一种直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法技术

本发明专利技术涉及一种直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法，所采用的仪器包括滑动轨道模块，移动滑尺模块，固定模块和固定挡板；移动滑尺模块包括带有刻度面板的滑尺主体、滑动凹槽和弹簧‑球装置，滑尺主体置于滑动轨道模块内；直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法如下：在盾构隧道现场施工中选取管片拼装完成后的测量点进行测量；盾尾间隙测量前，推动拉杆手柄让仪器归零；将移动滑尺模块带刻度面板一侧紧贴测量点的管片前端面，同时将移动滑尺模块末端紧贴盾壳内壁，移动拉杆手柄，固定挡板随着移动滑尺模块移动，当固定挡板与管片外壁紧贴且无法拉动时，此时的弹簧‑球装置固定在波浪形卡槽内，盾尾间隙测量完成。

A Method for Measuring Shield Tail Clearance of Shield Tunnel

【技术实现步骤摘要】
一种直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法
本专利技术属于盾构隧道施工
，涉及一种直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法。
技术介绍
近年来随着我国城市轨道交通快速发展，盾构法由于其诸多优点越来越多的应用于城市隧道建设中。在盾构隧道施工中，盾构机通过控制油缸千斤顶行程来控制掘进方向，而实际盾构掘进施工中，盾构掘进会有一定的偏差，常常造成盾尾间隙发生变化，盾尾间隙过小时，容易造成盾尾刷拖拉管片外壁造成管片错台或破损，盾尾刷磨损严重时，又会破坏盾尾密封系统，从而出现一系列的工程问题。因此，快速准确实时的测量盾尾间隙，对于盾构隧道施工的质量和进度有重要的意义。目前施工现场主流使用的盾尾间隙测量方式还是以人工测量为主，虽然也有一些新的技术和测量方式，但在实际工程中难以应用，例如一种激光测距装置，该装置是将激光测距器固定在管片拼装机上，管片拼装机转动时带动激光测距器移动至盾壳内已经拼装好管片位置，通过测量激光测距器到管片内壁的径向距离，然后管片拼装机移动到盾壳内未拼装管片位置，测量激光测距器到尾盾内壁的径向距离，两者距离之间的差值再减去管片厚度即为盾尾间隙。但是，由于管片拼装机没有合适的安装激光测距器的位置，难以保证测量所得到的激光测距器到尾盾内壁的距离和激光测距器到管片内壁的距离沿径向方向测量，激光测距器本身也存在测量误差,所以最终计算获得的盾尾间隙值误差较大；另一个例子为一种间隙自动测距装置(CN108613632.A)，该装置固定在盾壳内壁，利用弹簧和激光测距等组装，通过简单计算可以得到盾尾间隙，但在管片拼装中容易损坏，同时面对复杂地质条件时，该仪器也难以发挥作用，例如在地下水较多的地层中，隧道拱底积水较多，且伴有有很多泥沙，激光测距装置就难以测量隧道拱底处的盾尾间隙。盾构隧道掘进施工中，测量盾尾间隙常用的方法是土木工程师使用50cm的普通钢尺测量“米”字型八个位置的管片内壁厚度减去管片厚度就得到盾尾间隙，人工手持普通钢尺测量误差较大且在测量中极不方便，由此存在许多的安全隐患，同时普通测量钢尺在使用中由于不方便读数或隧道拱底泥水较多等原因都会造成误差较大的问题，基于以上问题设计了一种便于人工手持的测量盾尾间隙的多功能仪器，可以明显提高测量精度、减小误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以精确测量盾构隧道盾尾间隙的仪器在此基础上给出测量方法，用于解决目前盾构隧道施工中技术人员人工测量盾尾间隙的测量误差大及在复杂地质条件下电子类装置不适用的问题，同时能够提高作业效率。