一种地铁盾构管片上浮实时检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及管片位置实时检测技术领域，具体涉及一种地铁盾构管片上浮实时检测装置。


背景技术：

2.地铁盾构掘进施工中，管片上浮较为常见且难以避免的问题，严重的管片上浮现象会造成调坡、调线，严重影响工程质量，延误工期，并造成了经济损失。管片上浮发生的管片拖出盾尾到20环左右达到稳定，在此范围内由于管片的脱离的盾壳的限制，理论上是“漂浮”于盾构掘进的隧道里（盾构的开挖外径大于管片的外径），受同步注浆的初凝时间、地下水、地层渗透性、掘进推力等多重因素的影响，管片会出再在浮现现象，一般来说会在0~150mm之间，但地铁盾构普遍精度精度限制为
±
50mm，所以即使盾构掘进时姿态非常完美，也不意味着成型隧道没有偏差。
3.为了确保地铁隧洞线型满足设计及保证工程质量，需将管片上浮位移量控制在规定的合理范围内。所以对管片上浮的量与趋势早发现、早处理，是控制管片上浮的最佳方法。
4.现有技术中，由于管片上浮所发生的位置常常位于拖出盾尾的20环以内，正处于管片喂片机工作范围内，其间会存储待拼装的管片，而且还会受测量空间的限制，使得现有技术中的测量方法很难及时发现。


