一种顶管机掘进隧道形状监测装置的制作方法

本技术涉及掘进隧道检测，具体涉及一种顶管机掘进隧道形状监测装置。

背景技术：

1、非开挖顶管施工设备在地下管网隧道施工中，经常会遇到岩石地层，岩石顶管设备的刀盘上一般都安装有滚刀，施工掘进时利用滚刀挤压岩体进行破碎，随着隧道顶进长度的增加，滚刀刀刃直径会逐渐磨损，随着滚刀的磨损会造成掘进隧道直径逐渐变小，如果开挖隧道直径过小，不足以通过顶管设备时，就会出现顶进阻力增大甚至抱管事故，使得隧道施工将无法进行。所以在平时施工顶进时就需要人工进入前方刀盘处测量查看，费时费力、危险性高。或者以经验判断猜测滚刀的磨损情况，以经验判断误判性很高，容易造成设备故障或损坏。为了想办法知道掘进隧道直径是否满足设计要求，是否影响正常顶进。目前也有了一些对滚刀进行检测的研究，在目前所查资料中看到一些相关设备，是利用一些高科技手段检测等，而且基本上都是安装在刀箱上或滚刀上等。只能单纯的检测滚刀磨损程度，不能检测隧道直径及形状。其缺点是价格昂贵、维护困难、施工时更换危险性高、性能不稳定易出现故障等，目前实际应用较少，一直无法推广。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种顶管机掘进隧道形状监测装置，取代了施工顶进时人工进入前方刀盘处查看，避免了人工检测存在的危险性。提高了检测效率和精度，增加施工安全性和自动化功能。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种顶管机掘进隧道形状监测装置，包括检测部件，所述检测部件固定安装在顶管机壳体内壁上，所述检测部件包括底座，所述底座上通过螺钉安装有外壳，所述外壳上设置有安装槽，所述安装槽槽口处设置有导向套；所述导向套上滑动贯穿连接有活动芯杆，所述活动芯杆靠近外壳的一侧滑动连接在安装槽内；

4、所述外壳远离底座的一侧固定安装有用于检测活动芯杆移动距离的传感器。

5、作为本实用新型进一步的方案：所述检测部件设置有多个且呈环形阵列分布在顶管机壳体内壁。

6、作为本实用新型进一步的方案：所述活动芯杆收缩时端部与顶管机壳体外壁相切。

7、作为本实用新型进一步的方案：所述导向套包括连接套和限位套，所述连接套和限位套呈阶梯状固定设置，所述连接套和限位套上均设置有与活动芯杆相配合的芯杆通槽。

8、作为本实用新型进一步的方案：所述芯杆通槽内壁设置有多个内密封槽，所述内密封槽处设置有内静密封。

9、作为本实用新型进一步的方案：所述连接套外周设置有外密封槽，所述外密封槽处设置有外静密封。

10、作为本实用新型进一步的方案：所述活动芯杆包括滑动贯穿连接在芯杆通槽处的伸缩杆和滑动设置在安装槽内的驱动座，所述驱动座底部设置测距孔，所述测距孔深入到伸缩杆内，所述传感器上设置有感应探头，所述感应探头插入到测距孔内。

11、作为本实用新型进一步的方案：所述驱动座的外周设置有多个动密封槽，所述动密封槽处设置有活动密封。

12、作为本实用新型进一步的方案：所述伸缩杆远离驱动座的端部设置有锥度球面。

13、本实用新型的有益效果：

14、(1)本装置安装在顶管设备壳体内，可以实时对掘进隧洞形态及尺寸进行监测，其中的优点是制造简易、成本低、安装方便、操作简单、测量方式灵活，且壳体内的检测装置出现故障可在顶管机壳体内维修更换，实施方便安全性高。