本专利技术的技术方案如下：一种直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法，所采用的仪器包括滑动轨道模块，移动滑尺模块，固定模块和固定挡板(4)；其特征在于，滑动轨道模块包括固定凹槽(8)和滑动轨道(13)；移动滑尺模块包括带有刻度面板(10)的滑尺主体、滑动凹槽(7)和弹簧-球装置，滑尺主体置于滑动轨道模块内，滑动凹槽(7)与滑动轨道相匹配，用以滑动定位；滑尺主体的一端为末端，另一端为与拉杆手柄(1)相连的前端，前端的0刻度处设置有用以防止移动滑尺模块与滑动轨道模块脱离的凸格(2)；固定模块包括波浪形卡槽(6)和弹簧-球装置，波浪形移动卡槽(6)嵌在滑动轨道模块的两侧固定凹槽(8)的内侧，在滑尺主体上设置有弹簧-球装置，弹簧-球装置包括两排压缩弹簧，每排弹簧靠内侧的端部为固定端，与滑尺主体固定连接，靠外侧的一端通过小球与波浪形移动卡槽(6)相接触，两排压缩弹簧用以在滑尺主体移动时固定移动滑尺模块；固定挡板(4)垂直固定在滑尺主体的末端，并随移动滑尺模块来回滑动，用以在测量盾尾间隙时与管片外壁相接触。直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法如下：(1)在盾构隧道现场施工中选取管片拼装完成后的测量点进行测量；(2)盾尾间隙测量前，推动拉杆手柄让仪器归零，准备测量；(3)将移动滑尺模块带刻度面板一侧紧贴测量点的管片前端面，同时将移动滑尺模块末端紧贴盾壳内壁，移动拉杆手柄，固定挡板随着移动滑尺模块移动，当固定挡板与管片外壁紧贴且无法拉动时，此时的弹簧-球装置固定在波浪形卡槽内，盾尾间隙测量完成。本专利技术主要用来测量盾构隧道盾尾间隙，与现有技术相比本专利技术具有如下优点：1.测量仪器构造简单，不易损坏，成本较低且使用方便易操作；2.测量结果准确，可以针对不同的复杂地质条件，尤其在地下水丰富的地区，此时隧道拱底位置电子仪器难以发挥其作用，普通直尺也会面临读数困难甚至无法读数等问题；本仪器以可克服以上问题且测量结果准确；3.读数方便，可以在移动滑板起始端直接进行读数，工作效率高读数不易出错；4.同时本专利技术主要用于盾尾间隙测量，但不仅限于此，在空间较小不易测量的其他情况，本专利技术也能发挥其优良的性能。附图说明图1是盾构隧道盾壳-管片示意图图中标号说明：①②③④⑤⑥⑦⑧—测点。图2是专利技术仪器整体透视图图中标号说明：1—拉杆手柄；2—凸格；3—铰接活动挡杆；4—固定挡板；5—铰接接头；6—波浪形卡槽；7—滑动凹槽；8—固定凹槽；9—弹簧—球孔；10—数字刻度面板；11—弹簧；12—小球；13—滑动轨道。图3是移动滑尺模块示意图图中标号说明：1—拉杆手柄；2—凸格；8—固定凹槽；9—弹簧-球孔；10—数字刻度面板。图4是滑动轨道模块示意图图中标号说明：7—滑动凹槽；13—滑动轨道。图5是固定模块工作示意图图中标号说明：6—波浪形卡槽；11—弹簧；12—小球。图6是铰接活动挡杆模块示意图图中标号说明：1—铰接活动挡杆；5—铰接接头。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。现结合上述各附图，提出一种多功能精确测量盾构隧道盾尾间隙的仪器的实施实例。如图2所示，本专利技术是一种精确测量盾构隧道盾尾间隙的仪器主要构件包括：移动滑尺模块(图3)，滑动轨道模块(图4)，固定模块(图5),铰接活动挡杆模块(图6),固定挡板4。