CN219774129U - 用于盾构始发过站的双滚动多层辅助支架自动测距装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种用于盾构始发过站的双滚动多层辅助支架自动测距装置，包括角钢支架、竖向滚筒、横置滚筒、滚筒固定端、行进距离监测器，角钢支架为多层支架，用于分类放置盾构机配套管线设备，每层支架设置有两个竖向滚筒、一个横置滚筒、两个滚筒固定端；盾构机配套管线设备，分类放置于横置滚筒上，通过竖向滚筒、横置滚筒辅助盾构机配套管线设备的前进；行进距离监测器，固定于横置滚筒的端部，用来实时监测行进距离。本申请装置能够有效解决施工场地混乱无序、行进距离难以测量的问题；同时减少人力、机械成本，提高工作效率，具有安装方便、操作简单、成本低、牢固可靠、通用性好等优点。

Description

用于盾构始发过站的双滚动多层辅助支架自动测距装置

技术领域

本申请涉及一种用于盾构始发过站的双滚动多层辅助支架自动测距装置，属于地铁盾构施工配套设备领域。

背景技术

随着经济的发展，地铁、隧道在城市当中应用的越来越广，盾构法以其快速、安全、环保等优点已逐渐成为城市地下隧道建设最主要的施工方法之一。而盾构始发作为盾构法施工的关键工序之一，往往会碰到诸多问题。

其中，因为复杂地层环境等问题，盾构始发在盾体下到始发井拼装后，其后空间经常不满足后续台车等工作场地的布置安排，工作场地因此需要后移。因此在盾体与配套台车中间的这段空间，盾构机的油管、电缆等设备常被随意置于地面，易引发施工事故，施工风险高，且不方便行进距离的测量，急需相关的研究改进此类问题。

发明内容

为克服盾构始发过站盾体与配套台车距离长、盾体与配套台车之间油管电缆无序摆放引发施工风险与增加工作量的问题，本申请提供了用于盾构始发双滚动多层辅助支架自动测距装置，能够有效解决施工场地混乱无序、行进距离难以测量的问题。

技术方案：

一种用于盾构始发过站的双滚动多层辅助支架自动测距装置，用于地铁盾构施工，包括角钢支架2、竖向滚筒1、横置滚筒5、滚筒固定端6、行进距离监测器7，其中：

所述角钢支架2为多层支架，用于分类放置盾构机配套管线设备；

所述角钢支架2的每层支架设置有两个竖向滚筒1、一个横置滚筒5、两个滚筒固定端6；

所述滚筒固定端6，固定于竖向滚筒1下方、横置滚筒5的两侧，用于固定竖向滚筒1与横置滚筒5；

所述竖向滚筒1，竖向固定于所述角钢支架2的两内侧，其底端通过滚轴与滚筒固定端6连接，可绕滚轴滚动；

所述横置滚筒5，水平固定于所述角钢支架2的每层支架下部，其两端通过滚轴与滚筒固定端6连接，可绕滚轴滚动；

所述盾构机配套管线设备，一端与盾构机连接，分类放置于横置滚筒5上，且位于两个竖向滚筒1中间，通过竖向滚筒1、横置滚筒5辅助盾构机配套管线设备的前进；

所述行进距离监测器7，固定于横置滚筒5的端部，用来实时监测放置于横置滚筒5上的盾构机配套管线的行进距离。

进一步地，所述盾构机配套设备包括盾构机油管3、盾构机电缆4；所述盾构机油管3、盾构机电缆4，一端与盾构机连接，分类放置于横置滚筒5上，且位于两个竖向滚筒1中间，通过竖向滚筒1、横置滚筒5辅助盾构机油管3、盾构机电缆4的前进。

进一步地，所述行进距离监测器7，包括高敏变阻器701、DSP芯片702、行进距离监测器控制开关703，其中：

若干个高敏变阻器701均匀固定于DSP芯片外部，随着横置滚筒5的转动，阻值会随之改变，主要作用是通过改变阻值改变入射电流；

DSP芯片702，固定在横置滚筒5端部，用于对不同的入射电流进行信息交互处理，根据输入的电流得出相应的旋转角度α，从而计算得到盾构机的行进距离l，其计算公式如下：

