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专利名称：一种盾构测量全站仪吊篮设备

专利类型：发明专利

专利申请号：CN201910578967.0

专利申请（专利权）人：晏强,张赛,陈文明,李东泰,秦小鹏,刘江,袁逢逢
权利人地址：四川省南充市营山县朗池镇新生村五组

专利发明（设计）人：晏强,陈文明,张赛,李东泰,秦小鹏,刘江,袁逢逢,谢文斌,陈霖,段学钢,李亚超,李洪哲

专利摘要：本发明专利涉及一种盾构测量全站仪吊篮设备，在盾构隧道的管片注浆孔安装螺栓固定吊篮，具有安装快速的特点。

主权利要求：
1.一种盾构测量全站仪吊篮设备，吊篮包括固定螺栓(1)、悬托板(2)、悬托吊耳(3)、第一橡胶减震器(5)、第二橡胶减震器(7)、下托吊耳(9)、L型方管(10)、强制对中杆(13)、减震整平基座(17)，其特征在于：悬托板(2)与悬托吊耳(3)通过焊接固成一体，下托吊耳与L型方管通过焊接固成一体，在悬托板(2)上安装第一橡胶减震器(5)和第二橡胶减震器(7)，通过固定螺栓(1)把悬托板(2)固定在管片注浆孔上，悬托吊耳(3)和下托吊耳(9)通M20螺栓连接固定，全站仪、减震整平基座(17)、棱镜通过强制对中杆(13)连接固定；所述的固定螺栓（1），一端为管片注浆管螺栓，一端为M20螺栓；所述的悬托板（2），呈Y型设计，中间开圆孔，用于穿固定螺栓；三个角点附近开M10内丝孔，用于安装第一橡胶减震器（5）；还包括温度气压传感器（11）；所述的温度气压传感器（11）安装在吊篮上，可实时显示当前气压和温度；盾构导向系统的中央处理器，可实时读取温度和气压值，并修正全站仪测距常数；所述的减震整平基座(17)，由强制对中盘(12)、底座(16)、减震角螺旋(15)、水平管(14)组成；减震整平基座（17）能够减弱震动波对全站仪的影响；减震整平基座(17)实现了强制对中杆轴线与全站仪竖轴在同一铅锤轴上;减震整平基座(17)的底座(16)通过螺栓与L型方管（10）固定连接；所述的强制对中杆(13)，一端采用外丝，另外一端采用棱镜连接杆；强制对中杆（13）贯穿减震整平基座(17)的上端用于连接全站仪，强制对中杆（13）下端棱镜连接杆与棱镜连接；施工时同时安装棱镜和全站仪，吊篮成为观测站和被观测站，吊篮坐标复测工作无需拆卸导向系统全站仪；第一橡胶减震器（5）安装在悬托板（2）和管片之间，第二橡胶减震器（7）安装在悬托板（2）与蝶形螺母（4）之间，吊篮安装方式为：先徒手拧紧固定螺栓(1)；然后将悬托板（2）中间的圆孔套入固定螺栓（1）；然后将第二橡胶减震器（7）套入固定螺栓（1）作为蝶形螺母（4）垫片使用；然后徒手紧固蝶形螺母（4）。 说明书 : 一种盾构测量全站仪吊篮设备技术领域[0001] 本发明涉及盾构隧道施工测量领域，具体涉及到盾构导向系统全站仪安置的吊篮。背景技术[0002] 在隧道盾构施工的过程中，为保证盾构机前行方向的准确性，需要在即成隧道中安置全站仪，通过全站仪来测量盾构机的姿态，及时调整盾构机姿态。全站仪及吊篮一般安置在盾构拖车上方的管片上；盾构每掘进一定距离，全站仪及吊篮需要向掘进方向搬站。[0003] 目前，为了不影响测量并且保证测量仪器的安全，吊篮普遍固定在管片上，全站仪安装在吊篮上。[0004] 目前，吊篮固定已经存在两种相对成熟的方法，膨胀螺栓固定吊篮的方法和管片U型螺栓固定的方法，但其缺点较多。膨胀螺栓固定吊篮缺点：打膨胀螺栓时的粉尘：Σ饬咳嗽苯】，劳动力消耗大，必须两人配合安装，安装费时不便，并且会对管片造成损伤。管片U型螺栓固定吊篮的缺点：需拆卸管片连接螺栓的螺母，螺母需使用大风炮气动扳手拆装，拆卸设备笨重，拆卸较费力；目前U型螺栓仅用于管片直径小于6米的盾构隧道。在大于直径6米盾构隧道中，通常使用直螺纹螺栓，导致吊篮无法安装。这两种方法，在管片上的安装位置单一，不利于测量视窗选择。[0005] 在岩石地层中，盾构滚刀削切岩石会产生一定的震动波；全站仪受震动波影响，全站仪导向光会上下左右抖动，导致其无法准确定位，全站仪甚至无法工作。[0006] 全站仪搬站时，必须进行坐标传递。管片受同步注浆、二次注浆、盾构掘进等扰动影响，管片及吊篮的位置可能会发生一定程度位移。其位移导致测量精度不满足测量技术要求。因此吊篮坐标必须进行复核后，才能向前搬站，向新吊篮传递坐标。