CN220772130U - 一种竖井滑模施工模体偏移检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道竖井施工领域，特别地涉及一种模体偏移检测装置。具体包含滑模模体，其特征在于，还包含安装在竖井井口的支架和用于检测滑模模体水平度的激光测位组件，激光测位组件包含用于发射激光束的发射器和与发射器配合使用的接收器。在施工过程中，该装置在可以对滑模模体的水平度进行持续检测，并进一步的检测其在移动过程中的水平姿态，帮助施工人员时刻掌握滑模模体工作状态，从而保护滑模模体，保证施工人员生命安全。

Description

一种竖井滑模施工模体偏移检测装置

技术领域

本实用新型涉及隧道竖井施工领域，特别地涉及一种模体偏移检测装置。

背景技术

随着国内隧道建设的快速推进和施工技术的逐渐成熟，特长隧道被大量建设，在特长隧道的建设中，为了辅助隧道通风排烟，通常会选择设置通风竖井。为减少风阻以提高通风排烟效率，竖井在初期支护建设完成后都会浇筑二次衬砌。初期支护是指隧道竖井开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，在洞室周边，施作钢、混凝土等支撑物，与岩壁结合固定的结构层；二次衬砌指在隧道已经进行初期支护的条件下，为了达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、检测等设施等目的，用混凝土等材料修建的内层衬砌。

在二次衬砌施工中，由于竖井空间和施工平台的局限性，多采用液压滑模施工法。液压滑模施工中的核心部件为滑模模体，滑模模体体积较大，通常为由钢梁结构拼接而成的圆形台体，因此当其在通风竖井中进行上下移动时，往往需要多个液压千斤顶同步工作带动。

但是在移动过程中，各个液压千斤顶的作用力大小很难保持一致，因此整个滑模模体容易因受力不均而发生偏移。若偏移不能及时发现并矫正，不仅会损坏液压千斤顶，甚至会导致滑模模体倾翻，影响施工进度，威胁人员安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种竖井滑模施工模体偏移检测装置。在施工过程中，该装置在可以对滑模模体的水平度进行持续检测，并进一步的检测其在移动过程中的水平姿态，帮助施工人员时刻掌握滑模模体工作状态，从而保护滑模模体，保证施工人员生命安全。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方法如下：一种竖井滑模施工模体偏移检测装置，包含滑模模体，其特征在于，还包含安装在竖井井口的支架和用于检测所述滑模模体水平度的激光测位组件，所述激光测位组件包含用于发出激光束的发射器和与所述发射器配合使用的接收器。

由此，滑模模体的偏移度检测可由激光测位组件实现。支架水平安装在竖井井口处，其上垂直安装发射器，发射器可竖直向下射出目标激光束，当滑模模体在竖井内做上下竖直运动时，其上安装的接收器与滑模模体同步运动。在此过程中，接收器的水平位置保持不变，并且接收器设置在发射器的竖直下方，故滑模模体处于水平姿态时，目标激光束将始终照射接收器的接收中心。

当滑模模体发生偏转或偏移时，由于位于支架上的发射器空间位置始终不变，故其激光发射位置和角度不变，但安装在滑模模体上的接收器在滑模模体的带动下，其水平位置和与水平面的夹角均可能发生变化。这使得原本照射在接收器接收中心的激光点位发生变动，根据此点位变动的方向和程度即可判断滑模模体的整体偏移量，并据此对整个滑模模体及时调整，防止潜在的危险发生。

除此之外，还可将接收器安装在支架上，将发射器安装在滑模模体上，此时发射器设置在接收器的竖直下方。滑模模体处于水平姿态时，目标激光束将始终照射接收器的接收中心。当滑模模体发生偏转或偏移时，位于支架上的接收器空间位置始终不变，但安装在滑模模体上的发射器在滑模模体的带动下，其水平位置和与水平面的夹角均可能发生变化，从而使得目标激光束的射出角度和方向发生变化，此时原本照射在接收器接收中心的激光点位也会发生变动，根据此点位变动的方向和程度即可判断滑模模体的整体偏移量。

作为本实用新型的优选，所述激光测位组件的数量为两组以上，各组所述激光侧位组件安装在同一平面上。

设置两组以上的激光测位组件，且各组激光侧位组件安装在同一平面上，即各发射器安装在同一平面上，各接收器也安装在同一平面上，这可以使得本检测装置具备同时测定多个点位偏移量的能力，进而使得激光测位组件之间具备相互校验能力。

单个接收器接收中心的激光点位变动可能发生在两种情况中，常见情况是滑模模体整体发生偏移，此时任意两组激光测位组件均会检测到偏移量，并需要对整个滑模模体做出姿态调整；另一种情况为，由于滑模模体自身具备弹性形变，部分区域有时会发生较小幅度的竖向偏位，此时只有靠近此区域的激光测位组件会检测到偏移量，而其他激光测位组件检测结果均为正常，此种情况下往往不需要对整个滑模模体做出调整。该种校验能力有助于科学精准的判断滑模模体的状态，避免做出不当调整。

