[发明专利]一种基于测斜的超长水平管幕顶进施工控制装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于测斜的超长水平管幕顶进施工控制装置与方法，包括：顶进系统，测试系统，纠偏系统，所述测试系统通过通讯电缆与安装在管幕上的测斜装置或传感器、读数仪、计算机连接，所述纠偏系统通过通讯电缆与计算机、纠偏控制器和安装在管幕上的纠偏装置连接；实际操作过程中，包括以下步骤：首先通过测试系统，实时测量和计算管幕顶进轴线偏离情况；若偏离超过规定值，则有计算机根据偏离量计算纠偏角度，并将其输入纠偏控制器，进一步由纠偏控制器带动纠偏装置，实施纠偏调节；本发明可实现超长水平管幕顶进过程中，管幕轴线姿态的实时监测和调整，可确保管幕顶进精度，以满足预定设计要求。

技术领域

本发明属于岩土近接施工技术领域，具体涉及一种基于测斜的超长水平管幕顶进施工控制装置与方法。

背景技术

随着我国基础设施建设的大力发展，各类岩土近接施工工程大量涌现，如隧道下穿既有敏感建构筑物。此类工程施工过程中，由于周边既有建构筑物的存在，对变形控制要求极高，因此实际施工过程中经常采用水平管棚、管幕等施工辅助措施，且穿越的距离越来越长，进一步出现了超长水平管棚或管幕。

当前，超长水平管幕施工均采用单端顶进的施工方法，由于顶进距离长，实际施工过程中常常出现管幕顶进方向偏离且难以纠偏，进而导致顶进失败等事故，造成不必要的浪费和工期延误。因此需要设计一种合适的能够实时监测管幕轴线位置并实现纠偏的装置和方法，一旦发现管幕顶进方向出现偏离，便可根据偏离程度和方向进行实时纠偏，从而避免返工或顶进失败。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于测斜的超长水平管幕顶进施工控制装置与方法，可实现超长水平管幕顶进过程中，管幕轴线姿态的实时监测和调整，可确保管幕顶进精度，以满足预定设计要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于测斜的超长水平管幕顶进施工控制装置，其特征在于：包括：

顶进系统，用于提供管幕施工过程中的水平顶推动力；

测试系统，用于实时监测管幕顶进施工轴线偏离状态；

纠偏系统，用于管幕顶进过程中轴线偏离的纠正。

所述顶进系统安装在被顶进管幕的后方，包括反力装置、千斤顶组和分配钢环，所述反力装置置于顶进系统的后方，用于提供顶推反力，所述千斤顶组为5-7个同规格千斤顶组成，沿所述分配钢环周向均匀布置，其末端置于所述反力装置上，前端与所述分配钢环紧密接触，用于提供所述管幕顶进的顶推力，所述分配钢环为略大于所述管幕的同心圆形环，置于所述管幕的末端，用于均匀分配来自所述千斤顶组的顶推力，使所述管幕受力均匀。

所述测试系统由安装在所述管幕上测斜管、测斜仪、读数仪和计算机组成，且两两之间分别采用通讯电缆连接。

所述测斜管为两根，安装在所述管幕外的左右两侧，沿所述管幕通长布置，分别用于测试所述管幕轴线在顶进过程中水平和竖向偏离情况。

所述纠偏系统由安装在所述管幕顶端的纠偏装置、传动带组、纠偏控制器组成，所述传动带组为4根，前端与所述纠偏装置的4个转向器连接，传动带组32尾部连接传动轮14。

所述纠偏控制器通过所述通讯电缆与所述计算机连接，实现纠偏指令的传输。

一种基于测斜的超长水平管幕顶进施工控制装置与方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：首先通过所述测试系统的所述测斜仪沿所述测斜管全长测量，由所述读数仪读取所述管幕轴线测试值，并将测试值通过所述通讯电缆传输和储存至所述计算机中；

步骤2：根据预先编制好的安装在所述计算机中的程序以及步骤1获得的测试值，计算所述管幕轴线与设计轴线的偏离值；