[实用新型]一种光束位置测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工程建设领域，尤其涉及一种光束位置测量装置。 

背景技术

顶管隧道掘进技术是地下暗挖的一种工程建设技术，是随着现代地下工程、交通运输、市政建设以及电气通讯设施的发展而发展起来的在水利输水、给水及灌溉工程中管路铺设的新技术，运用顶管技术能在管路穿越道路、河流时不用明挖，在施工过程中对道路交通、河流泄流不造成任何影响。顶管隧道掘进技术具有自动化程度高、节省人力、施工速度快的优势，并且在开挖时可以控制地面沉降，同时可以减少对地面建筑物的影响，另外在水下开挖时不会影响水面交通。一般地，在隧道轴线较长、埋深较大的情况下，采用顶管技术更为经济合理。 

顶管施工是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一管节子完成顶入土层之后，再下第二管节子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推进到接收井内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。 

顶管施工涉及的是利用少开挖，即工作井与接收井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径DN800-4500。通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行1500米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。 

顶管施工在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天燃气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、 高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工，能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。 

但是顶管内操作空间较小、空气潮湿、管内和管外温差大，有些管内含有大量积水，观测条件极其不利。管内无固定点，每次导向测量都要从工作井起点开始，所以人工测量时间较长，需要耗费大量的人力。且人工测量只能针对大口径Φ2m以上的顶管，人可以在其中直立行走。对于中口径顶管的管径1.2～1.8m，人在其中需弯腰行走，且大多数顶管为中口径顶管，对于这样的顶管，人工测量相当困难。小口径顶管直径为500～1000mm，人只能在其中爬行，有时甚至爬行都比较困难。微型顶管的直径通常在400mm以下，最小的只有75mm。像这种中口径以下的顶管根本无法在里面进行人工测量。对于这种直径的顶管机要知道其实时位置，确保顶管机沿设计路线前进，国内目前普遍采用人工标靶的传统方式。 

这种方法是把测量靶安装在顶管机上，在井口位置安装激光源。激光靶通过外界光源照射在测量靶上反射出来。通过人工读取激光标靶的数据，确定顶管机机头的偏差，如图1所示。激光源和激光靶安装的精度要求比较高，安装位置正确与否，将直接影响工程质量。且在实际工作中，为了测量工作不受其他工作的影响，同时也为了不影响管道中的交通和运输，往往将激光靶置于机头内正上方的一个较高的位置。在顶管机头不发生旋转的情况下，激光点在激光靶上的位置移动就能够准确反映机头在水平位置和竖直位置的偏离(这里不考虑指向测量的其他误差的影响)。如果顶管机头发生旋转，那么激光点在激光靶上的位置移动就不能够正确反映机头的偏离，需要进行修正。读取刻度没有准确的数字，会带有一定的主观性。且随着顶管机掘进的距离加长，数据越模糊，操作人员会看不清楚，因而测量速度、精度都会受限制，使进洞时安全技术风险进一步加大。 

在顶管工程施工时，为了准确、动态、实时地自动快速测量机头中心偏离值，需要先进的智能引导测量系统。该系统不仅能有效地保证定位精度，而且还可以大大地提高施工进度，克服人工地下水准和导线测量的不利因素。 

智能化精密导向系统的研究和开发，将有助于解决顶管工程导向技术的落后状态。它不仅克服了常规导向的不足，而且实现了自动采集信息、确保信息 的有效和可靠性，更完善的数据处理和自动推理分析、反馈控制掘进机的纠偏，满足实时监控的要求，以确保顶管工程高质量的贯通。