传统复测方法为：拆下既有吊篮上的全站仪，将棱镜安装在既有吊篮上；然后通过在圆隧道内架设全站仪，复测既有吊篮坐标。该复测方法必须停止导向系统工作，停止掘进，才能拆卸吊篮上的全站仪；复测工作对盾构掘进有一定影响，且耗费的时间相对较多，影响施工进度。[0007] 盾构隧道内的气温和气压容易受到隧道通风、设备发热、地热等综合因数影响而变化，气温和气压的变化会影响全站仪测距精度。因此实时测量隧道内的温度和气压值，以此来修正实测距离，是一项必不可少的工作。发明内容[0008] 鉴于目前盾构测量的吊篮设备存在的上述不足，为解决上述不足，发明一种新型盾构测量全站仪吊篮设备，解决以上背景技术问题。[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用一种吊篮的技术方案：[0010] 吊篮与管片连接，采用固定螺栓连接；吊篮进行减震设计；吊篮设置一个与全站竖轴同轴的棱镜安置位置；吊篮设置一个温度气压传感器。[0011] 盾构测量全站仪吊篮，由悬托和下托组成，结构型式如下：[0012] 悬托18由固定螺栓1、橡胶减震器5、橡胶减震器7、悬托板2、蝶形螺母4、悬托吊耳3、M10螺栓6组成。[0013] 进一步，所述的固定螺栓1，一端为管片注浆管螺栓，一端为M20螺栓；通过一颗M20螺栓和注浆管连接螺栓改造加工而成；管片注浆管螺栓有两种规格，因此固定螺栓也有两种规格。[0014] 进一步，所述的悬托板2，呈Y型设计，中间开20.5mm圆孔，用于穿固定螺栓；三个角点附近开M10内丝孔，用于安装减震橡胶。[0015] 进一步，所述的悬托吊耳3，采用2块三角型肋板、一块方形焊接构成。[0016] 进一步，所述的蝶形螺母4，为M20内丝，蝶形螺母方便徒手固定悬托18。[0017] 进一步，所述的橡胶减震器5、橡胶减震器7，避免了吊篮与管片钢性接触，减弱震动波传递。[0018] 进一步，悬托板、悬托吊耳通过焊接成整体。[0019] 下托由下托吊耳9、L型方管10、减震整平基座17、强制对中杆13、温度气压传感器11、M20螺栓8、蝶形螺母4组成。[0020] 进一步，所述的下托吊耳9，采用1块方形板、2块梯形肋板、1块连接板构成。[0021] 进一步，所述的L型方管10，采用宽度为80mm*80mm的方钢，焊接成L形。[0022] 进一步，所述的减震整平基座17，由强制对中盘12、底座16、减震角螺旋15、水平管14组成。减震整平基座17能够跟进一步减弱震动波对全站仪的影响；减震整平基座17功能，实现了强制对中杆轴线与全站仪竖轴在同一铅锤轴上。[0023] 进一步，所述的强制对中杆13，一端采用M14英制外丝，另外一端采用徕卡棱镜连接杆外形；用于减震整平基座17与全站仪连接，减震整平基座17与棱镜连接。[0024] 进一步，所述的温度气压传感器11，气压温度传感器可实时显示当前气压和温度。温度气压传感器通过与串口多路器连接其他设备及中央处理器，盾构导向系统的中央处理器，可实时读取温度气压值，并修正全站仪测距常数，从而提高测距精度。[0025] 与现有技术相比，本发明有益效果是：[0026] 本发明重量轻，单人徒手快速安装，适用于行业内所有的盾构隧道；能够安装在盾构隧道中上部，测量视窗有更多选择；避免了不易安装、安装费时、破坏管片、安装时粉尘：】、作业效率低等缺点，加快隧道施工进度。[0027] 本发明具有整平、减震功能。能非：玫亟饩，隧道纵坡过大、吊篮安装不当，导致全站仪不易安平的问题；盾构机掘进过程中，产生冲击波动时，全站仪依然能够正常工作。[0028] 本发明能同时安装棱镜和全站仪。吊篮坐标复测工作更加简便快捷；无需拆卸导向系统全站仪。[0029] 本发明具有温度气压传感器，导向系统中央处理器已与配合，能够实时修正测距常数，提高测距精度。[0030] 综上诉述，本发明设计思路新颖。较传统设计，实现了较多功能。具有安装简便、通用性强、抗震、组件易拆装运输等特点。附图说明[0031] 图1、吊篮总体三维效果图[0032] 图2、吊篮部件三维效果图[0033] 图3、吊篮安装步骤一[0034] 图4、吊篮安装步骤二[0035] 图5、吊篮可安装的位置示意[0036] 图6、搬站测量过程示意[0037] 图7、悬托设计示意图[0038] 图8、下托吊耳及L型方管轴侧图[0039] 图9、减震整平基座[0040] 图10、固定螺栓一[0041] 图11、固定螺栓二[0042] 图12、强制对中螺栓具体实施方式[0043] 为了使本发明的实现手段、创作特征、达成的目的功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明描述中，需要说明的是，吊篮部件名称，是根据其特点取名。