本实用新型专利技术涉及一种用于大直径钢管顶进精度控制装置，包括设置在顶管机上的纠偏机构，所述纠偏机构包括设置在顶管机上的传感器，所述传感器的前后端分别安装有前面板及后面板，所述顶管机的中心位置还设置有反激光源，所述反激光源发射的激光指向前面板上，位于工作井内还设置有洞外激光源，所述洞外激光源发射的激光指向后面板，所述纠偏机构还包括顶管机机内PLC及主控室PLC，所述顶管机机内PLC及主控室PLC用于接收传感器发出的信号，所述顶管机机内PLC用于控制顶管机的纠偏油缸来调整顶管机的前进姿态，该装置能够在钢管顶进的过程中合理地控制顶进精度，并做到随时矫正，随时纠偏，实时监测，保证钢管在顶进过程中的精度符合要求。的精度符合要求。的精度符合要求。
【技术实现步骤摘要】
用于大直径钢管顶进精度控制装置
[0001]本技术涉及隧道工程设备
，具体涉及一种用于大直径钢管顶进精度控制装置。
技术介绍
[0002]顶管施工是一种非开挖式的地下管道施工技术，它不需要开挖地面，并且能够穿越公路、铁路、河流、地面建（构）筑物等的地下管线及通道，在世界范围内的隧道施工中已得到了广泛的应用。顶管施工主要包括预制、吊装、进洞、顶进和出洞几个步骤，在顶管施工过程中，钢管顶进时的轴线精度对于施工精确性格外的重要。
[0003]传统的钢管顶进施工过程中，往往会因为顶进精度不足而造成地面产生严重的沉降，而钢管在土体中不具有纠偏功能，此时则需要将已顶进的钢管从土体出拉出重新顶进，这样将大幅增加施工时间和施工成本，并造成极大的资源浪费。由于钢管之间连接时会产生焊缝，焊缝的存在会导致钢管整体的轴线精度存在偏差，最终导致钢管在顶进过程中发生偏离，所以钢管在顶进过程中需要时刻进行纠偏。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于：提供一种用于大直径钢管顶进精度控制装置，能够在钢管顶进的过程中合理地控制顶进精度，并做到随时矫正，随时纠偏，实时监测，保证钢管在顶进过程中的精度符合要求。
[0005]本技术中的解决技术问题采用如下技术方案：
[0006]一种用于大直径钢管顶进精度控制装置，包括设置在顶管机上的纠偏机构，所述纠偏机构包括设置在顶管机上的传感器，所述传感器的前后端分别安装有前面板及后面板，所述顶管机的中心位置还设置有反激光源，所述反激光源发射的激光指向前面板上，位于工作井内还设置有洞外激光源，所述洞外激光源发射的激光指向后面板，所述纠偏机构还包括顶管机机内PLC及主控室PLC，所述顶管机机内PLC及主控室PLC用于接收传感器发出的信号，所述顶管机机内PLC用于控制顶管机的纠偏油缸来调整顶管机的前进姿态。
[0007]本技术还存在以下技术特征：
[0008]所述纠偏机构还包括设置在顶管机上的光靶，所述光靶用于接收传感器发出的激光图像信号并显示。
[0009]所述纠偏机构还包括主控计算机，所述顶管机机内PLC及主控室PLC与主控计算机连接。
[0010]所述传感器与电源通讯模块连接，所述电源通讯模块用于实施对传感器供电，并且将传感器检测到的数据以电信号的方式传输至顶管机机内PLC内。
[0011]所述洞外激光源为设置在工作井内的激光经纬仪，所述激光经纬仪用于发射激光。
[0012]所述洞外激光源固定在架子上，并将架子固定在导轨上。
[0013]所述工作井内还设置有后背墙，所述后背墙上设置有后座千斤顶。
[0014]与已有技术相比，本技术的有益效果体现在：工作井内的洞外激光源打到传感器的后面板上，可以获取顶管机机身的轴线偏差坐标，为管线的纠偏控制提供量化的依据；放置于顶管机中心的反激光源打到传感器的前面板上，可获取刀盘中心的偏差坐标，为顶管机机头的纠偏控制提供量化的依据，该装置可精确的实时监测顶管机的轴线偏差，同时可精确的实时监测顶管机刀盘中心的轴线偏差，对机头纠偏具有前瞻性、数字化，这可为操作人员提供准确可靠的、可量化的纠偏依据，纠偏精度达到毫米级，极大方便操作员勤测勤纠，保证钢管在顶进的任何时候的偏差量都在容许的范围内。
附图说明
[0015]图1是用于大直径钢管顶进精度控制装置的主视图；
[0016]图2为用于大直径钢管顶进精度控制装置的原理示意图；
[0017]图3和图4为钢管幕掘进机正反两面平面图；
[0018]图5为顶管机内激光导向系统示意图。
具体实施方式
[0019]参照图1至图5，对本一种用于大直径钢管顶进精度控制装置的结构特征详述如下：
