一种自动调节装置及盾构管片超前量监测系统的制作方法

本发明涉及属于隧道监测，特别是一种自动调节装置及盾构管片超前量监测系统。

背景技术：

1、盾构法施工的隧道需靠盾构掘进机实现掘进、出土、同部注浆及管片的拼装，而隧道的设计轴线多为曲线，这就需要盾构机在掘进时改变其姿态去拟合设计轴线。而由管片拼装而成的隧道也需要管片自身同步地拟合设计轴线，因此，具有楔形量的管片被广泛应用。

2、由于管片生产完毕后即具有固定楔形超前量，在实际施工中受到盾构机姿态的变化需对制作完成的管片粘贴楔子实现额外的超前量完成线路拟合，同时，若前方线路即将上下坡或左右转弯，也需提前改变管片超前量。目前，施工现场大多采用锤球对管片的超前量进行垂吊，在下侧用卷尺测量锤尖与落地块的距离。此方法原理虽然简单，但在曲线段掘进的盾构机需每环调整姿态，即需频繁测量每环管片的超前量与设计超前量进行对比，并设计出楔子的布置方案。该方法无法测量出一环中任意点的超前量，无法提供更为精确的超前量改进方案，且测量效率也有待提高，综合来看采用锤球的测量方法已无法满足施工测量要求。

3、专利公开号为cn112081595a的发明专利提供了一种盾构施工方法，其可以根据高程和平面的测量报表和管片间隙，及时调整管片拼装的姿态，管片拼装控制要点。施工中当管片超前量超过控制量时，通过调整管片拼装角度给予纠正，从而保证管片环面与隧道设计轴线的垂直。这种方式在一定程度上是有效的，但是并未提供超前量测量的方法，大概率也是采用传统的测量方法，也存在上文提到的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可提高超前量测量效率的盾构管片超前量监测系统，与之匹配的，还考虑到水准仪调平的问题，设计了一套自动调节装置，实现水准仪的调平。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明第一方面提供一种自动调节装置，包括设置有容置腔的壳体，壳体的顶部设置有调节板，调节板与壳体通过调节机构相连；

4、调节机构包括电机、调节螺杆和撑杆，电机驱动调节螺杆可使得调节螺杆正转或者反转；

5、调节板的底部设置有安装座，撑杆与安装座连接；调节板的底部至少设置三根撑杆；

6、调节螺杆上设置有带有内螺纹的调节座，调节座与调节螺杆配合使用；

7、调节座上设置有安装台，安装台上设置有安装座，撑杆的另一端与安装座连接；

8、调节螺杆正转或者反转会带动调节座做升降运动。

9、作为优选方式，壳体的主体为圆柱体，在圆柱体的上开圆槽形成容置腔；

10、壳体的底部中间位置设置电机。

11、作为优选方式，调节座为中部带有内螺纹的圆柱体；

12、调节座的外围设置有安装台，安装台在一个圆周方向上均匀设置有至少三个连接点，连接点上设置安装座；安装台上设置的安装座与调节板底部设置的安装座数量一致。

13、作为优选方式，调节板的截面为圆形，调节板调到最低位置时可与壳体顶部接触；调节板与壳体紧密接触后可将容置腔密封。

14、本发明第二方面提供一种盾构管片超前量监测系统，包括：

15、三维激光扫描仪，设置在集成式监测器上，实现360°环向扫描管片，将成像传输至集成式监测器；

16、集成式监测器，包括水准仪、显示器和按键功能区，所述显示器用于显示图像或数据信息，图像或数据信息包括三维激光扫描仪传输的图像；按键功能区用于输入信息，该信息包括指定管片环的设计超前量；

17、无线传输模块，设置在集成式监测器上，用于将集成式监测器内的信息通过无线的形式传输数据到地面控制台；

18、自动调节装置，用于调平集成式监测器的水准仪；水准仪水平安装在集成式监测器底板上，集成式监测器顶板与集成式监测器底板平行；集成式监测器顶板上设置有水平仪；

19、集成式监测器底板与自动调节装置调节板连接，集成式监测器底板下至少设置两组自动调节装置。

20、作为优选方式，它还包括支撑调节柱、基座；基座上设置自动调节装置，基座下设置至少三根支撑调节柱；

21、支撑调节柱包括安装柱、连接柱和支撑柱；安装柱与连接柱固定，支撑柱与连接柱滑动连接；

22、安装柱上设置有调节器，调节器包括微调旋钮、连接杆、驱动锥齿轮、调节锥齿轮；连接杆的一端穿出安装柱并与微调旋钮相连；连接杆的另一端与驱动锥齿轮固定；

23、支撑调节柱内设置有调节杆，调节杆的一端设置调节锥齿轮，驱动锥齿轮与调节锥齿轮啮合；调节杆的另一端设置有外螺纹；支撑柱内设置有调节块，调节块设置有与调节杆外螺纹相配合的内螺纹。

