单元还包括压力传感器，所述压力传感器固定连接于顶管，所述压力传感器的受力面抵接中继间远离始发井的一端，所述压力传感器电连接于所述采集控制单元。

通过上述技术方案，压力传感器的受力面抵接中继间远离始发井的一端，通过检测中继间和顶管之间的压力，间接测量得到中继间施加给远离始发井顶管的顶进力，压力传感器再将测量值发送给采集控制单元，以便于施工人员及时得知中继间对顶管施加力的大小，并进行适应性调整。

可选的，所述信号传输单元包括光纤环网，各所述采集控制单元通过所述光纤环网电连接于所述监控终端。

通过上述技术方案，光纤环网是一种有线通信高速网络，通信稳定且适用于长距离顶管施工；光纤环网接通各采集控制单元的通讯回路，各采集控制单元件将采集到的信息汇总给光纤环网，光纤环网再将信息传输给监控终端，从而实现监控终端实时获取施工管道内检测信息的效果。

可选的，所述监控终端包括视频处理单元，所述视频处理单元通过所述光纤环网电连接于各所述采集控制单元。

通过上述技术方案，视频处理单元用于接收采集控制单元采集到的图像信息，对图像信息进行存储和处理，优化图像的清晰度，以提高监控效果。

可选的，所述监控终端包括工作站，所述工作站通过所述光纤环网电连接于各所述采集控制单元，所述工作站设置有监控屏。

通过上述技术方案，工作站通过光纤环网远程电连接于各采集控制单元，以实现工作站和各采集控制单元的远程交互；工作站通过监控屏显示各段工作管道内的检测信息，以便于施工人员观测施工管道内的情况。

可选的，所述摄像器为红外摄像球机。

通过上述技术方案，红外摄像球机能够通过红外热成像获取漆黑的施工管道内的图像信息，受亮度影响较小，以便于施工人员观测施工管道内的情况。

综上，本申请包括以下至少一种有益的技术效果：

1. 相对于现有的顶管施工方法，本申请装置实现了实时远程监控施工管道内情况的效果，降低了管道外的施工人员因不了解管内情况误操作，而危及施工管道内的施工人员生命安全的可能性，从而提高了顶管施工的安全性。

2. 摄像器能够获取中继间和与中继间连通管道内的图像信息；摄像器靠近中继间远离始发井的一端设置并且电连接于采集控制单元，使摄像器能够拍摄到中继间和相邻的顶管间的间隔图像，以便于管道外的施工人员及时得知中继间和相邻的顶管之间是否有人员作业，降低管外人员执行误操作的可能性，从而进一步提高了顶管施工的安全性。

3. 工作站通过光纤环网远程电连接于各采集控制单元，以实现工作站和各采集控制单元的远程交互；工作站通过监控屏显示各段工作管道内的检测信息，以便于施工人员观测施工管道内的情况。

附图说明

图1是本申请实施例中顶管施工用监控装置的结构示意图；

图2是本申请实施例中顶管施工用监控装置、中继间、顶管和土方层连接示意图；

图3是图2中A部分的放大图。

附图标记说明：

100、中继间；101、中继油缸；102、传动件；200、顶管；201、联动件；300、始发井；400、土方层；1、信号传输单元；11、光纤环网；12、光纤收发器；2、监控终端；21、视频处理单元；22、工作站；221、监控屏；23、服务器；3、采集控制单元；4、信号获取单元；41、摄像器；42、行程检测器；43、压力传感器；5、反射器；6、支撑板。

具体实施方式

现有技术中，如图2和图3所示，长距离大直径顶管200施工中需要事先在土方层400挖好始发井300和接收井，同时布置多个中继间100单元，中继间100内远离始发井300的一端固定连接有中继油缸101，中继油缸101的传动端固定连接有传动件102，传动件102抵接相邻的顶管200的联动件201，通过主顶油缸及管道间中继油缸101的推力，将顶管200和掘进机从始发井300开始推进，推进至掘进机到达接收井，然后将掘进机吊出，最后将管道埋在两井之间，从而实现非开挖法的地下管道铺设。

