本发明专利技术提供一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法，包括由若干环管片组成的成型管片隧道，以及在成型管片隧道前端用于掘进的盾构机，该方法包括：S1、安装准备；S2、安装上浮监测棱镜；S3、管片上浮监测；S4、重复步骤2和步骤3即可。通过在成型管片的上方设置智能全站仪、上浮监测棱镜和后视棱镜，便于实现自动化监测的效果，有效避免了人工监测不精准的问题，同时不会对盾构机台车内运行的车辆及施工人员产生阻碍，且通过不断在新拼装的管片上安装上浮监测棱镜，能够对多环管片进行连续高精度实时监测并自动传输到操作室的导向系统页面中记录并预警，通过在盾构机上设置激光靶，便于利用智能全站仪测量盾构机的实施姿态。利用智能全站仪测量盾构机的实施姿态。利用智能全站仪测量盾构机的实施姿态。
【技术实现步骤摘要】
一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法
[0001]本专利技术涉及盾构隧道工程测量领域，尤其是涉及一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法。
技术介绍
[0002]目前盾构隧道施工过程中，拼装成环的管片常常发生整体上浮的现象，从而导致管片出现局部破损、开裂、渗水等问题，严重威胁施工以及运营期间的安全。但造成管片上浮的原因多种多样，且管片在施工或运营过程中的上浮运动过程缺乏实时、连续的监测方法，因此目前对于管片上浮现象未能进行有效监测和采取及时的处理措施。
[0003]现阶段对于盾构隧道管片上浮监测的主要手段是利用水准仪或全站仪进行监测，但该方法对通视条件要求较高，由于盾构机附属设备的遮挡及运行车辆的阻碍，使得该方法并不能对盾尾管片的运动情况进行实时监测。并且对于长距离、曲线盾构隧道而言，采取全站仪进行监测常常需要进行多次高程传递，会出现较大的误差，并且在操作过程中极其依赖人工，费时费力，效率较低，也不能反映盾构隧道管片上浮的全过程，为了确保地铁隧洞线型满足设计及保证工程质量，需将管片上浮位移量控制在规定的合理范围内。所以对管片上浮的量与趋势早发现、早处理，是控制管片上浮的最佳方法。
[0004]在地下隧道施工中，由于管片上浮所发生的位置常常位于拖出盾尾的20环以内，正处于管片喂片机工作范围内，其间会存储待拼装的管片及运送泥浆进来的电车，会使测量的操作空间变小，无法及时反应管片变化。在现有的技术中无法满足隧道与地下工程尤其是城市轨道交通建设快速、高质量的发展需求。
技术实现思路
[0005]本专利技术的主要目的在于提供一套完整、高效、便捷、自动化的管片上浮监测方法，不会对盾构机台车内运行的车辆及施工人员产生阻碍，且能够对多环管片进行连续高精度实时监测并自动传输到操作室的导向系统页面中记录并预警，对后续盾构隧道施工与运营中的管片上浮规律和监测预警起到积极作用。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法，包括由若干环管片组成的成型管片隧道，以及在成型管片隧道前端用于掘进的盾构机，该方法包括：S1、安装准备，在盾构机的盾尾处设置可通视的激光靶，在已拼装完成的管片上方调平安装智能全站仪，并在智能全站仪后方的管片上安装可通视后视棱镜，智能全站仪、激光靶以及后视棱镜位于同一水平线；S2、安装上浮监测棱镜，正常运行盾构导向系统，使盾构机向前掘进，并在盾构机盾尾处新拼装的管片上方安装上浮监测棱镜，并确保智能全站仪可以照射到；S3、管片上浮监测，智能全站仪识别后视棱镜定向，然后采集激光靶确认盾构姿态，最后采集上浮监测棱镜位置，计算出上浮监测棱镜所在环数和高程数据，且储存，并在