作为本实用新型的优选，所述支架包含架体和与所述架体可拆卸连接的安装板，所述安装板上设置有用于固定所述发射器的固定件。

架体架设在竖井井口处，可采用坚固的金属结构制造，为发射器提供固定平台；安装板与架体可拆卸连接，其上设有固定件，发射器通过固定件与安装板固定连接。安装板可采用工程塑料等轻质坚固的材料制作，通过连接插销或螺栓的方式固定在架体上。通过拆卸安装板与架体，使本装置具备了在不挪动较重的架体的情况下一次性移除所有发射器的能力，可在户外恶劣天气到来时及时转移发射器，避免遭受财产损失。

作为本实用新型的优选，所述架体包含主架、与所述主架滑动连接的副架和用于固定所述主架与所述副架位置的固定销。

由于施工井口处的地表环境多样，可能为沙石或软质粘土，且井口有时呈非标准圆形，故需要调整架体的架设位置，以保证发射器处于井口中心。由于主架位置需要保持在井口中心不便移动，故可以通过滑动安装在主架上的副架，改变架体与地面的固定接触点，以提高架体对不同井口地形的适用度。

作为本实用新型的优选，所述架体还包含与所述副架螺纹连接从而调节延伸高度的调节脚，所述调节脚包含用于刺入地面的尖刺部。

由于本装置的工作环境通常为自然条件较差的户外，因此有必要将架体架设在距离地面一定高度的位置上，以免其遭受水流冲刷或石块滚动磕撞击。调节脚与副架螺纹连接，可随副架一起移动改变与地面的接触位置，并通过螺纹部的旋转操作调节调节脚延伸高度，进而调整架体整体的离地高度。其底部设置有例如螺纹尖刺结构的金属支撑杆，将螺纹尖刺部分插入地面可提高架体稳定性。

作为本实用新型的优选，所述接收器包含支撑座，所述支撑座上安装有用于测量激光点位偏移量的定位标尺。

当照射在接收器目标中心的激光点位发生变动时，为了方便施工人员确定其偏移方向和偏移量，特设定位标尺。定位标尺可以选用现有技术中具备漫反射能力的反射板制造，当激光照射在此板上时，漫反射可以帮助施工人员高效的肉眼识别激光点位；并在该板上均匀的刻画出标识线，用以确定偏移量。

作为本实用新型的优选，所述定位标尺上表面向上凸起，且所述支撑座上设置有用于排水的引水槽。

处于施工中的竖井时常会遭遇降雨，正常降雨不影响本装置的正常工作。当雨水穿过井口降落在定位标尺上时，形成的积水将对激光反射形成不良影响，其形成的镜面反射和折射现象可能会干扰人工判断，因此将定位标尺上表面设置为向上凸起的形状，有助于积水沿凸起面自然滑落，并且在支撑座上设有引水槽，可以高效的将上述滑落的雨水排走。

作为本实用新型的优选，所述安装板上表面还设置有气泡式水平仪。

想要实现精确的检测效果，前提条件为发射器垂直于水平面固定安装。由于所有的发射器均垂直安装在安装板上，而安装板与架体平行连接，故需要保证架体架设在竖井井口时满足水平状态，但现实中井口地面往往不平整，故需要调平作业。在调整安装在架体上各个调节脚时，可结合安装板上设置的气泡式水平仪的水平指示信息，高效精确的调平架体，以保证发射器的垂直姿态。

综上所述，本实用新型具有如下的有益效果：

1.通过设置两组以上的激光测位组件，可使得不同的激光测位组件之间配合工作实现相互校验，清楚的分辨滑模模体究竟是发生了整体偏移还是由于自身弹性形变导致的局部形变，可帮助施工人员准确的做出调整决策。

2.架体包含主架和副架，副架相对于主架的相对位置可以灵活调整，且副架上还安装有可调节高度的调节脚，通过调节脚可以将架体水平且稳固的架设在竖井井口。

3.定位标尺上表面向上凸起，且支撑座上设置有用于排水的引水槽。由此，定位标尺具备自排水能力，在遭遇正常降水时，其可保证本装置的功能稳定性。

4.设置在安装板上表面的气泡式水平仪可帮助安装人员高效精准的调平架体，使得各个发射器垂直于水平面固定安装，以保证发射激光的垂直射出角度，进而保证整个装置的使用精确性。

附图说明

图1为本模体偏移检测装置的示意图；

图2为本模体偏移检测装置中支架的俯视图；

图3为本模体偏移检测装置中支架的仰视图；

图4为本模体偏移检测装置中接收器的俯视图；

图5为本模体偏移检测装置中接收器的侧视图。

图中：1、滑模模体，2、支架，21、架体，211、主架，212、副架，213、固定销，214、调节脚，22、安装板，221、固定件，23、气泡式水平仪，3、激光测位组件，31、发射器，32、接收器，321、支撑座，322、定位标尺，323、引水槽。

具体实施方式：

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本实施例中列举出了一种安装了4组激光测位组件3的模体偏移检测装置。如图3所示的支架2，其中安装板22上安装有4个发射器31，且每个发射器31的安装位置均靠近安装板22的外侧边缘，且两两对称分布。