以下结合附图1-3对本申请做进一步详细说明。

本申请实施例公开一种顶管施工用监控装置，用于提高顶管200施工的安全性。

参照图1和图2，顶管施工用监控装置包括信号传输单元1、监控终端2、若干个采集控制单元3和若干组信号获取单元4，每一中继间100和顶管200之间安装一个采集控制单元3和一组信号获取单元4，信号获取单元4用于获取中继间100和顶管200之间的实时检测信息；位于同一区域内的信号获取单元4通过硬接线连接于采集控制单元3，采集控制单元3作为信号采集的中转站点，能通断电信号获取单元4的并接收信号获取单元4的检测信息；信号传输单元1包括光纤环网11和光纤收发器12，光纤环网11作为一种有线通信高速网络，其稳定性较高，能够适用于长距离信号输送；各采集控制单元3电连接于光纤环网11，光纤环网11作为信号总线，汇总各采集控制单元3的信息；光纤环网11电连接于光纤收发器12，光纤收发器12电连接于监控终端2，光纤收发器12接收光纤环网11的汇总信息后，将汇总信息发送给监控终端2，监控终端2显示汇总信息；相对于现有的顶管200施工方法，本申请装置实现了远程监控施工管道内情况的效果，降低了施工管道外的施工人员因不了解施工管道内情况执行误操作，而导致管道内施工人员陷入生命危险的情况，从而提高了顶管200施工的安全性。

优选的，采集控制单元3为PLC控制单元，具有较好的可靠性。

参照图1和图3，信号获取单元4包括摄像器41、行程检测器42和压力传感器43，摄像器41为红外摄像球机，基于红外热成像原理，摄像器41能够在漆黑的施工管道内获取图像信息，其受亮度的影响较小；摄像器41固定连接于中继间100的内壁并且位于中继间100远离始发井300的一端，当摄像器41工作时，会拍摄中继间100和相邻顶管200的连接图像和中继间100连通管道内的图像，以便于施工人员及时得知中继间100和相邻顶管200的间隔情况，例如中继间100和顶管200的间隔大小，间隔上是否有人员在进行施工等，中继间100和顶管200的间隔有施工人员时，摄像器41能够得到管内人员的热成像；摄像器41电连接于采集控制单元3，以实现热成像检测信号的传输，从而降低管外人员误操作的可能性，进而提高了顶管200施工的安全性；在本实施例中，行程检测器42为激光测距仪，具有较高的检测精度，行程检测器42固定连接于传动件102靠近顶管200的一侧，行程检测器42的感应头朝向顶管200，行程检测器42电连接于采集控制单元3，当行程检测器42工作时能够实时测量中继间100和顶管200的相对距离，以获取顶管200相对位移信息，并将相对位移信息发送给采集控制单元3，以便于管道外的施工人员及时得知顶管200的运动距离，并做出适应性调整；优选的，本申请的装置还包括反射器5和支撑板6，支撑板6固定连接于顶管200靠近中继间100的一端，反射器5固定连接于支撑板6靠近中继间100的一侧，反射器5对准行程检测器42的感应头，以提高测量的精度；在本实施例中，压力传感器43内置有应变片（图例未示出），压力传感器43固定连接于顶管200的联动件201，压力传感器43的受力面抵接传动件102，当中继间100内的中继油缸101向顶管200施加顶进力时，压力传感器43受到力的作用发生形变，基于应变效应，间接测出顶进力的大小，压力传感器43电连接于采集控制单元3，压力传感器43将测量值传输给采集控制单元3，从而便于施工人员及时得知中继间100对顶管200施加力的大小，调整中继间100对顶管200的顶进力。

