用于地铁管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉隧道与地下工程管棚施工方法和设备，具体是一种用于地铁管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置及其方法。用于地铁长大管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置，φ50钢管作为陀螺仪的输送套管；在钢管外侧加焊3根1500~2000mm长φ20圆钢作为装置骨架；于钢管均分120°范围三侧设置三个动滑轮，滑轮间采用圆钢与骨架钢筋进行连接，形成三角系统以解决设备行走问题，陀螺定向仪长度1500mm，在设置装备时可每隔500mm共设置3~4组动滑轮形成滑轮组，滑轮组间中线平行。

【技术实现步骤摘要】
用于地铁管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置及其方法
本专利技术涉隧道与地下工程管棚施工方法和设备，具体是一种用于地铁管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置及其方法。
技术介绍
目前高速公路、高速铁路及城市轨道交通工程施工越来越多的采用隧道及地下工程形式，在隧道进出口以及新建隧道下穿既有线路、重大建筑及河流附近施工时均采用大管棚注浆的方式对既有建筑物或构筑物进行加固，随着路网建设的不断深入，特别轨道交通成网速度的加快，新建线路下穿既有线路的工程越来越多，新建线路与既有线路的距离越来越小，且大管棚的长度设计在40m以上的工程越来越多，管棚长度的不断增加，带来问题是：管棚施工精度难以控制，频繁出现安全事故。如：管棚偏差冒出既有线造成重大安全事故；管棚偏差冒出既有建筑物造成纠纷；管棚偏差达不到加固效果造成既有线路或建筑物沉降超限；管棚偏差造成塌方等。综上所述，管棚施工中的精度难以控制造成了诸多重大安全事故，涉及人们的经济损失和生命安全，也对各参与建设的单位造成了很大的社会负面影响，因此找到一种装置准确定位管棚的走向，是最有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于地铁长大管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置，主要解决了长大管棚施作过程中位置偏差造成工程事故等难题。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案如下：用于地铁管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置及其方法，其特征在于有以下步骤：步骤1、钻孔中，每5m在外部量测套管进孔角度，套管按照设定的1.5°仰角钻进；步骤2、钻孔过程中，每10m利用水平管进行量测，实时监测最远端管棚竖向及水平偏差情况；步骤3、钻孔结束后，利用陀螺经纬仪对管棚水平及竖向偏差进行量测；用于地铁长大管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置，φ50钢管作为陀螺仪的输送套管；在钢管外侧加焊3根1500~2000mm长φ20圆钢作为装置骨架；于钢管均分120°范围三侧设置三个动滑轮，滑轮间采用圆钢与骨架钢筋进行连接，形成三角系统以解决设备行走问题。陀螺定向仪长度1500mm，在设置装备时可每隔500mm共设置3~4组动滑轮形成滑轮组，滑轮组间中线平行。在大管棚施工期间，实时对管棚施工进行精度测量，以防止上拱施工侵入既有线路结构内，下拱施工侵入新建线路结构线内，左右两边精度控制，以防相邻的两根管棚管施工时，发生破撞损坏管棚管，影响施工深度，注浆加固质量。为防止以上情况发生，所以在管棚施工过程中及施工结束后，实时进行管棚的精度测量。测量方式如下：（1）钻孔过程中，每5m在外部量测套管进孔角度，保证套管按照设定的1.5°仰角钻进；（2）钻孔过程中，每10m利用水平管进行量测，实时监测最远端管棚竖向及水平偏差情况；（3）钻孔结束后，利用陀螺经纬仪对管棚水平及竖向偏差进行量测。本专利技术的有益效果是通过精准控制长大管的走向，有效控制了管棚打入土层过程中位置不偏差，避免了由于管棚偏差的工程事故，确保紧邻建（构）筑物安全。附图说明图1为光纤陀螺定向装置剖面结构示意图。图2为光纤陀螺定向装置与管棚的结构示意图。其中，1——超长管棚、2——外套钢管、3——陀螺定向仪、4——25轴承、6——骨架筋、7——20圆钢骨架。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明：用于地铁管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置及其方法，其特征在于有以下步骤：步骤1、钻孔中，每5m在外部量测套管进孔角度，套管按照设定的1.5°仰角钻进；步骤2、钻孔过程中，每10m利用水平管进行量测，实时监测最远端管棚竖向及水平偏差情况；步骤3、钻孔结束后，利用陀螺经纬仪对管棚水平及竖向偏差进行量测；用于地铁长大管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置，φ50钢管作为陀螺仪的输送套管；在钢管外侧加焊3根1500~2000mm长φ20圆钢作为装置骨架；于钢管均分120°范围三侧设置三个动滑轮，滑轮间采用圆钢与骨架钢筋进行连接，形成三角系统以解决设备行走问题。