如图1所示的模体偏移检测装置，在施工作业时，其竖直安置在竖井井身中，滑模模体1被安装在其上的液压千斤顶架设在工作高度。井口处安装有支架2，且支架2被调节脚214架离地面。

如图2和图3所示，圆形的安装板22固定安装在架体21上，发射器31通过固定件221被固定在安装板22的下表面。固定件221可以为金属连接插销，其自上而下的穿过安装板22连接于发射器31，将发射器31竖直的固定在安装板22的下表面；发射器31可选用现有技术中的小功率激光发射器，定时或持续地发出照射激光。与此同时，安装板22上表面固定安装有气泡式水平仪23；架体21中的主架211可选用一体铸造的金属架，用于承重，其向外延伸的架体部分通过固定销213与副架212连接，固定销213的插接位置有多个，用来调节副架212相对伸出主架211的距离；副架212上安装有调节脚214，调节脚214与副架212螺纹连接，由此可以调整调节脚214的竖直延伸长度，用于改变调节脚214将支架2架离地面的高度。

接收器32安装在滑模模体1上表面，本实施例中两两对称地安装了4个，如图4和图5所示，每个接收器32均由支撑座321和定位标尺322构成，其中支撑座321固定在滑模模体1上表面，用于提供支撑；定位标尺322安装在支撑座321上方，定位标尺322可由支持漫反射的反射板制造，其上画有定位刻度线，其边缘位置到中心位置均匀向上凸起，可使雨水自然滑落；在支撑座321上还设置有若干条引水槽323，用于将滑落的雨水快速引流走。

在本模体偏移检测装置正常工作时，发射器31每过一段时间发射一束照射激光，并持续一小段时间，便于施工人员清楚地确认偏移信息。当模体姿态正常未发生偏移时，激光照射点将正好处于接收器32上的定位标尺322的中心；若滑模模体1发生了偏移，则处在偏移方向上或距离偏移方向最近的两个对称安置的接收器32上的激光照射点均会发生偏移，施工人员可以综合两个偏移量的大小和方向来判断当前滑模模体1的实际姿态，并及时做出调整；若滑模模体1因为自身结构存在的弹性形变，某边缘结构部分发生了轻微塌陷或翘起，此时最靠近此部分的接收器32上的激光照射点会发生偏移，但与其对称分布的另一边的接收器32上的激光照射点仍将处于中心位置，二者对比将帮助施工人员确定当前滑模模体1的实际姿态，从而判断是否需要调整，避免误判带来的不当调整破环滑模模体1的整体平衡姿态。

实际应用中，通过增加激光测位组件3的数量并合理的分布其安装位置，可增强本装置的检测精准性，考虑到实际使用成本，在上述实施例中，选用了4组激光测位组件3。另外，发射器31和接收器32的相对位置可以互换，当对于对井口安装的发射器31供电不便时，可以将发射器31安装在滑模模体1上，以获得稳定供电；同时将接收器32安装在支架2上，同样可以实现检测滑模偏移量的目的。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种竖井滑模施工模体偏移检测装置，包含滑模模体(1)，其特征在于，还包含安装在竖井井口的支架(2)和用于检测所述滑模模体(1)偏移程度的激光测位组件(3)，所述激光测位组件(3)包含用于发出激光束的发射器(31)和与所述发射器(31)配合使用的接收器(32)。

2.根据权利要求1所述的一种竖井滑模施工模体偏移检测装置，其特征在于，所述激光测位组件(3)的数量为两组以上，各组所述激光测位组件(3)安装在同一平面上。

3.根据权利要求1所述的一种竖井滑模施工模体偏移检测装置，其特征在于，所述支架(2)包含架体(21)和与所述架体(21)可拆卸连接的安装板(22)，所述安装板(22)上设置有用于固定所述发射器(31)的固定件(221)。

4.根据权利要求3所述的一种竖井滑模施工模体偏移检测装置，其特征在于，所述架体(21)包含主架(211)、与所述主架(211)滑动连接的副架(212)和用于锁定所述主架(211)与所述副架(212)位置的固定销(213)。

5.根据权利要求4所述的一种竖井滑模施工模体偏移检测装置，其特征在于，所述架体(21)还包含与所述副架(212)螺纹连接从而调节延伸长度的调节脚(214)，所述调节脚(214)包含用于刺入地面的尖刺部。

6.根据权利要求1所述的一种竖井滑模施工模体偏移检测装置，其特征在于，所述接收器(32)包含支撑座(321)和安装在所述支撑座(321)上的且用于测量激光点位偏移量的定位标尺(322)。

7.根据权利要求6所述的一种竖井滑模施工模体偏移检测装置，其特征在于，所述定位标尺(322)表面向上凸起，且所述支撑座(321)上设置有用于排水的引水槽(323)。

8.根据权利要求3所述的一种竖井滑模施工模体偏移检测装置，其特征在于，所述安装板(22)上表面还设置有气泡式水平仪(23)。