预设时间后，重复对上浮监测棱镜进行识别采集数据；S4、重复步骤2和步骤3即可，通过记录的数据可以反馈出每环管片上的上浮监测棱镜的单次变化量、周期变化量及累计变化量。
[0007]优选方案中，所述智能全站仪的测量程序设置包括：设置添加上浮监测棱镜信息，以及设置测量流程及时间，其中上浮监测棱镜信息包括上浮监测棱镜所在环数和高程，测量流程包括在测量激光靶、测量上浮监测棱镜，以及重复测量上浮监测棱镜的时间。
[0008]优选方案中，所述智能全站仪采用无线通讯的方式与盾构机操作室的盾构导向系统连接，方便操作室的盾构导向系统连接对智能全站仪进行控制，并将记录到的信息传输至盾构机操作室的盾构导向系统中，并在操作室的盾构导向系统中设置高程限值，当上浮监测棱镜上浮量超过高程限值时警报。
[0009]优选方案中，所述上浮监测棱镜通过粘贴的方式安装在管片上，当最后端的所述管片监测完毕后，可将其上的上浮监测棱镜拆下，安装到最前方拼装完成的管片上。
[0010]优选方案中，所述上浮监测棱镜与后视棱镜结构相同，包括棱镜主体、设置在棱镜主体顶部的方位调节组件、设置在方位调节组件另一端的可锁定铰接件、设置在可锁定铰接件另一端的悬挂件，以及设置在悬挂件另一端的粘贴件，粘贴件通过免钉胶与管片粘贴。
[0011]优选方案中，所述方位调节组件由空心半球座，以及可转动的设置在空心半球座中的旋转球组成，其中，空心半球座的顶部与可锁定铰接件相连接，旋转球的底部与棱镜主体相连接；所述粘贴件与悬挂件之间采用螺纹连接方式，其中粘贴件包括粘贴片，以及设置在粘贴片端面上的螺纹套，螺纹套与悬挂件螺纹连接，粘贴片通过免钉胶与管片粘贴；所述可锁定铰接件由阴阳铰接头，以及贯穿阴阳铰接头的锁定螺杆组成，锁定螺杆的外部螺纹安装有用于锁定阴阳铰接头的锁定螺母。
[0012]优选方案中，所述智能全站仪通过悬挂支架固定在管片上，悬挂支架包括可伸缩悬挂杆，以及分别设置在伸缩悬挂杆上下两端的固定片和支撑板，可伸缩悬挂杆上设置有用于固定高度的限位组件，支撑板上开设有用于固定智能全站仪的贯穿孔，固定片上设置有用于固定的安装孔，固定片通过安装孔固定在管片的连接螺栓处。
[0013]优选方案中，所述伸缩悬挂杆包括套杆、插接在套杆中的伸缩杆、伸缩杆的上方开设有若干个均匀分布的插接孔、套杆下方相对的两个壁面上均开设有与插接孔相对应的限位孔，限位组件通过贯穿限位孔和其中一个插接孔对伸缩杆进行固定。
[0014]优选方案中，所述限位组件包括贯穿限位孔和其中一个插接孔的限位螺杆，以及螺纹安装在限位螺杆前端外部用于锁定的限位螺母。
[0015]优选方案中，所述智能全站仪与上浮监测棱镜均安装在管片靠上的位置，且智能全站仪与上浮监测棱镜分别设置在管片相对的内壁面上。
[0016]本专利技术提供了一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法，通过在成型管片的上方设置智能全站仪、上浮监测棱镜和后视棱镜，便于实现自动化监测的效果，有效避免了人工监测不精准的问题，同时不会对盾构机台车内运行的车辆及施工人员产生阻碍，且通过不断在新拼装的管片上安装上浮监测棱镜，能够对多环管片进行连续高精度实时监测并自动传输到操作室的导向系统页面中记录并预警，通过在盾构机上设置激光靶，便于利用智能全站仪测量盾构机的实施姿态。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术侧面剖视结构图；图2是本专利技术上浮监测棱镜与智能全站仪位置关系结构图；图3是本专利技术上浮监测棱镜与后视棱镜结构图；图4是本专利技术浮监测棱镜与后视棱镜侧面剖视结构图；图5是本专利技术可锁定铰接件结构图；图6是本专利技术悬挂支架结构图；图7是本专利技术伸缩悬挂杆正面剖视结构图；图8是本专利技术伸缩悬挂杆侧面剖视结构图图9是本专利技术方法流程图；图中：管片1；盾构机2；激光靶3；上浮监测棱镜4；智能全站仪5；后视