24、作为优选方式，基座上位于自动调节装置旁还设置了控制电机正转的正转开关和控制电机反转的反转开关。

25、作为优选方式，安装柱与基座铰接。

26、作为优选方式，连接柱内设置连接板，调节杆的中段套上轴承，轴承外圈与连接板固定。

27、作为优选方式，安装柱、连接柱和支撑柱的截面为回形，连接柱插入支撑柱的长度在10-30cm之间。

28、本发明至少具有以下有益效果：

29、本发明考虑到传统水准仪调平问题，设置了新型的电机调平结构，通过电机调平可以实现调节座的平稳升降，进而实现撑杆连接物体的平稳升降。另外，采用电机连接，可以作用于一些狭小的空间，使用比较方便。

30、本发明的自动调节装置用于调平集成式监测器的水准仪；水准仪水平安装在集成式监测器底板上，集成式监测器顶板与集成式监测器底板平行；集成式监测器顶板上设置有圆水平仪，通过观察水平仪来调节水准仪的水平。本发明通过水准仪实现仪器的调平测量，保证数据的准确性，再通过三维激光扫描仪扫描管片环的数据，通过该数据可以得到盾构管片超前量，技术人员可通过该超前量得到相应的楔子尺寸。

技术特征：

1.一种自动调节装置，其特征在于：包括设置有容置腔的壳体，壳体的顶部设置有调节板，调节板与壳体通过调节机构相连；

2.根据权利要求1所述的一种自动调节装置，其特征在于：壳体的主体为圆柱体，在圆柱体的上开圆槽形成容置腔；

3.根据权利要求2所述的一种自动调节装置，其特征在于：调节座为中部带有内螺纹的圆柱体；

4.根据权利要求3所述的一种自动调节装置，其特征在于：调节板的截面为圆形，调节板调到最低位置时可与壳体顶部接触；调节板与壳体紧密接触后可将容置腔密封。

5.一种盾构管片超前量监测系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种盾构管片超前量监测系统，其特征在于：它还包括支撑调节柱、基座；基座上设置自动调节装置，基座下设置至少三根支撑调节柱；

7.根据权利要求6所述的一种盾构管片超前量监测系统，其特征在于：基座上位于自动调节装置旁还设置了控制电机正转的正转开关和控制电机反转的反转开关。

8.根据权利要求6所述的一种盾构管片超前量监测系统，其特征在于：安装柱与基座铰接。

9.根据权利要求6所述的一种盾构管片超前量监测系统，其特征在于：连接柱内设置连接板，调节杆的中段套上轴承，轴承外圈与连接板固定。

10.根据权利要求6-9任一所述的一种盾构管片超前量监测系统，其特征在于：安装柱、连接柱和支撑柱的截面为回形，连接柱插入支撑柱的长度在10-30cm之间。

技术总结
本发明公开了一种自动调节装置，包括设置有容置腔的壳体，壳体的顶部设置有调节板，调节板与壳体通过调节机构相连；调节机构包括电机、调节螺杆和撑杆，电机驱动调节螺杆可使得调节螺杆正转或者反转；调节板的底部设置有安装座，撑杆与安装座连接；调节螺杆上设置有带有内螺纹的调节座，调节座与调节螺杆配合使用；调节座上设置有安装台，安装台上设置有安装座，撑杆的另一端与安装座连接。本发明还设置了一种基于自动调节装置的盾构管片超前量监测系统。本发明设置了新型的电机调平结构，通过电机调平可以实现调节座的平稳升降。三维激光扫描仪实现360°扫描管片环，由集成式监测器输出各处超前量图像，供制作楔子和具体粘贴方案。

技术研发人员：李小庆,余桂林,靳利安,陈圆云,杨传波,周矿野,周柯帆,李宗奇,张浩,王小明,李治,王益
受保护的技术使用者：中电建铁路建设投资集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27