陀螺定向仪长度1500mm，在设置装备时可每隔500mm共设置3~4组动滑轮形成滑轮组，滑轮组间中线平行。光纤陀螺基于萨格奈克（Sagnac）效应，既当环形干涉仪旋转时，产生一个正比于旋转速率的相对差，光源发出的光经过耦合器后分为两束光，其中一束进入电光相位调制器（Y波导），经过Y波导的内部调节后输出的两束光为满足光的相干条件，在光纤环中相像传播，感应外部的角速度运动，在探测器处检测干涉信号光强变化，经过光电信号处理转换之后，形成闭环反馈电压信号来调节Y波导，使Y波导产生与外部Sagnac相移大小相等方向相反的反馈相移，使数字闭环光纤陀螺始终工作在零点相移附近，在数据处理的同时即可以获取外部的角速度信息。由于这种调制一解调方法能够产生一个具有稳定偏置的正弦响应(未加调制的余弦响应的导数)，目前已经作为最佳的偏置技术。实际使用过程中采用加工完成定位仪后采用φ100mm钢管按1m每节进行丝口连接作为推送管件，将光纤陀螺仪放置套管内固定后，将其推送至任意想测量部位，经传输后在末端设备上即可显示出长度及偏移角度等信息，从而达到测量目的。在大管棚施工期间，实时对管棚施工进行精度测量，以防止上拱施工侵入既有线路结构内，下拱施工侵入新建线路结构线内，左右两边精度控制，以防相邻的两根管棚管施工时，发生破撞损坏管棚管，影响施工深度，注浆加固质量。为防止以上情况发生，所以在管棚施工过程中及施工结束后，实时进行管棚的精度测量。测量方式如下：（1）钻孔过程中，每5m在外部量测套管进孔角度，保证套管按照设定的1.5°仰角钻进；（2）钻孔过程中，每10m利用水平管进行量测，实时监测最远端管棚竖向及水平偏差情况；（3）钻孔结束后，利用陀螺经纬仪对管棚水平及竖向偏差进行量测。陀螺定向装置的设计目的主要是为解决超长管棚施工过程中陀螺定向设备测量定位位置的问题，采用φ50钢管作为陀螺仪的输送套管；在钢管外侧加焊3根1500~2000mm长φ20圆钢作为装置骨架；于钢管均分120°范围三侧设置三个动滑轮，滑轮间采用圆钢与骨架钢筋进行连接，形成三角系统以解决设备行走问题。陀螺定向仪长度1500mm，在设置装备时可每隔500mm共设置3~4组动滑轮形成滑轮组，滑轮组间中线平行。光纤陀螺定向装置与管棚间关系图，装置长度1500~2000mm，形成的外圈直径较管棚直径小5mm，满足间隙行走及测量精度。本专利技术的有益效果是通过精准控制长大管的走向，有效控制了管棚打入土层过程中位置不偏差，避免了由于管棚偏差的工程事故，确保紧邻建（构）筑物安全。以上所述只是用图解说明本专利技术用于地铁长大管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置的一些原理及功能，并非是要将本专利技术局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，尤其是用于地铁长大管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置及控制系统均属于本专利技术所申请的专利范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于地铁管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置及其方法，其特征在于有以下步骤：/n步骤1、钻孔中，每5m在外部量测套管进孔角度，套管按照设定的1.5°仰角钻进；/n步骤2、钻孔过程中，每10m利用水平管进行量测，实时监测最远端管棚竖向及水平偏差情况；/n步骤3、钻孔结束后，利用陀螺经纬仪对管棚水平及竖向偏差进行量测；/n在大管棚施工期间，实时对管棚施工进行精度测量，以防止上拱施工侵入既有线路结构内，下拱施工侵入新建线路结构线内，左右两边精度控制，以防相邻的两根管棚管施工时，发生破撞损坏管棚管，影响施工深度，注浆加固质量，为防止以上情况发生，所以在管棚施工过程中及施工结束后，实时进行管棚的精度测量，测量方式如下：/n（1）钻孔过程中，每5m在外部量测套管进孔角度，保证套管按照设定的1.5°仰角钻进；/n（2）钻孔过程中，每10m利用水平管进行量测，实时监测最远端管棚竖向及水平偏差情况；/n（3）钻孔结束后，利用陀螺经纬仪对管棚水平及竖向偏差进行量测。/n

【技术特征摘要】
1.用于地铁管棚定位测量的光纤陀螺仪定位装置及其方法，其特征在于有以下步骤：
步骤1、钻孔中，每5m在外部量测套管进孔角度，套管按照设定的1.5°仰角钻进；
步骤2、钻孔过程中，每10m利用水平管进行量测，实时监测最远端管棚竖向及水平偏差情况；
步骤3、钻孔结束后，利用陀螺经纬仪对管棚水平及竖向偏差进行量测；
在大管棚施工期间，实时对管棚施工进行精度测量，以防止上拱施工侵入既有线路结构内，下拱施工侵入新建线路结构线...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉力此且，路军富，周锡兵，
申请(专利权)人：吉力此且，
类型：发明
国别省市：四川;51