15、(2)通过检测设备对隧道内壁与顶管设备外壁的进行环隙检测，检测数据传输给操作台计算系统，计算后图形和尺寸在操作台显示。可以实现实时检测隧道直径的大小和形状，以了解顶管设备在隧道内的情况。检测装置所达到的目的效果显著，即通过地面操作便可测量掘进隧道直径是否满足设计要求，并判断是否影响正常顶进。取代了施工顶进时人工进入前方刀盘处查看，避免了人工检测存在的危险性。提高了检测效率和精度，增加施工安全性和自动化功能。

技术特征：

1.一种顶管机掘进隧道形状监测装置，其特征在于，包括检测部件(10)，所述检测部件(10)固定安装在顶管机壳体(20)内壁上，所述检测部件(10)包括底座(1)，所述底座(1)上通过螺钉(9)安装有外壳(3)，所述外壳(3)上设置有安装槽，所述安装槽槽口处设置有导向套(2)；所述导向套(2)上滑动贯穿连接有活动芯杆(4)，所述活动芯杆(4)靠近外壳(3)的一侧滑动连接在安装槽内；

2.根据权利要求1所述的一种顶管机掘进隧道形状监测装置，其特征在于，所述检测部件(10)设置有多个且呈环形阵列分布在顶管机壳体(20)内壁。

3.根据权利要求1所述的一种顶管机掘进隧道形状监测装置，其特征在于，所述活动芯杆(4)收缩时端部与顶管机壳体(20)外壁相切。

4.根据权利要求1所述的一种顶管机掘进隧道形状监测装置，其特征在于，所述导向套(2)包括连接套(21)和限位套(22)，所述连接套(21)和限位套(22)呈阶梯状固定设置，所述连接套(21)和限位套(22)上均设置有与活动芯杆(4)相配合的芯杆通槽(23)。

5.根据权利要求4所述的一种顶管机掘进隧道形状监测装置，其特征在于，所述芯杆通槽(23)内壁设置有多个内密封槽(24)，所述内密封槽(24)处设置有内静密封(7)。

6.根据权利要求4所述的一种顶管机掘进隧道形状监测装置，其特征在于，所述连接套(21)外周设置有外密封槽(25)，所述外密封槽(25)处设置有外静密封(8)。

7.根据权利要求4所述的一种顶管机掘进隧道形状监测装置，其特征在于，所述活动芯杆(4)包括滑动贯穿连接在芯杆通槽(23)处的伸缩杆(41)和滑动设置在安装槽内的驱动座(42)，所述驱动座(42)底部设置测距孔(44)，所述测距孔(44)深入到伸缩杆(41)内，所述传感器(5)上设置有感应探头(51)，所述感应探头(51)插入到测距孔(44)内。

8.根据权利要求7所述的一种顶管机掘进隧道形状监测装置，其特征在于，所述驱动座(42)的外周设置有多个动密封槽(43)，所述动密封槽(43)处设置有活动密封(6)。

9.根据权利要求7所述的一种顶管机掘进隧道形状监测装置，其特征在于，所述伸缩杆(41)远离驱动座(42)的端部设置有锥度球面(45)。

技术总结
本技术公开了一种顶管机掘进隧道形状监测装置，包括检测部件，所述检测部件固定安装在顶管机壳体内壁上，所述检测部件包括底座，所述底座上通过螺钉安装有外壳，所述外壳上设置有安装槽，所述安装槽槽口处设置有导向套；所述导向套上滑动贯穿连接有活动芯杆，所述活动芯杆靠近外壳的一侧滑动连接在安装槽内；所述外壳远离底座的一侧固定安装有用于检测活动芯杆移动距离的传感器；本技术通过地面操作便可测量掘进隧道直径是否满足设计要求，并判断是否影响正常顶进。取代了施工顶进时人工进入前方刀盘处查看，避免了人工检测存在的危险性。提高了检测效率和精度，增加施工安全性和自动化功能。

技术研发人员：唐素文,吴怀琦,时磊,姚宝,王长坤
受保护的技术使用者：安徽唐兴装备科技股份有限公司
技术研发日：20230818
技术公布日：2024/2/8