[发明专利]一种管棚施工偏斜度检测辅助装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种管棚法隧道施工的机械装置，特别涉及一种管棚施工偏斜度检测辅助装置。该装置配合管棚顶入设备使用，可实时获取管棚成管施工中的偏斜数据，为管棚施工的高精度定向和纠偏提供准确的技术数据。

背景技术

在浅埋暗挖法施工中，对于自稳能力较差的围岩，常采用预支护措施，以达到加固围岩、稳定工作面的目的。超前管棚预支护是一种经常采用的预支护措施。然而，在管棚施工时，易出现钢管顶进方向与设计方向不一致，个别钢管与相邻钢管相交，钢管无法施工到设计深度，进管困难等现象，导致管棚侵入开挖轮廓线内，管棚和格栅组成的结构受力不均匀等问题，影响管棚的预支护效果，进而对隧道与周边建筑、管线的安全造成不良影响。

目前，部分用于管棚施工的钻机在钻头处装有水平钻孔测斜仪，可以实时检测水平钻孔偏斜度。但是，由于钢管自重影响及管棚顶入设备定位、纠偏工艺与设备不完善等原因，钢管顶进方向与成孔方向很难保持一致，难以准确测量出管棚顶进的偏斜程度。

经对现有技术的文献检索，发现有个别施工设备适用于管棚钻机成孔定位与测量，然而尚未有针对管棚顶进施工进行定位或测偏的施工机械。在众多施工定位、测量与测偏设备的专利中，中国专利名称为“复合环全角度自动连续测斜仪”，公开号为CN1456866A，该专利提出了一种可以检测钻孔倾角方向和偏斜角度的复合环全角度自动连续测斜装置。该装置具有测量精度高，测程范围无限制，能测量任何方向的任意斜度，既可点测又可连续测量。但该装置无行走机构，无法实现在钢管中自由行走；在钢管中的姿态很难控制，难以准确测量钢管的偏斜程度。这些不利因素限制其在检测任务中的应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种管棚施工偏斜度检测辅助装置，用低成本、结构简单的导向小车，配合推进杆实现管棚施工偏斜度的检测。

本发明提出的管棚施工偏斜度检测辅助装置，由导向机构、推进机构与测量机构构成，其中：导向机构包括导向车架1、前导向轮组2和后导向轮组5，前导向轮组2位于导向车架1前部，后导向轮组5位于导向车架1后部，前导向轮组2和后导向轮组5各安装有4个车轮，位于导向车架1前部和后部的8个车轮的轮轴轴线与导向车架1中轴线均呈90°夹角；推进机构包括球形万向节6和推进杆10；测量机构包括偏斜仪预留仓3、偏斜仪支架4、导线预留槽8和电源与数据传输线7，偏斜仪支架4位于偏斜仪预留仓3内，偏斜仪支架4用于放置偏斜仪；偏斜仪预留仓3位于导向车架1中间，导向车架1尾端通过球形万向节6连接推进杆10一端，推进杆10为中部空心的管状结构，空心部位为导线预留槽8，电源与数据传输线7位于导线预留槽8内。

本发明中，所述8个车轮的轮轴与导向车架1间通过弹簧连接，位于两对侧车轮外缘的间距与需检测的钢管内径相同。

本发明中，所述推进杆10另一端设有带螺纹连接环9。

本发明中，所述带螺纹连接环9一端为不等厚圆环，该圆环卡在推进杆10上，另一端内壁攻丝，依靠螺纹拧在下一根推进杆10上，依靠反复接长推进杆10实现导向小车的推进，不等厚圆环与推进杆固定端留有适量空隙，使相邻推进杆10间可以偏转适当角度。

本发明中，相邻推进杆10内预置的电源与数据传输线7采用插销连接。

本发明中，在导向机构上，前、后导向轮组各安装4个橡胶车轮，各轮轴轴线与导向车架中轴线均呈90°夹角。两对侧车轮外缘间距与钢管内径相同，可以保证导向小车贴合钢管内壁行进；车轮轮轴与导向车架间用弹簧连接，可防止导向小车因钢管内径变化卡在钢管中。

在推进机构上，导向车架与推进杆之间采用球形万向节连接，带螺纹连接环一端为不等厚圆环，该圆环卡在推进杆上，另一端内壁攻丝，依靠螺纹拧在下一根推进杆上。导向小车顶进时，反复接长推进杆；导向小车收回时，反复拆卸推进杆。

在测量机构上，将测偏仪固定在导向小车的测偏仪支架上，同时连接测偏仪与预置在导向小车中的电源与数据传输线；此后，接长推进杆时同步连接电源与数据传输线，拆卸推进杆时同步断开电源与数据传输线。

本发明的有益效果在于：发明配合管棚顶入设备使用，可实时获取管棚成管施工中的偏斜数据，为管棚施工的高精度定向和纠偏提供准确的技术数据，该装置适用于静压顶入法管棚施工，结构简单，易于操作，实用效果好。

附图说明

图1是本发明中导向小车的结构示意图一。

图2是本发明中导向小车的结构示意图二（A-A剖面）。

图3是本发明中导向小车的结构示意图三（B-B剖面）。

图4是本发明中推进杆的结构示意图。

图5是本发明的工作流程示意图。