[发明专利]一种竖井钻机成型管片检测装置及测量方法

权利要求书

1.一种竖井钻机成型管片检测装置，用于竖井钻机开挖隧道，其特征在于：在竖井钻机开挖隧道内设置有测量定位块，在测量定位块的周边端面上均布设置有多个测距传感器，用于隧道内拼装管片的垂直度测量检测；在竖井钻机开挖隧道的顶侧端部设置有固定机架，在固定机架上设置有投放滑轮组，在投放滑轮组上穿接设置有牵引投放装置，牵引投放装置与测量定位块相连接，将测量定位块投放入竖井钻机开挖隧道内。

2.根据权利要求1所述的一种竖井钻机成型管片检测装置，其特征在于：所述的测量定位块采用圆柱体结构，测距传感器均布设置在圆柱体的360°圆周环形截面上。

3.根据权利要求2所述的一种竖井钻机成型管片检测装置，其特征在于：在测量定位块的中心位置处还设置有同心平衡套筒。

4.根据权利要求2或3所述的一种竖井钻机成型管片检测装置，其特征在于：所述的测距传感器的质量重心与测量定位块的结构中心相重合。

5.根据权利要求1所述的一种竖井钻机成型管片检测装置，其特征在于：所述的牵引投放装置采用牵引拉绳或投放铅锤,在牵引投放装置上设置有拉绳位移传感器。

6.根据权利要求5所述的一种竖井钻机成型管片检测装置，其特征在于：在竖井钻机开挖隧道的底部中心位置处还设置有同心定位块。

7.根据权利要求1所述的一种竖井钻机成型管片检测装置，其特征在于：在测量定位块上还设置有双轴倾角仪。

8.一种竖井钻机成型管片测量方法，包括上述权利要求1～7中任一项所述的一种竖井钻机成型管片检测装置，其特征在于：

（1）、井口设备布置：在竖井钻机开挖隧道的井口位置处组合装配固定机架和投放滑轮组，保证设备稳定；

（2）、检测装置投放：将拉绳或铅锤与测量定位块相连接，拉绳或铅锤通过投放滑轮组将测量定位块投入竖井钻机开挖隧道内，在竖井钻机开挖隧道底部设置同心定位块，将拉绳或铅锤与同心定位块相连接，确保测量定位块投放与水平面垂直；

（3）、拼装管片垂直度检测：通过在测量定位块上均布设置的测距传感器测量其对应管片的点位距离，确定对应管片的点位坐标；通过最小二乘法拟合圆心算法解算出各测量断面的圆心坐标；通过在牵引投放装置上设置的拉绳位移传感器测量各测量断面的行程距离从而算出各测量断面的圆心三维坐标，对比相邻测量点的圆心三维坐标，进而判断各断面之间管片的垂直度；在测量过程中通过双轴倾角仪保证每次测量过程中的装置倾斜状态，优化各测量点位的测量精度；

（4）、数据分析：将各个测量断面的圆心坐标输入控制箱和PC机，对拼装管片的垂直度进行数据分析和结构优化。