[0020]一种用于大直径钢管顶进精度控制装置，包括设置在顶管机100上的纠偏机构，所述纠偏机构包括设置在顶管机100上的传感器200，所述传感器200的前后端分别安装有前面板310及后面板320，所述顶管机100的中心位置还设置有反激光源410，所述反激光源410发射的激光指向前面板310上，位于工作井内还设置有洞外激光源420，所述洞外激光源420发射的激光指向后面板320，所述纠偏机构还包括顶管机机内PLC及主控室PLC，所述顶管机机内PLC及主控室PLC用于接收传感器200发出的信号，所述顶管机机内PLC用于控制顶管机100的纠偏油缸110来调整顶管机100的前进姿态。
[0021]为获得前面板310及后面板320上的图像信号，所述纠偏机构还包括设置在顶管机100上的光靶430，所述光靶430用于接收传感器200发出的激光图像信号并显示。
[0022]具体地，所述纠偏机构还包括主控计算机，所述顶管机机内PLC及主控室PLC与主控计算机连接。
[0023]所述传感器200与电源通讯模块210连接，所述电源通讯模块210用于实施对传感器200供电，并且将传感器200检测到的数据以电信号的方式传输至顶管机机内PLC内。
[0024]具体地，所述洞外激光源420为设置在工作井内的激光经纬仪，所述激光经纬仪用于发射激光。
[0025]所述洞外激光源420固定在架子421上，并将架子421固定在导轨422上。
[0026]所述工作井内还设置有后背墙610，所述后背墙610上设置有后座千斤顶620。
[0027]在钢管始发过程中，需要严格控制其轴线精度。首先应进行轴线放样，并利用吊机将可拼接式的导轨吊放至轴线上，调节导轨的高程和水平，直至其符合要求。使用一个可调整高度和水平的架子固定激光经纬仪，并将架子通过焊接或螺栓连接的方式固定在后背墙和导轨上。顶管机的前节后部的中心具有一个靶位，激光经纬仪发射的激光需要瞄准靶位，
激光束在顶进过程中可以做到实时监测。靶位反射回的激光传输到控制台的显示器上，若反射光位于靶位的中心，则表示顶进轴线符合要求；若反射光发生偏离，则应将已顶进的部分管节从土体中拉出，重新顶进。
[0028]在钢管顶进过程中，需要控制顶进的精度测量指标。具体的控制指标如表1所示。
[0029]表1 大直径钢管顶进轴线精度控制值
[0030][0031]若发现钢管位置偏离预警值，应及时采取纠偏措施。
[0032]在钢管接收过程中，需要精确控制顶管机机头的位置。当顶管机进入接收段时，应对机头位置进行精确的测量，计算出机头中心与轨迹设计轴线的偏差，同时对接收孔口中心进行复核测量，确定顶管机的贯通姿态。若机头中心与轨迹设计轴线存在较大的偏差，应制定逐步纠偏方案。
[0033]在掘进机姿态控制及纠偏过程中，使用顶管机机头处的四个纠偏千斤顶，纠偏千斤顶在四个方向各有一个。在顶进过程中，需要时刻注意钢管顶进时的姿态，保证激光经纬仪发射的激光位于靶位的中心，做到“边顶进边纠偏”。在纠偏过程中，应根据反射光的位置朝反方向矫正。
[0034]该精度控制方法能够做到实时监测，及时纠偏，及时矫正。使用时仅需要将激光经本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于大直径钢管顶进精度控制装置，其特征在于：包括设置在顶管机（100）上的纠偏机构，所述纠偏机构包括设置在顶管机（100）上的传感器（200），所述传感器（200）的前后端分别安装有前面板（310）及后面板（320），所述顶管机（100）的中心位置还设置有反激光源（410），所述反激光源（410）发射的激光指向前面板（310）上，位于工作井内还设置有洞外激光源（420），所述洞外激光源（420）发射的激光指向后面板（320），所述纠偏机构还包括顶管机机内PLC及主控室PLC，所述顶管机机内PLC及主控室PLC用于接收传感器（200）发出的信号，所述顶管机机内PLC用于控制顶管机（100）的纠偏油缸（110）来调整顶管机（100）的前进姿态。2.根据权利要求1所述的用于大直径钢管顶进精度控制装置，其特征在于：所述纠偏机构还包括设置在顶管机（100）上的光靶（430），所述光靶（430）用于接收传感器（200）发出的激光图像信号并显示。3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴其，严中，袁齐虎，戴中伟，王叶斌，杨新安，王尹，
申请(专利权)人：中铁四局集团第四工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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