参照图1和图2，监控终端2包括服务器23、工作站22和视频处理单元21，服务器23通过光纤环网11电连接于各采集控制单元3，服务器23用于存储采集控制单元3采集到的数据信息；工作站22通过光纤环网11远程电连接于各采集控制单元3，以实现工作站22和各采集控制单元3的远程交互，工作站22能够远程控制对应的采集控制单元3工作，并且接收实时接收各采集控制单元3的图像信息、相对位移信息和顶进力信息，远程监控各段中继间100和顶管200之间的实际情况；工作站22设置有监控屏221，管道外的施工人员能够通过监控屏221监视各段工作管道内的图像信息、相对位移信息和顶进力信息；视频处理单元21通过光纤环网11电连接于各采集控制单元3，用于接收采集控制单元3采集到的图像信息，对图像信息进行存储和处理，优化图像的清晰度，以提高监控效果；在本实施例中，服务器23、工作站22和视频处理单元21均双向电连接，以实现服务器23、工作站22和视频处理单元21之间的交互和信息传递。

本实施例的实现原理如下：

信号获取单元4包括压力传感器43、行程检测器42和摄像器41，基于压力传感器43检测中继间100和顶管200之间推进力，基于行程检测器42检测中继间100和顶管200之间的相对位移，基于摄像器41获取中继间100和顶管200获取之间的间隔图像，将各检测信号传输给对应采集控制单元3，各采集控制单元3通过光纤环网11将各检测信号传送给监控终端2，从而实现了远程监控施工管道内情况的效果，降低了施工管道外的施工人员因不了解施工管道内情况执行误操作的情况，从而提高了顶管200施工的安全性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种顶管施工用监控装置，其特征在于：包括信号传输单元(1)、监控终端(2)、若干个采集控制单元(3)和若干组信号获取单元(4)，每一中继间(100)和顶管(200)之间设置一个所述采集控制单元(3)和一组所述信号获取单元(4)，各组所述信号获取单元(4)电连接于对应的所述采集控制单元(3)，各所述采集控制单元(3)电连接于所述信号传输单元(1)，所述信号传输单元(1)电连接于所述监控终端(2)，所述监控终端(2)设置在始发井(300)外。

2.根据权利要求1所述的一种顶管施工用监控装置，其特征在于：所述信号获取单元(4)包括摄像器(41)，所述摄像器(41)固定连接于中继间(100)的内壁，所述摄像器(41)位于中继间(100)远离始发井(300)的一端，所述摄像器(41)电连接于所述采集控制单元(3)。

3.根据权利要求1所述的一种顶管施工用监控装置，其特征在于：所述信号获取单元(4)还包括行程检测器(42)，所述行程检测器(42)连接于中继间(100)远离始发井(300)的一端，所述行程检测器(42)的感应头朝向与中继间(100)相邻的顶管(200)，所述行程检测器(42)电连接于所述采集控制单元(3)。

4.根据权利要求1所述的一种顶管施工用监控装置，其特征在于：所述信号获取单元(4)还包括压力传感器(43)，所述压力传感器(43)固定连接于顶管(200)，所述压力传感器(43)的受力面抵接中继间(100)远离始发井(300)的一端，所述压力传感器(43)电连接于所述采集控制单元(3)。

5.根据权利要求1所述的一种顶管施工用监控装置，其特征在于：所述信号传输单元(1)包括光纤环网(11)，各所述采集控制单元(3)通过所述光纤环网(11)电连接于所述监控终端(2)。

6.根据权利要求5所述的一种顶管施工用监控装置，其特征在于：所述监控终端(2)包括视频处理单元(21)，所述视频处理单元(21)通过所述光纤环网(11)电连接于各所述采集控制单元(3)。

7.根据权利要求5所述的一种顶管施工用监控装置，其特征在于：所述监控终端(2)包括工作站(22)，所述工作站(22)通过所述光纤环网(11)电连接于各所述采集控制单元(3)，所述工作站(22)设置有监控屏(221)。

8.根据权利要求2所述的一种顶管施工用监控装置，其特征在于：所述摄像器(41)为红外摄像球机。