实施例1：[0044] 参考图1、图2，三维效果图，清晰展示了吊篮组装完成后全貌。实施例2：[0045] 参考图3、图4，吊篮安装方式为：先徒手拧紧固定螺栓1；然后将悬托板2中间的圆孔套入固定螺栓1；然后将减震器7套入固定螺母1作为蝶形螺母4垫片使用；然后徒手紧固蝶形螺母4，然后用M20螺栓8连接悬托与下托，然后用蝶形螺母4固定悬托与下托。最后通过3个减震角螺旋15调平强制对中盘12。实施例3:[0046] 参考图5，本发明可安装在盾构隧道中上部任何一片管片上，能够充分适应不同盾构机对导向系统对仪器架设位置的要求；盾构施工测量过程中，测量人员可根据实际需要选择仪器架设位置；避免了预定位置与观测目标不能通视的情况，导致无法进行测量工作。实施例4:[0047] 配合图6详细说明，吊篮A是搬站时需安装的新吊篮，吊篮B是正在工作的吊篮。控制点C和控制点D是测量控制网基准点。盾构拖车尾部掘进至吊篮B位置时，必须复测吊篮B的坐标，完成搬站准备工作必备条之一。[0048] 测量人员应当在每次安装完吊篮后，在吊篮下方的强制对中杆上安置棱镜，待下次搬站时使用。搬站工作开始时，在达控制点D时架设棱镜，控制点C架设全站仪，直接向吊篮B下方的棱镜传递坐标。拖架B坐标复核完成后，C点全站仪拆卸装箱，待作业完成后带走。[0049] 吊篮B坐标复核完成后，安装吊篮A，并吊篮A下方的强制对中杆安置棱镜。吊篮A安装完成后，利用吊篮B上安装的导向系统全站仪及吊篮B新测定的坐标，通过导向系统控制系统向吊篮A传递坐标。[0050] 传统作业方式，盾构掘进必须暂停或等待停止时，才能拆卸吊篮B处的全站仪，并在吊篮B处安装棱镜。本发明可避免该缺点；复测吊篮B时，可实现吊篮B无需去人，给测量工作带来便捷性。实施例5:[0051] 参考图7，充分展示了悬托18主要结构设计。悬托板2及悬托吊耳3均采用8毫米厚钢板，悬托板2与悬托吊耳3焊机成整体。橡胶减震器5安装在悬托板2管片之间，橡胶减震器7安装在悬托板2与蝶形螺母4之间，有效阻隔了震动冲击波的传递。实施例6:[0052] 参考图8，L型方管10采用壁厚1mm镀锌方管焊接而成。如图所示，L型方管下方开直径50mm的圆孔。下托吊耳9采用8mm厚钢板焊接而成。下托吊耳9与L型方管10焊接成整体。实施例7：[0053] 参考图9详细阐述减震整平基座17构造。强制对中盘12采用10mm米厚铝合金板，底座16采用10mm铝合金板。强制对中盘12中心开英制M14螺母孔，3个角点位置开M12螺母孔。底座中心开一个三角形空洞，三边开直径14mm圆孔，圆孔两侧开M4螺母母孔。减震角螺旋由直径15.8mm的半丝球、M8*15mm的螺杆、厚度为10毫米的橡胶减震器、M8*30mm的螺杆、一个螺杆连接套管等管组成。[0054] M8*30螺杆一端开M4的螺母孔，一端连接橡胶减震器5。M8*15螺杆一端连接半丝球，一端连接橡胶减震器5。[0055] 螺杆连接套的上端：设M12螺杆外丝，内设直径10mm光滑圆孔，上端长10mm;螺杆连接套的下端外径14mm,M8内丝，下端长度10mm.[0056] 减震整平基座17通过螺栓与L型方钢固定连接。实施例8：[0057] 参考图10 图12，图10和图11均为固定螺栓1；目前国内管片预埋注浆孔分两种形~式，因此固定螺栓1设计了两种型号。图12为强制对中杆13，用于安装连接棱镜、减震整平基座17、全站仪。[0058] 综上所述，本发明具有质量较轻、安装便捷、抗震性强、通用性强等特点。[0059] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征、使用方法、优点等。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进行都落入要求保护本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

专利地区：四川

专利申请日期：2019-06-28

专利公开日期：2024-08-09

专利公告号：CN110173270B