[實用新型]一種提高長大管棚施工精度的裝置

有效

• 申請號: 201320404166.0
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN203547754U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 苗春剛;宋偉龍;楊秀仁;孫立軍;黃美群;付款峰;徐陽;王慶峰;儀松青;徐龍;王臣;吳蘭婷;丁德云;吳成剛;榮冰
• 申請（專利權）人: 中鐵十四局集團有限公司;北京城建設計研究總院有限責任公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及地下建筑工程技術領域，尤其涉及一種提高長大管棚施工精度的裝置。

背景技術

對于采用一次扣拱暗挖逆作法施工的地鐵車站，在施工中不可避免的擾動地層引起地層變形，過度的地層變形會對周圍環境(既有建構筑物、管線等)的安全和施工安全造成不利影響。因此控制淺埋暗挖法施工造成的地層沉降對工程的成敗起著舉足輕重的作用。對于淺埋暗挖法施工的地鐵車站，控制地層變形的措施主要有：改良地層條件，優化施工工法，采取超前加固措施等。研究表明，地表沉降量有30％左右是在隧道初期支護產生作用之前發生的。管棚作為隧道施工中重要的超前支護輔助方法，在防坍塌、阻隔沉降、均勻地層沉降、提高圍巖力學參數等幾方面有明顯效果。

同時，由于管棚施工具有高度的隱蔽性，其施工過程無法觀察，成孔后也不易檢查驗收，在不同的地層施工中有不同的施工工藝控制標準。盡管目前此工藝正日益完善，但往往由于傳統工藝也會存在缺陷，導致縮孔、抱鉆、斷管、侵入施工輪廓等質量問題也時有發生。施工中最為常見的管棚施工質量問題還是管棚打設角度不當，使管棚侵入暗挖開挖結構范圍或者角度偏離設計位置較大起不到超前支護的效果而存在坍塌的風險。因此，分析總結科學合理的工藝控制手段，創新改進施工技術措施，以確保一次扣拱暗挖逆作法施工安全顯得極為重要。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種一種提高長大管棚施工精度的裝置。

本實用新型的技術方案如下：

一種提高長大管棚精度的裝置：包括鉆桿和鉆頭，鉆桿與鉆頭通過一變徑接頭連接，鉆頭內設置有傳感器和顯示屏，鉆頭截面為梯形截面。

進一步地，傳感器包括發光裝置和探棒；

進一步地，傳感器與鉆桿用信號線連接。

其技術要點是采用新的梯形截面管棚鉆頭替代傳統的錐形截面管棚鉆頭，根據鉆頭內部安裝的監測設備，可監測到鉆頭的偏移設計位置的角度，然后利用梯形截面直接頂進時鉆頭與土體接觸面積的差異，受到一個垂直于斜面的力，使鉆頭改變其鉆進方向、從而可實現鉆進方向角度的調整。

此項技術的關鍵點在于提高長大管棚施工精度的裝置形成的實時監測和調整的完整體系，該裝置不僅有足夠的強度、剛度和穩定性，而且結構形式設計簡單，利用裝置本身的結構形式的差異實現受力不均的特點進行管棚方向與角度的糾偏和調整。主要設計創新是在鉆頭中安裝可監控鉆進過程中鉆頭方向和角度的信號設備、通過改進鉆頭結構形式，來實現實時調整鉆頭鉆進的角度和方向。這一控制管棚打設精度的新裝置，其結構形式設計簡單，受力狀態清晰，能夠根據監測情況快速有效地進行管棚打設角度和方向的糾偏，從而達到安全、快速、高效的暗挖施工要求。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的提高長大管棚精度的裝置形成的鉆頭結構形式簡單、施工過程糾偏效果明顯等特點，有效承克服了傳統管棚鉆頭的缺點，對于提高長大管棚一次性非開挖鋪管技術施工打設精度、確保長大管棚施工質量、保證一次暗挖逆作法施工安全起到積極作用。實踐證明，這種“一種提高長大管棚精度的裝置”的成功實施，不僅設計簡單、施工安全、可靠，而且比傳統的管棚鉆頭形式，工期能縮短15％以上，成本節約10％以上，效益顯著，有較好的應用價值和推廣意義。

附圖說明

圖1是傳統管棚鉆頭設計示意圖；

圖2是本實用新型的鉆頭示意圖。

附圖標記說明：1-顯示屏；2-鉆桿；3-傳感器；4-錐形截面鉆頭；5-梯形截面鉆頭；6-支撐架；7-信號線；8-變徑接頭。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本實用新型做進一步說明。

一種提高長大管棚精度的裝置：通過改變傳統鉆頭(見圖1)錐形界面形式、重新設計一種梯形界面(見圖2)的鉆頭形式，利用前端信號監測實時顯示畫面對管棚鉆頭方向和較大進行調整。鉆頭內裝有特制的傳感器，傳感器直接由15V直流供電。顯示屏顯示鉆頭的傾角(水平角度)、面向角(導向板的方向：導向板朝上即為12點，如同鐘面)。打設角度如果偏下，可以把鉆頭調到12點，即導向板朝上，直接頂進，此時由于導向板底板斜面面積大。受到一個向上的力，鉆頭軌跡就會朝上運動。同理在6點糾偏可以使鉆頭軌跡朝下，9點、3點分別是為左、右糾偏方向。如果角度合適，鉆機會勻速旋轉鉆進，此時鉆桿軌跡一般是按設計要求平直的，從而達到提高管棚施工精度的要求。