棱镜6；棱镜主体601；方位调节组件602；旋转球6021；空心半球座6022；可锁定铰接件603；锁定螺杆6031；锁定螺母6032；悬挂件604；粘贴件605；螺纹套6051；粘贴片6052；悬挂支架7；支撑板701；伸缩悬挂杆702；套杆7021；伸缩杆7022；插接孔7023；限位孔7024；限位组件703；限位螺杆7031；限位螺母7032；固定片704；贯穿孔70本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法，包括由若干环管片（1）组成的成型管片隧道，以及在成型管片隧道前端用于掘进的盾构机（2），其特征是：该方法包括：S1、安装准备，在盾构机（2）的盾尾处设置可通视的激光靶（3），在已拼装完成的管片（1）上方调平安装智能全站仪（5），并在智能全站仪（5）后方的管片（1）上安装可通视后视棱镜（6），智能全站仪（5）、激光靶（3）以及后视棱镜（6）位于同一水平线；S2、安装上浮监测棱镜（4），正常运行盾构导向系统，使盾构机（2）向前掘进，并在盾构机（2）盾尾处新拼装的管片（1）上方安装上浮监测棱镜（4），并确保智能全站仪（5）可以照射到；S3、管片（3）上浮监测，智能全站仪（5）识别后视棱镜（6）定向，然后采集激光靶（3）确认盾构姿态，最后采集上浮监测棱镜（4）位置，计算出上浮监测棱镜（4）所在环数和高程数据，且储存，并在预设时间后，重复对上浮监测棱镜（4）进行识别采集数据；S4、重复步骤2和步骤3即可，通过记录的数据可以反馈出每环管片上的上浮监测棱镜的单次变化量、周期变化量及累计变化量。2.根据权利要求1所述一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法，其特征是：所述智能全站仪（5）的测量程序设置包括：设置添加上浮监测棱镜（4）信息，以及设置测量流程及时间，其中上浮监测棱镜（4）信息包括上浮监测棱镜（4）所在环数和高程，测量流程包括在测量激光靶（3）、测量上浮监测棱镜（4），以及重复测量上浮监测棱镜（4）的时间。3.根据权利要求2所述一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法，其特征是：所述智能全站仪（5）采用无线通讯的方式与盾构机（2）操作室的盾构导向系统连接，方便操作室的盾构导向系统连接对智能全站仪（5）进行控制，并将记录到的信息传输至盾构机（2）操作室的盾构导向系统中，并在操作室的盾构导向系统中设置高程限值，当上浮监测棱镜（4）上浮量超过高程限值时警报。4.根据权利要求1所述一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法，其特征是：所述上浮监测棱镜（4）通过粘贴的方式安装在管片（3）上，当最后端的所述管片（3）监测完毕后，可将其上的上浮监测棱镜（4）拆下，安装到最前方拼装完成的管片（3）上。5.根据权利要求4所述一种掘进过程中成型管片上浮自动监测方法，其特征是：所述上浮监测棱镜（4）与后视棱镜（6）结构相同，包括棱镜主体（601）、设置在棱镜主体（601）顶部的方位调节组件（602）、设置在方位调节组件（602）另一端的可锁定铰接件（603）、设置在可锁定铰接件（603）另一端的悬挂件（604），以及设置在悬挂件（604）另一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈少林，罗利平，张红伟，尹相如，任明富，吴春智，
申请(专利权)人：中交二航局成都建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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