[發明專利]一種頂管主頂油缸行程自動測量系統及其使用方法、現場施工方法

在審

• 申請號: 202310414948.0
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116517917A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 章志華;陽小峻;高磊;劉海輝;尹晨;李勇智;秦巍;胡潛華;林炳成;葉利明;袁源;胡曉楓;黃光彬
• 申請（專利權）人: 中交（廣州）建設有限公司;深圳市龍華區建設工程質量安全監督站
• 主分類號: F15B15/28
• 分類號: F15B15/28;F15B21/00;F16L1/028;F16L1/06;H04Q9/00;H04L67/12;E21D9/10
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 何全陸

本發明公開了一種頂管主頂油缸行程自動測量系統，主頂油缸通過管節頂推土方中的頂管機；自動測量系統設置拉線位移傳感器；拉線位移傳感器包括位移傳感器殼體、拉線以及拉線連接端頭；位移傳感器殼體)固定安裝在主頂油缸的固定端或主頂油缸架上；拉線連接端頭與主頂油缸的伸出端端頭固定連接。本發明還公開了該自動測量系統的使用方法和現場施工方法。采用上述技術方案，利用簡單高效的方式，實時準確地檢測到頂管主頂油缸行程的數據；拉線位移傳感器結合合5G通訊和智能物聯網平臺等新興技術，實時測量并查看頂管頂進過程中各主頂油缸的行程，及時反饋指導頂管施工，提高頂管施工效率，保證頂管施工安全性及頂進軸線控制精準度。

技術領域

本發明屬于大型建筑、道路交通、礦山地質工程中的頂管施工技術領域。更具體地，本發明涉及一種頂管主頂油缸行程自動測量系統。本發明還涉及該自動測量系統的使用方法、現場施工方法。

背景技術

近年來，頂管法因其開挖量小、對周圍環境影響小、安全高效等優點，在城市綜合管廊、地下通道、給排水管道等建設方面的應用越來越多。相比于盾構法，頂管法由于機頭超挖量小，機頭前方地表變形對排土量較敏感，施工過程需嚴格控制好進尺量(即理論排土量)與實際排土量。實際排土量通?？筛鶕炼啡萘考巴馏w松散系數快速換算得到，而進尺量則需要測量每次出土前后主頂油缸的行程，通過兩次測量的主頂油缸的行程差來計算理論排土量。

目前，主頂油缸行程測量主要依靠現場技術人員手持卷尺測量，該種測量方式操作繁瑣、效率低下，測量數據不能及時反饋給頂管機司機以指導施工；同時，該種測量方式也不能實時掌握各主頂油缸之間的行程關系，可能出現由于主頂油缸之間行程偏差過大而導致設備損壞和頂進軸線偏離。

通過關鍵詞：“頂管行程自動測量施工”，在現有公開的技術文獻中，檢索到以下相關的技術文獻：

1、中國專利文獻：專利申請號為201410246863.7、專利名稱為“一種有關頂管施工的自動測量導向系統及方法”，其技術方案是：

“自動測量導向系統及方法，包括全自動全站儀、無線電臺及遙控設備、計算機及應用工具、頂管機、MTG-T光靶、棱鏡、傳感器、控制箱，頂管機的機頭上設有MTG-T光靶，頂管施工中，整條管道是移動前進的，在隧道洞口頂部設有行程傳感器，在管道第二個隧道管節的內腔上壁設有前視棱鏡和參考棱鏡，根據管道上的管節不斷地移動，在管道末端管節的前一節管節的內腔上壁設有后視棱鏡，全站儀位于管道前端管節內腔的中央位置”；

其記載的技術效果是：“減少人員勞動強度，提高頂管施工的工作效率與施工精度；通過實時數據分析處理、實時控制、實時決策，從而保證兩井間的貫通精度”；

2、中國專利文獻：專利申請號為200920317231.X、專利名稱為“頂管機的機頭姿態自動測量裝置”，其技術方案是：

“頂管機的機頭姿態自動測量裝置，圖像采集卡、PLC可編程控制器主機和計算機位于地面上的控制室內；激光光源固定在始發井中，光靶和測量環吊掛在頂管機機頭內的前部并與激光光源直線對應，攝像機吊掛在光靶的后上方，傾斜儀固定在頂管機機頭內的底部，PLC可編程控制器從機與PLC可編程控制器主機連接；千斤頂主頂的上安裝有位移傳感器，攝像機采集的光靶圖像信號經過圖像采集卡輸送到計算機中，傾斜儀采集的頂管機俯仰角和滾動角的數據、位移傳感器采集的千斤頂主頂的行程信號經過PLC可編程控制器主機輸送到計算機中”；

其記載的技術效果是：“可提高機頭姿態測量的精度,實現頂管機的自動糾偏”；

通過檢索發現，上述公開的技術以及其它的技術文獻，都沒有能夠很好地解決現有技術中存在的頂管頂推距離的測量問題。上述這些技術方案，結構復雜，使用很不方便，受環境影響大，不易取得真實、準確的距離參數，因而技術效果顯然難以達到要求。

鑒于此，本領域迫切需要研發一套簡單、高效、且能實時、準確掌握測量數據的主頂油缸行程測量系統。

發明內容