一种提高长大管棚施工精度的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种提高长大管棚施工精度的装置：包括钻杆和钻头钻杆与钻头通过一变径接头连接，钻头内设置有传感器和显示屏，钻头截面为梯形截面。该装置对于采用一次性非开挖铺管技术施工的长大管棚来说保证其打设精度，控制管棚打设不倾入结构范围也能确保其支护效果，形成了简单实用的管棚打设纠偏调整系统，极大地提高了施工工效、保证了地铁暗挖施工超前支护效果、提高了超前支护管棚施工质量，同时也降低了暗挖施工风险。
【专利说明】一种提高长大管棚施工精度的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地下建筑工程【技术领域】，尤其涉及一种提高长大管棚施工精度的 装直。
【背景技术】
[0002]对于采用一次扣拱暗挖逆作法施工的地铁车站，在施工中不可避免的扰动地层引起地层变形，过度的地层变形会对周围环境(既有建构筑物、管线等)的安全和施工安全造成不利影响。因此控制浅埋暗挖法施工造成的地层沉降对工程的成败起着举足轻重的作用。对于浅埋暗挖法施工的地铁车站，控制地层变形的措施主要有:改良地层条件，优化施工工法，采取超前加固措施等。研究表明，地表沉降量有30%左右是在隧道初期支护产生作用之前发生的。管棚作为隧道施工中重要的超前支护辅助方法，在防坍塌、阻隔沉降、均匀地层沉降、提高围岩力学参数等几方面有明显效果。
[0003]同时，由于管棚施工具有高度的隐蔽性，其施工过程无法观察，成孔后也不易检查验收，在不同的地层施工中有不同的施工工艺控制标准。尽管目前此工艺正日益完善，但往往由于传统工艺也会存在缺陷，导致缩孔、抱钻、断管、侵入施工轮廓等质量问题也时有发生。施工中最为常见的管棚施工质量问题还是管棚打设角度不当，使管棚侵入暗挖开挖结构范围或者角度偏离 设计位置较大起不到超前支护的效果而存在坍塌的风险。因此，分析总结科学合理的工艺控制手段，创新改进施工技术措施，以确保一次扣拱暗挖逆作法施工安全显得极为重要。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种一种提高长大管棚施工精度的装置。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种提高长大管棚精度的装置:包括钻杆和钻头，钻杆与钻头通过一变径接头连接，钻头内设置有传感器和显示屏，钻头截面为梯形截面。
[0007]进一步地，传感器包括发光装置和探棒；
[0008]进一步地，传感器与钻杆用信号线连接。
[0009]其技术要点是采用新的梯形截面管棚钻头替代传统的锥形截面管棚钻头，根据钻头内部安装的监测设备，可监测到钻头的偏移设计位置的角度，然后利用梯形截面直接顶进时钻头与土体接触面积的差异，受到一个垂直于斜面的力，使钻头改变其钻进方向、从而可实现钻进方向角度的调整。
[0010]此项技术的关键点在于提高长大管棚施工精度的装置形成的实时监测和调整的完整体系，该装置不仅有 足够的强度、刚度和稳定性，而且结构形式设计简单，利用装置本身的结构形式的差异实现受力不均的特点进行管棚方向与角度的纠偏和调整。主要设计创新是在钻头中安装可监控钻进过程中钻头方向和角度的信号设备、通过改进钻头结构形式，来实现实时调整钻头钻进的角度和方向。这一控制管棚打设精度的新装置，其结构形式设计简单，受力状态清晰，能够根据监测情况快速有效地进行管棚打设角度和方向的纠偏，从而达到安全、快速、高效的暗挖施工要求。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型的提高长大管棚精度的装置形成的钻头结构形式简单、施工过程纠偏效果明显等特点，有效承克服了传统管棚钻头的缺点，对于提高长大管棚一次性非开挖铺管技术施工打设精度、确保长大管棚施工质量、保证一次暗挖逆作法施工安全起到积极作用。实践证明，这种“一种提高长大管棚精度的装置”的成功实施，不仅设计简单、施工安全、可靠，而且比传统的管棚钻头形式，工期能缩短15%以上，成本节约10%以上，效益显著，有较好的应用价值和推广意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是传统管棚钻头设计示意图；
[0013]图2是本实用新型的钻头示意图。
[0014]附图标记说明:1-显示屏；2-钻杆；3_传感器；4_锥形截面钻头；5_梯形截面钻头；6_支撑架；7_信号线；8_变径接头。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合附图，对本实用新型做进一步说明。
[0016]一种提高长大管棚精度的装置:通过改变传统钻头(见图1)锥形界面形式、重新设计一种梯形界面(见图2)的钻头形式，利用前端信号监测实时显示画面对管棚钻头方向和较大进行调整。钻头内装有特制的传感器，传感器直接由15V直流供电。显示屏显示钻头的倾角(水平角度)、面向角(导向板的方向:导向板朝上即为12点，如同钟面)。打设角度如果偏下，可以把钻头调到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于导向板底板斜面面积大。受到一个向上的力，钻头轨迹就会朝上运动。同理在6点纠偏可以使钻头轨迹朝下，9点、3点分别是为左、右纠偏方向。如果角度合适，钻机会匀速旋转钻进，此时钻杆轨迹一般是按设计要求平直的，从而达到提高管棚施工精度的要求。
【权利要求】
1.一种提高长大管棚施工精度的装置:包括钻杆和钻头，其特征在于所述钻杆与钻头通过一变径接头连接，钻头内设置有传感器和显示屏，钻头截面为梯形截面。
2.根据权利要求1所述的一种提高长大管棚施工精度的装置，其特征是传感器包括发光装置和探棒。
3.根据权利要求1所述的一种提高长大管棚施工精度的装置，其特征是传感器与钻杆用信号线连接。
【文档编号】E21D9/00GK203547754SQ201320404166
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】苗春刚, 宋伟龙, 杨秀仁, 孙立军, 黄美群, 付款峰, 徐阳, 王庆峰, 仪松青, 徐龙, 王臣, 吴兰婷, 丁德云, 吴成刚, 荣冰 申请人:中铁十四局集团有限公司, 北京城建设计研究总院有限责任公司