式中，D为横置滚筒5的直径；

行进距离监测器控制开关703，固定于DSP芯片702表面，主要作用是控制DSP芯片的开启与关闭，更好确定行进距离监测的准确性。

进一步地，所述装置还包括：

支撑固定杆9，与角钢支架2斜向连接，用于加固稳定角钢支架2；

高强H型钢底座8，用于放置角钢支架2和支撑固定杆9。

进一步地，所述支撑固定杆9通过螺栓与角钢支架2连接，所述角钢支架2和支撑固定杆9通过螺栓固定于高强H型钢底座8上。

本申请与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本申请装置具有多层多维同步带动盾构始发过站时各类管线前行移动的特点。本申请装置分为左右两列，每一列分为上下两层，每一层皆可以用来放置盾构机的油管、电缆等设备，现场可根据需要将缆线设备分类放置，解决了现场混乱无序的问题。同时缆线设备不是单纯的放在支架上，而是置于滚筒上，通过装置上的竖向滚筒1与横置滚筒5，当盾构机行进时，可以极大方便了缆线设备的移动，辅助油管电缆等缆线设备的前进，减少人力、机械成本，提高工作效率。

(2)本申请装置具有实时精确监测盾构行进距离的特点。本申请装置上安装有行进距离监测器7，通过高敏变阻器701的阻值变化可以测定出横置滚筒5的旋转角度，进而利用滚筒的直径可以通过DSP芯片702计算出盾构机行进的距离l，从而更好对施工现场进行监测，把控施工进度。

行进距离l计算公式如下：

式中，D为横置滚筒5的直径，α为横置滚筒5旋转的角度。

最终行进距离l_d计算公式如下：

式中，n为工程项目中盾体10和配套台车11之间布设的本申请装置的数量；l₁为盾体10和配套台车11之间第一台装置所测得的行进距离；l₂为盾体10和配套台车11之间第二台装置所测得的行进距离，以此类推，l_n为盾体10和配套台车11之间第n台装置所测得的行进距离。

(3)本申请装置具有安装方便，操作简单，成本低，牢固可靠、通用性好等优点。

附图说明

图1为本申请装置应用实施例示意图；

图2为实施例装置剖面图；

图3为图2所示装置左视图；

图4为行进距离监测器7剖面示意图。

其中，

1为竖向滚筒，2为角钢支架，3为盾构机油管，4为盾构机电缆，5为横置滚筒，6为滚筒固定端，

7为行进距离监测器，701为高敏变阻器，702为DSP芯片，703为行进距离监测器控制开关，

8为高强H型钢底座，9为支撑固定杆，

10为盾体，11为配套台车。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及其附图对本申请提供的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本申请的优点和特征将更加清楚。

需要说明的是，本申请的实施例有较佳的实施性，并非是对本申请任何形式的限定。本申请实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。本申请优选实施方式的范围也可以包括另外的实现，且这应被本申请实施例所属技术领域的技术人员所理解。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限定。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

本申请的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本申请实施例的目的，并非是限定本申请可实施的限定条件。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的效果及所能达成的目的下，均应落在本申请所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。且本申请各附图中所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

一种用于盾构始发过站的双滚动多层辅助支架自动测距装置，用于地铁盾构施工，如图1、图2所示，包括角钢支架2、竖向滚筒1、横置滚筒5、滚筒固定端6、行进距离监测器7，其中：

