顶管测量纠偏的装置和方法以及全过程路径监控的方法与流程

本发明属于顶管施工，特别涉及一种顶管测量纠偏的装置和方法以及全过程路径监控的方法。

背景技术：

1、顶管施工中常用的测量纠偏方式为：激光经纬仪安置在观测台上，它发出的激光束为管道中心线，作为顶管导向的基准线。顶管机头末端中心设置一个测量靶，施工开始时将机头的测量靶中心与激光斑点中心重合，顶管机头后端设置摄像头，将测量靶(包括靶上的激光斑点位置)信息传输到监视器上。施工过程中当顶管机头出现偏差，相应激光斑点将会偏离靶中心，操作人员观察出激光斑点偏离靶中心时，进行顶进方向的纠正，使顶管机始终沿激光束方向前进。但现有顶管测量技术主要由操作人员根据监视器光点与靶心状态来判断，顶管过程需持续顶进，对操作人员注意力要求较高，稍加疏忽可能导致未及时发现偏离方向，最终导致顶偏，不利于把控顶管施工质量。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种顶管测量纠偏的装置，该顶管测量纠偏的装置能精确测量顶进位置，更好地把控顶管施工质量。

2、本发明提供一种顶管测量纠偏的装置，包括：

3、位移传感器，安装于顶管机头的后端中心位置，用于获取顶管机头的实际三维坐标，所述实际三维坐标包括位于顶管轴线方向上的x1、位于竖直方向上的z1以及位于与顶管轴线方向和竖直方向均垂直的方向上的y1；

4、数据处理器，预存有顶管机头的目标三维坐标，所述目标三维坐标包括位于顶管轴线方向上的x0、位于竖直方向上的z0以及位于与顶管轴线方向和竖直方向均垂直的方向上的y0，所述数据处理器与所述位移传感器通信连接，所述数据处理器能接收所述实际三维坐标并能根据所述实际三维坐标和所述目标三维坐标生成偏差信息；以及

5、顶管千斤顶，与所述数据处理器通信连接，所述顶管千斤顶能接收所述偏差信息并能根据所述偏差信息调节顶管机头的位置以使得所述实际三维坐标切换为所述目标三维坐标。

6、在一个实施例中，所述顶管轴线方向为顶管机头于工作井内的预设进洞口和顶管机头于接收井内的预设出洞口的中心连线，在顶管机头在顶管轴线方向上顶进的过程中，顶管机头在顶管轴线方向上每次顶进预设长度；

7、目标三维坐标为多个，在相邻两个目标三维坐标中，相邻两个x0的差值与预设长度相同。

8、在一个实施例中，每一实际三维坐标与一目标三维坐标对应设置，在对应的实际三维坐标与目标三维坐标中，x0与x1相同。

9、在一个实施例中，所述偏差信息包括偏离距离，所述偏离距离为

10、

11、在一个实施例中，所述偏差信息还包括图像，所述图像为位于与所述顶管轴线方向垂直的面上的两个点，一个点与所述实际三维坐标对应，另一个点与所述目标三维坐标对应；

12、所述数据处理器包括通信连接的数据处理机构和显示机构，所述数据处理机构预存有顶管机头的目标三维坐标，所述数据处理机构与所述位移传感器通信连接，所述数据处理机构能接收所述实际三维坐标并能根据所述实际三维坐标和所述目标三维坐标生成偏差信息，所述显示机构能显示所述偏差信息。

13、在一个实施例中，所述数据处理器和所述顶管千斤顶用于安装于顶管施工的工作井内；

14、所述顶管测量纠偏的装置还包括设于所述工作井外的信号发射器，所述信号发射器与所述数据处理器通信连接，所述信号发射器能将所述偏差信息上传至网页。

15、在一个实施例中，所述数据处理器与所述位移传感器通过第一数据线通信连接，所述数据处理器与所述信号发射器通过第二数据线通信连接，所述数据处理器与所述顶管千斤顶通过第三数据线通信连接。

16、在一个实施例中，还包括与所述数据处理器通信连接的报警器，所述数据处理器预存有预设距离，所述数据处理器能在所述偏离距离大于所述预设距离时控制所述报警器报警；和/或

17、所述数据处理器还能根据不同时间点的实际三维坐标形成顶管的管线路径三维建模，所述数据处理器还能以管线路径三维建模为中心且以顶管的管径为直径生成顶管的三维建模。

