[发明专利]一种隧道管棚测斜管的埋设和居中固定装置及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及隧道施工过程中监测量测领域，具体是一种隧道管棚测斜管的埋设和居中固定装置及方法。

【背景技术】

在浅埋软弱地层中进行隧道施工，因围岩的自稳能力差，常常需要采用超前支护措施。管棚超前支护作为浅埋暗挖隧道施工的一种重要的辅助工法，在防止塌方、控制地层沉降等方面发挥着重要作用。尤其是在隧道下穿地表构筑物和洞口开挖时，管棚超前支护更是首选的支护措施之一。管棚支护在稳定开挖围岩的同时，也产生了相应的变形，测量管棚的变形能掌握围岩动态，指导现场施工，保证施工安全，并为修正设计参数提供依据。目前主要采用在管棚内埋设测斜仪器对其进行变形量测，即通过人工推送的方式在管棚内埋设具有固定导槽的测斜管，装有导轮的测斜仪沿着导槽测量测斜管的偏移距离，以此来监测管棚位移随时间变化的规律。因此，测斜管的埋设质量对管棚位移量测至关重要。

在测斜管埋设过程中，由于测斜管直接放置在管棚管内，当测斜管接长后，测斜管与钢管之间摩擦增大，导致人工推送测斜管极其费力；同时在注浆压力下，测斜管的位置不能被固定，埋设质量不能保证。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种隧道管棚测斜管的埋设和居中固定装置及方法，方便测斜管的埋设，同时能够有效保证测斜管和管棚管处于同心，提高埋设质量。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括能够套接在测斜管的定位环，定位环的外圆周上均匀设置若干个支承部，支承部的外端设置滚珠；在测斜管和定位环安装到管棚管内时，滚珠与管棚管之间为间隙配合。

进一步地，支承部包括承托、圆形钢片和压缩弹簧，其中，承托两端开口且内端固定连接在定位环上，滚珠、圆形钢片和压缩弹簧均安装在承托内，且压缩弹簧一端连接在定位环上，另一端连接在圆形钢片一侧，圆形钢片的另一侧和滚珠相接；承托外端的口部为渐缩式结构，滚珠的直径大于承托开口最外端直径。

进一步地，支承部为三个。

进一步地，定位环包括均为弧形的第一定位环块和第二定位环块，其中，第一定位环块的一侧能够和第二定位环块的一侧相铰接，第一定位环块的另一侧能够和第二定位环块的另一侧固定相接。

进一步地，第一定位环块通过若干个连接部与第二定位环块相铰接，其中连接部包括连接块和设置在连接块内的扭转弹簧，扭转弹簧的两端伸出连接块外且分别与第一定位环块和第二定位环块相连。

进一步地，第一定位环块和第二定位环块的外侧面上设置若干对螺丝孔，第一定位环块通过配套的螺母和螺丝与第二定位环块固定相连。

进一步地，第一定位环块的弧长为150°；螺丝孔位于两个任意相邻的支承部中间。

进一步地，定位环内侧设有橡胶防滑垫，且橡胶防滑垫和测斜管之间为过盈配合。

进一步地，管棚管的内壁上设置有两条平行于其轴线的钢筋，形成用于卡接一个支承部的轨道。

本发明方法包括以下步骤：

步骤一：在管棚管打设后，将一个定位环套接在第一节测斜管上并锁紧固定；

步骤二：将固定有定位环的第一节测斜管通过滚珠滚动推送到管棚管内，调整测斜管角度，使得测斜管中的一对导槽竖直向下；

步骤三：在第一节测斜管的尾部接上套有定位环的第二节测斜管，进行接长，重复步骤二，直到测斜管达到埋设深度，完成隧道管棚测斜管的埋设和居中固定。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明中通过安装定位环和支承部，支承部上的滚珠和管棚管之间为间隙配合，能够使测斜管中心与管棚管中心重合，保证测斜管埋设质量，增加其测量精度；同时支承部上的滚珠将测斜管与管棚管之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，有利于测斜管的埋设。

进一步地，本发明通过设置压缩弹簧等部件，能够保证滚珠在自由滚动的同时，还有一定的伸缩量，使得测斜管能顺利通过管棚管内的凹凸不平处；承托外端的口部为渐缩式结构，保证滚珠能够起到滚动作用的同时，避免滚珠脱落。

进一步地，本发明通过设置三个支承部，形成等边三角形支承，具有稳定性的同时，更好地保证测斜管的中心与管棚管中心相重合，提高埋设质量；安装时不需考虑平面安装角度。

进一步地，本发明定位环由两个定位环块组成，方便安装。

进一步地，本发明通过设置扭转弹簧，可以减少安装工作量，方便操作人员安装。

进一步地，本发明通过将螺丝孔设置在两个任意相邻的支承部中间，增大操作空间，方便操作人员拧紧螺母和螺丝。

进一步地，本发明通过设置橡胶防滑垫，防止定位环和测斜管发生相对滑动。