所述角钢支架2为多层支架，用于分类放置盾构机配套管线设备；

所述角钢支架2的每层支架设置有两个竖向滚筒1、一个横置滚筒5、两个滚筒固定端6；

所述滚筒固定端6，固定于竖向滚筒1下方、横置滚筒5的两侧，用于固定竖向滚筒1与横置滚筒5；

所述竖向滚筒1，竖向固定于所述角钢支架2的两内侧，其底端通过滚轴与滚筒固定端6连接，可绕滚轴滚动；

所述横置滚筒5，水平固定于所述角钢支架2的每层支架下部，其两端通过滚轴与滚筒固定端6连接，可绕滚轴滚动；

所述盾构机配套管线设备，一端与盾构机连接，分类放置于横置滚筒5上，且位于两个竖向滚筒1中间，通过竖向滚筒1、横置滚筒5辅助盾构机配套管线设备的前进；作为实施例，举例而非限定，所述盾构机配套设备包括盾构机油管3、盾构机电缆4；所述盾构机油管3、盾构机电缆4，一端与盾构机连接，分类放置于横置滚筒5上，且位于两个竖向滚筒1中间，通过竖向滚筒1、横置滚筒5辅助盾构机油管3、盾构机电缆4的前进；

所述行进距离监测器7，固定于横置滚筒5的端部(可视工程现场需要选择具体的横置滚筒5来固定行进距离监测器7，作为实施例，举例而非限定，选取其中一个横置滚筒5来固定行进距离监测器7)，用来实时监测放置于横置滚筒5上的盾构机配套管线(实施例中为盾构机油管3、盾构机电缆4)的行进距离。

如图4所示，行进距离监测器7，包括高敏变阻器701、DSP芯片702、行进距离监测器控制开关703。

若干个高敏变阻器701均匀固定于DSP芯片702外部，随着横置滚筒5的转动，阻值会随之改变，主要作用是通过改变阻值改变入射电流。

DSP芯片702，固定在横置滚筒5端部，可以对不同的入射电流进行信息交互处理，根据输入的电流得出相应的旋转角度α，通过计算得出盾构机的行进距离。

行进距离监测器控制开关703，固定于DSP芯片702表面，主要作用是控制DSP芯片的开启与关闭，更好确定行进距离监测的准确性。

进一步地，如图1、图3所示，所述装置还包括：

支撑固定杆9，与角钢支架2斜向连接，用于加固稳定角钢支架2；

高强H型钢底座8，用于放置角钢支架2和支撑固定杆9。

进一步地，所述支撑固定杆9通过螺栓与角钢支架2连接；所述角钢支架2和支撑固定杆9通过螺栓固定于高强H型钢底座8上。

实施例中，如图2所示，本装置整体由角钢支架2分为左右两列，每列分为上下两层，共四个区域，确保盾构机油管3、盾构机电缆4等配线设备的有序分类。其中每个区域配有两个竖向滚筒1，一个横置滚筒5，辅助盾构机油管、盾构机电缆等设备的前进。

实施例中，根据现场距离铺设了三个盾构始发过站的双滚动多层辅助支架自动测距装置，其安装完成后的现场工作图如图1所示。其中，盾体10，包括刀盘、前盾、中盾及盾尾，是盾构机的主要构成部分；配套台车11，作为盾构机后续施工的配套设施，提供油脂、供电、水路、泥浆等物资。

结合实施例，本申请具体施工过程如下：

1.施工前期准备。提前视察监测场地的情况，确保施工环境的安全，盾体10、配套台车11依次下到始发井内后将施工器械有序依次运至场地。

2.H型钢底座8的铺设。选取合适的场地铺设200mm×200mm的H型钢，视施工场地需要铺设H型钢的长度，本实施例铺设长度为12000mm。

3.架设角钢支架2与支撑固定杆9。在H型钢底座铺设好后，在H型钢底座上安装角钢支架2与支撑固定杆9，两者皆采用80mm×80mm的角钢，角钢支架2与支撑固定杆9之间的夹角为30°，与高强H型钢底座8采取螺栓连接，确保整体支架的稳定性。

4.滚筒固定端与滚筒的安装。在确保整体支架安装稳定后，先将滚筒固定端6用螺栓与角钢支架2连接，再分别将横置滚筒5、竖向滚筒1的滚轴与滚筒固定端6进行连接，确保滚筒能正常滚动。

5.分类放置电缆管道。在滚筒安装完后，将盾构机相关配套电缆、管线等设备进行分类，再根据需要放到不同的横置滚筒5上面，并将管线等接到配套台车11上的相应设备上，缆线设备的铺设应避免松垮，铺设连接后的缆线应有一定张力，从而确保行进距离监测的准确性，本实施例中缆线设备仅显示为盾构机油管3与盾构机电缆4。