其中移动滑尺模块(图3)主要由拉杆手柄1、凸格2、滑动凹槽7、弹簧-球孔9、量程50cm数字刻度面板10构成；拉杆手柄1则是方便来回移动滑尺(图3)，凸格2作用防止移动滑尺模块(图3)与滑动轨道模块(图4)脱离，滑动凹槽7作用是与滑动轨道模块(图4)滑动轨道13连接便于移动滑尺模块(图3)来回滑动，弹簧-球孔9主要是固定弹簧11和小球12，数字刻度面板10作用是用来读数；滑动轨道模块(图4)主要由两侧固定凹槽8和滑动轨道13构成，两侧固定凹槽8作用是嵌入波浪形移动卡槽6和固定移动滑尺模块(图3)；滑动轨道13作用是便于移动滑尺来回移动；固定模块(图5)主要由波浪形卡槽6、弹簧11、小球12构成，弹簧11、小球12通过焊接方式连接为一个整体内置于弹簧-球孔9中；波浪形卡槽6嵌入在滑动轨道板两侧固定凹槽8内，作用是弹簧-球滑动的轨道，弹簧11和小球12构成弹簧-球装置，主要作用是滑尺移动时通过伸缩来固定移动滑尺模块(图3)；铰接活动挡杆模块(图6)主要由铰接接头5和两侧铰接活动挡杠3构成；铰接接头5固定在两侧固定凹槽8上，两侧铰接活动挡杠3通过铰接接头5销钉连接；使用时两侧铰接活动挡杠3与固定凹槽8垂直，作用是与被测量物接触，用来固定滑动轨道模块(图3)。固定挡板4通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法，所采用的仪器包括滑动轨道模块，移动滑尺模块，固定模块和固定挡板(4)；其特征在于，滑动轨道模块包括固定凹槽(8)和滑动轨道(13)；移动滑尺模块包括带有刻度面板(10)的滑尺主体、滑动凹槽(7)和弹簧‑球装置，滑尺主体置于滑动轨道模块内，滑动凹槽(7)与滑动轨道相匹配，用以滑动定位；滑尺主体的一端为末端，另一端为与拉杆手柄(1)相连的前端，前端的0刻度处设置有用以防止移动滑尺模块与滑动轨道模块脱离的凸格(2)；固定模块包括波浪形卡槽(6)和弹簧‑球装置，波浪形移动卡槽(6)嵌在滑动轨道模块的两侧固定凹槽(8)的内侧，在滑尺主体上设置有弹簧‑球装置，弹簧‑球装置包括两排压缩弹簧，每排弹簧靠内侧的端部为固定端，与滑尺主体固定连接，靠外侧的一端通过小球与波浪形移动卡槽(6)相接触，两排压缩弹簧用以在滑尺主体移动时固定移动滑尺模块；固定挡板(4)垂直固定在滑尺主体的末端，并随移动滑尺模块来回滑动，用以在测量盾尾间隙时与管片外壁相接触。直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法如下：(1)在盾构隧道现场施工中选取管片拼装完成后的测量点进行测量；(2)盾尾间隙测量前，推动拉杆手柄让仪器归零，准备测量；(3)将移动滑尺模块带刻度面板一侧紧贴测量点的管片前端面，同时将移动滑尺模块末端紧贴盾壳内壁，移动拉杆手柄，固定挡板随着移动滑尺模块移动，当固定挡板与管片外壁紧贴且无法拉动时，此时的弹簧‑球装置固定在波浪形卡槽内，盾尾间隙测量完成。...

【技术特征摘要】
1.一种直接测量盾构隧道盾尾间隙的方法，所采用的仪器包括滑动轨道模块，移动滑尺模块，固定模块和固定挡板(4)；其特征在于，滑动轨道模块包括固定凹槽(8)和滑动轨道(13)；移动滑尺模块包括带有刻度面板(10)的滑尺主体、滑动凹槽(7)和弹簧-球装置，滑尺主体置于滑动轨道模块内，滑动凹槽(7)与滑动轨道相匹配，用以滑动定位；滑尺主体的一端为末端，另一端为与拉杆手柄(1)相连的前端，前端的0刻度处设置有用以防止移动滑尺模块与滑动轨道模块脱离的凸格(2)；固定模块包括波浪形卡槽(6)和弹簧-球装置，波浪形移动卡槽(6)嵌在滑动轨道模块的两侧固定凹槽(8)的内侧，在滑尺主体上设置有弹簧-球装置，弹簧-球装置包括两排压缩弹簧，每排弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张稳军，卢权威，高文元，张高乐，焦亚磊，丁超，李宏亮，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12