技术实现要素：

5.为此，本实用新型提供一种地铁盾构管片上浮实时检测装置，通过利用导向全站仪测量的参数计算激光测距仪在各个停止位的起点中心坐标，利用方位角和激光测距仪的旋转角计算激光在管片的终点坐标，按分组拟合的方式计算隧道管片的中心坐标，最后与导向系统中的历史数据进行对比能够得出所测位置的管片的上浮量，以解决现有技术中由于测量空间受限导致的难以及时发现管片上浮的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种地铁盾构管片上浮实时检测装置，包括台车，所述台车顶部设有上浮测量靶，所述上浮测量靶前侧设有导向全站仪，所述导向全站仪后侧设有导向测量通道，所述导向测量通道设在台车顶部，所述导向测量通道内部设有实时检测机构。
7.进一步地，所述实时检测机构包括安装基座、导轨、滑台、激光测距仪、可旋转棱镜和防尘罩，所述安装基座设在导向测量通道内部，所述台车设在安装基座底部，所述导轨设在安装基座顶部，所述滑台设在导轨顶部，所述滑台与导轨滑动连接，所述激光测距仪安装在滑台顶部，所述可旋转棱镜安装在滑台一侧，所述防尘罩安装在安装基座顶部，所述导轨设在防尘罩内部，所述可旋转棱镜设在防尘罩一侧。
8.进一步地，所述滑台内部设有步进电机一，所述步进电机一驱动滑台在导轨上往返滑动。
9.进一步地，所述激光测距仪内部设有步进电机二，所述步进电机二带动激光测距仪做垂直方向转动。
10.进一步地，所述可旋转棱镜靠近滑台一侧安装有步进电机三，所述步进电机三与滑台一侧固定连接，所述步进电机三驱动可旋转棱镜转动。
11.进一步地，所述台车后侧设有尾盾盾壳，所述尾盾盾壳与台车之间设有多个管片，多个所述管片的内圈直径小于尾盾盾壳，所述管片位于台车后侧，所述管片与台车之间设有盾构连接桥。
12.本实用新型具有如下优点：
13.本实用新型通过利用导向全站仪测量的参数计算激光测距仪在各个停止位的起点中心坐标，利用方位角和激光测距仪的旋转角计算激光在管片的终点坐标，按分组拟合的方式计算隧道管片的中心坐标，最后，通过与导向系统中的历史数据进行对比，从而能够得出所测位置的管片的上浮量，与现有技术相比，本实用新型在测量管片位置时能够在盾构机掘进的过程中进行，而且不会受到隧道内部结构的限制，从而能够及时发现隧道内部的管片是否发生上浮。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
15.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
16.图1为本实用新型提供的盾掘进过程中的管片位置测量示意图；
17.图2为本实用新型提供的实时检测机构的结构示意图；
18.图3为本实用新型提供的透过台车间隙测量位置的示意图；
19.图4为本实用新型提供的管片位置检测的流程图。
20.图中：1台车、2盾构连接桥、3管片、4尾盾盾壳、5上浮测量靶、6导向测量通道、7导向全站仪、8实时检测机构、9安装基座、10导轨、11滑台、12激光测距仪、13可旋转棱镜、14防尘罩。
具体实施方式
21.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，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做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。
22.参照说明书附图1
‑
4，该实施例的一种地铁盾构管片上浮实时检测装置，包括台车1，所述台车1顶部设有上浮测量靶5，所述上浮测量靶5前侧设有导向全站仪7，所述导向全站仪7后侧设有导向测量通道6，所述导向测量通道6设在台车1顶部，所述导向测量通道6内部设有实时检测机构8，所述实时检测机构8包括安装基座9、导轨10、滑台11、激光测距仪12、可旋转棱镜13和防尘罩14，所述安装基座9设在导向测量通道6内部，所述台车1设在安装基座9底部，所述导轨10设在安装基座9顶部，所述滑台11设在导轨10顶部，所述滑台11与导轨10滑动连接，其中，滑台11的位置可以通过程序进行设置，所述激光测距仪12安装在滑台11顶部，所述可旋转棱镜13安装在滑台11一侧，所述防尘罩14安装在安装基座9顶部，所述导轨10设在防尘罩14内部，所述可旋转棱镜13设在防尘罩14一侧。
23.所述滑台11内部设有步进电机一，所述步进电机一驱动滑台11在导轨10上往返滑动，从而能够带动实时检测机构8跟随盾构机进行移动，使得实时检测机构8能够在盾构机掘进的过程中实时对管片3的位置进行监测。
24.所述激光测距仪12内部设有步进电机二，所述步进电机二带动激光测距仪12做垂直方向转动，使得激光测距仪12在转动的过程中能够测量不同位置处的管片3。
25.所述可旋转棱镜13靠近滑台11一侧安装有步进电机三，所述步进电机三与滑台11一侧固定连接，所述步进电机三驱动可旋转棱镜13转动，由于滑台11安装导向测量通道6内，可能会干扰原有导向系统的测量，所以要安装步进电机三对可旋转棱镜13进行正反向旋转以消除对导向全站仪7的影响。
26.所述台车1后侧设有尾盾盾壳4，所述尾盾盾壳4与台车1之间设有多个管片3，多个所述管片3的内圈直径小于尾盾盾壳4，所述管片3位于台车1后侧，所述管片3与台车1之间设有盾构连接桥2。
27.实施场景具体为：在测量之前，需要在本实用新型附近合适位置安装双轴倾斜仪，用测量台车1的俯仰与滚动角，然后还需要从导向系统中读导向全站仪7的设站参数，并配置好与导向全站仪7通讯的参数，然后向滑台11、激光测距仪12、可旋转棱镜13和导向全站仪7以及倾斜仪发送位置就位指令，使得滑台11、激光测距仪12、可旋转棱镜13、导向全站仪7和倾斜仪能够处于适当的位置，以便于测量周围管片3的位置，然后依次对隧道内部位置进行扫描测量，从而能够得出不同位置的棱镜坐标、倾角、距离左侧管片3的距离、距离右侧管片3的距离等信息，接着，再根据导向系统参数与导向全站仪7测量的参数计算激光测距仪12在各个停止位的起点中心坐标，利用方位角和激光测距仪12的旋转角计算激光在管片3的终点坐标，按分组拟合的方式计算隧道管片3的中心坐标，最后，通过与导向系统中的历史数据进行对比，从而能够得出所测位置的管片3的上浮量，本测量方法能够在盾构机掘进的过程中进行，而且不会受到隧道内部结构的限制，从而能够及时发现隧道内部的管片3是否发生上浮，该实施方式具体解决了现有技术中难以及时发现管片上浮的问题。
28.参照说明书附图图3，实时检测机构8与台车1的结构的空间关系固定，所以在某个位置只能通过适当的间隙可以测量到管片3，所以滑动必须受程序控制只能在固定的位置停留，如整个过程停留3个位置，在第一个位置时要设置并存储激光测距仪12驱动电机二的旋转角度，以避开障碍物。
29.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见
的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。