6.行进距离监测器的工作原理。在所有设备安装完成后，盾构机开始进行工作前，打开行进距离监测器控制开关703，DSP芯片702开始工作，当盾构机前进时，会带动横置滚筒5上面的管线设备，从而产生滚动。在横置滚筒5进行滚动后，高敏变阻器701内的阻值会随着滚动的角度改变而发生变化，从而引起DSP芯片702内的入射电流改变，通过公式算出行进距离，当盾构机停止掘进时，及时关闭行进距离监测器控制开关703。

7.计算最终行进距离。本申请装置的数量应根据现场实际需要设定。假设在盾体10与配套台车11之间铺设数量n的装置，故最终行进距离l_d可以通过下式求得：

其中，l₁为盾体10和配套台车11之间第一台装置所测得的行进距离；l₂为盾体10和配套台车11之间第二台装置所测得的行进距离，以此类推，l_n为盾体10和配套台车11之间第n台装置所测得的行进距离。

上述描述仅是对本申请较佳实施例的描述，并非是对本申请范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本申请技术方案保护的范围。

Claims (5)

1.一种用于盾构始发过站的双滚动多层辅助支架自动测距装置，用于地铁盾构施工，其特征在于，包括角钢支架(2)、竖向滚筒(1)、横置滚筒(5)、滚筒固定端(6)、行进距离监测器(7)，其中：

所述角钢支架(2)为多层支架，用于分类放置盾构机配套管线设备；

所述角钢支架(2)的每层支架设置有两个竖向滚筒(1)、一个横置滚筒(5)、两个滚筒固定端(6)；

所述滚筒固定端(6)，固定于竖向滚筒(1)下方、横置滚筒(5)的两侧，用于固定竖向滚筒(1)与横置滚筒(5)；

所述竖向滚筒(1)，竖向固定于所述角钢支架(2)的两内侧，其底端通过滚轴与滚筒固定端(6)连接，可绕滚轴滚动；

所述横置滚筒(5)，水平固定于所述角钢支架(2)的每层支架下部，其两端通过滚轴与滚筒固定端(6)连接，可绕滚轴滚动；

所述盾构机配套管线设备，一端与盾构机连接，分类放置于横置滚筒(5)上，且位于两个竖向滚筒(1)中间，通过竖向滚筒(1)、横置滚筒(5)辅助盾构机配套管线设备的前进；

所述行进距离监测器(7)，固定于横置滚筒(5)的端部，用来实时监测放置于横置滚筒(5)上的盾构机配套管线的行进距离。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盾构机配套设备包括盾构机油管(3)、盾构机电缆(4)；所述盾构机油管(3)、盾构机电缆(4)，一端与盾构机连接，分类放置于横置滚筒(5)上，且位于两个竖向滚筒(1)中间，通过竖向滚筒(1)、横置滚筒(5)辅助盾构机油管(3)、盾构机电缆(4)的前进。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述行进距离监测器(7)，包括高敏变阻器(701)、DSP芯片(702)、行进距离监测器控制开关(703)，其中：

若干个高敏变阻器(701)均匀固定于DSP芯片外部，随着横置滚筒(5)的转动，阻值会随之改变，主要作用是通过改变阻值改变入射电流；

DSP芯片(702)，固定在横置滚筒(5)端部，用于对不同的入射电流进行信息交互处理，根据输入的电流得出相应的旋转角度α，从而计算得到盾构机的行进距离l，其计算公式如下：

式中，D为横置滚筒的直径；

行进距离监测器控制开关(703)，固定于DSP芯片(702)表面，主要作用是控制DSP芯片的开启与关闭。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

支撑固定杆(9)，与角钢支架(2)斜向连接，用于加固稳定角钢支架(2)；

高强H型钢底座(8)，用于放置角钢支架(2)和支撑固定杆(9)。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述支撑固定杆(9)通过螺栓与角钢支架(2)连接，所述角钢支架(2)和支撑固定杆(9)通过螺栓固定于高强H型钢底座(8)上。