一种顶管施工监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及顶管压力监测领域，具体地涉及一种顶管施工监测装置。


背景技术：

2.顶管施工是一种非开挖施工方法，顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道(即顶管)与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。实际进行顶管施工时，通常采用多个顶管管节进行顶进，一个顶管管节完成顶入土层之后，再进行下一节管子继续顶进，当顶管在硬塑土层、砂层、软土、混合土层中施工时，往往遇到同一断面上有不同土层现象，往往会由于施工面的不平整，导致顶管跑偏现象，从而造成顶管偏离预设路线，且严重影响施工进度。
3.同时在施工时，一节节的顶管顶入后，容易忘记顶管顶进的数量，进而忘记顶管顶进的长度，从而造成顶管因受千斤顶过大力顶坏顶管。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种顶管施工监测装置。
5.为了解决这一技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种顶管施工监测装置，包括顶管本体和用于将所述顶管本体顶入土壤里的顶管机构，所述顶管机构包括机座，所述机座朝向所述顶管本体的一端设置有千斤顶和激光测距传感器，所述千斤顶远离所述机座的一端均固定设置有压力传感器；其中，所述顶管本体的内壁上设置有与所述激光测距传感器相对应的遮光片；所述机座内设置有中央处理器，所述中央处理器分别与所述千斤顶、压力传感器、激光测距传感器电性连接。
7.在一个实施方式中，所述千斤顶为电动液压千斤顶。
8.在一个实施方式中，所述机座上设置有警报器，所述警报器与所述中央处理器电连接。
9.在一个实施方式中，所述机座上设置有显示器。
10.在一个实施方式中，所述机座上设置有控制所述千斤顶的控制开关。
11.在一个实施方式中，所述控制开关与所述中央处理器电连接。
12.与现有技术相比较，本实用新型的有益效果如下：
13.1.本实用新型通过中央处理器、压力传感器、千斤顶、激光测距传感器和遮光片的设置，使得顶管机构智能化，并在施工过程中，能够实时的监测顶管是否跑遍，或偏离预设的路线以及顶管顶入的数量和长度。同时通过警报器和显示器的设置，使得施工人员能够随时的知道顶管施工时，顶管的压力值、进入的顶管的数量，以判断顶管施工时是否跑偏以及顶管可承受力。
14.2.本实用新型结构简单、设计合理且安装布设简便。
附图说明
15.图1为本实用新型正视结构示意图。
16.图2为本实用新型的顶管顶入的示意图。
17.图3为本实用新型的顶管施工示意图。
18.图4为本实用新型的顶管顶进均速度和顶管顶进均速度的曲线图。
19.图中：10、管本体，20、机座，21、千斤顶，22、激光测距传感器，23、遮光片，24、压力传感器，25、报警器。
具体实施方式
20.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特征细节仅仅是为了帮助全面理解本实用新型的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本实用新型的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
21.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
22.在本实用新型的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。
23.应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.在本技术所提供的实施例中，应理解，“与a相应的b”表示b与a相关联，根据a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其它信息确定b。
25.本实用新型提供一种顶管施工监测装置。
26.如图1-2所示，一种顶管施工压力监测装置，包括顶管本体10和用于将所述顶管本体10顶入土壤里的顶管机构，其中，所述顶管机构包括机座20，所述机座20朝向所述顶管本体10的一端设置有有千斤顶21和激光测距传感器22，其中，所述千斤顶21远离所述机座20的一端均固定设置有压力传感器24，从而通过千斤顶21的伸缩将顶管本体10按照预设的路线顶入土壤内；优选地，所述千斤顶21为电动液压千斤顶。
27.进一步地，所述顶管本体10的内壁上设置有与所述激光测距传感器22相对应的遮光片23，且所述机座20内设置有中央处理器，所述中央处理器分别与所述千斤顶21、压力传感器24、激光测距传感器22电性连接。
28.从而当遮光片23设置在第一节顶管内，随着顶管不断的顶入移动，从而当顶管受力移动时，激光测距传感器22通过照射遮光片23，进而测得激光测距传感器22与遮光片23的距离x(即激光测距传感器22与第一节顶管的距离)，并通过前后两次测量距离差
△
x和时
间间隔
△
t，可计算顶管顶进均速度v，
29.进一步地如图3所示，a是千斤顶，b1,b2,
……bn
是顶管，c是顶管侧方和前方的土质地面。
30.f1是顶管顶力，f1是顶管在顶进过程中单位距离受到的侧面泥土摩擦力(单位n/m)，f2是顶管最前端所受压力。
31.为使顶管接近匀速顶进，由受力关系知:
32.f1＝f2 xf1.....................
①
(实际顶力略大于f1)
33.其中x为顶管顶进距离，在土质均匀，图中f2,f1的不变，为使顶管正常顶进，则f1将随顶管数量增多而变大。
34.p＝f1v.....................
②
35.p为千斤顶输出功率，保持p不变，当f1随n(即x增大)增大时，v会变小。同时f1会随x增大而增大，但不能超过顶管所能承受最大力，否则顶坏顶管
36.联立
①
，
②
得：
[0037][0038]
如图4所示，在输出功率p一定,土质一定f2,f1不变的情况下，v随x增加而减小，具体地，顶管顶进速度和顶进距离成相关关系，v与x是否大致满足图中的曲线关系，满足则正常顶进，不满足则证明顶进顶管过程中遇到异常报警处理。
[0039]
进一步地，随着顶管顶入地下的距离x增大(激光测距传感器测量)，顶管所需顶力增大，通过压力传感器监测力是否超过顶管可承受力，快超过时报警。防止顶管因受千斤顶过大力顶坏顶管。
[0040]
进一步地，所述机座20上设置有警报器25，所述警报器25与所述中央处理器电连接；从而当顶管本体10偏离预设路线时，中央处理器发出指令给警报器25，警报器25进行报警以提醒施工人员顶管偏离预设路线。
[0041]
进一步地，所述机座20上设置有显示器，从而施工人员能够随时的知道顶管本体施工的压力值、进入的顶管的数量，以判断顶管施工时是否跑偏以及顶管可承受力。
[0042]
进一步地，所述机座20上设置有控制所述千斤顶21的控制开关，且所述控制开关与所述中央处理器电连接。从而通过控制控制开关也能够控制千斤顶21伸缩。
[0043]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型技术方案进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神与范围。