18、本发明还提供一种顶管测量纠偏的方法，包括如下步骤：

19、提供上述的顶管测量纠偏的装置；

20、将位移传感器安装于顶管机头的后端中心位置以及将数据处理器和顶管千斤顶安装于工作井内；

21、在顶管机头在顶管轴线方向上顶进的过程中，位移传感器获取顶管机头的实际三维坐标；

22、数据处理器接收实际三维坐标并根据实际三维坐标和目标三维坐标生成偏差信息；

23、顶管千斤顶接收偏差信息并根据偏差信息调节顶管机头的位置以使得实际三维坐标切换为目标三维坐标。

24、本发明还提供一种全过程路径监控的方法，包括如下步骤:

25、在完成上述的顶管测量纠偏的方法之后，以多个所述实际三维坐标形成顶管的管线路径三维建模，以管线路径三维建模为中心且以顶管的管径为直径生成顶管的三维建模。

26、上述顶管测量纠偏的装置通过位移传感器来获取顶管机头的实际三维坐标，从而能精确测量顶管机头的实际顶进位置，实现顶进位置数字化精确测量，同时通过数据处理器预存顶管机头的目标三维坐标，并通过数据处理器接收实际三维坐标并能根据实际三维坐标和目标三维坐标生成偏差信息，从而能精确测量顶管机头的偏差量，而顶管千斤顶通过接收偏差信息并根据偏差信息调节顶管机头的位置以使得实际三维坐标切换为目标三维坐标，实现自动纠偏。因此上述顶管测量纠偏的装置能更好地把控顶管施工的质量。

技术特征：

1.一种顶管测量纠偏的装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的顶管测量纠偏的装置，其特征在于，所述顶管轴线方向为顶管机头于工作井内的预设进洞口和顶管机头于接收井内的预设出洞口的中心连线，在顶管机头在顶管轴线方向上顶进的过程中，顶管机头在顶管轴线方向上每次顶进预设长度；

3.如权利要求2所述的顶管测量纠偏的装置，其特征在于，每一实际三维坐标与一目标三维坐标对应设置，在对应的实际三维坐标与目标三维坐标中，x0与x1相同。

4.如权利要求3所述的顶管测量纠偏的装置，其特征在于，所述偏差信息包括偏离距离，所述偏离距离为

5.如权利要求4所述的顶管测量纠偏的装置，其特征在于，所述偏差信息还包括图像，所述图像为位于与所述顶管轴线方向垂直的面上的两个点，一个点与所述实际三维坐标对应，另一个点与所述目标三维坐标对应；

6.如权利要求1所述的顶管测量纠偏的装置，其特征在于，所述数据处理器和所述顶管千斤顶用于安装于顶管施工的工作井内；

7.如权利要求6所述的顶管测量纠偏的装置，其特征在于，所述数据处理器与所述位移传感器通过第一数据线通信连接，所述数据处理器与所述信号发射器通过第二数据线通信连接，所述数据处理器与所述顶管千斤顶通过第三数据线通信连接。

8.如权利要求1所述的顶管测量纠偏的装置，其特征在于，还包括与所述数据处理器通信连接的报警器，所述数据处理器预存有预设距离，所述数据处理器能在所述偏离距离大于所述预设距离时控制所述报警器报警；和/或

9.一种顶管测量纠偏的方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种全过程路径监控的方法，其特征在于，包括如下步骤:

技术总结本发明提供一种顶管测量纠偏的装置和方法以及全过程路径监控的方法。该装置包括位移传感器、数据处理器和顶管千斤顶，位移传感器安装于顶管机头的后端中心位置，用于获取顶管机头的实际三维坐标(x1，y1，z1)；数据处理器预存有顶管机头的目标三维坐标(x0，y0，z0)，三维分别为顶管轴线方向、竖直方向及与顶管轴线方向和竖直方向均垂直的方向，数据处理器能接收实际三维坐标并能根据实际三维坐标和目标三维坐标生成偏差信息；顶管千斤顶能接收偏差信息并能根据偏差信息调节顶管机头的位置以使得实际三维坐标切换为目标三维坐标。该装置能精确测量顶进位置，更好地把控顶管施工质量。技术研发人员：田宇,吴鑫赟,李世标,顾幸三,张亦弛受保护的技术使用者：上海市政建设有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18