一种下穿既有线桥涵顶进水平导向纠偏系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及下穿既有线桥涵顶进施工技术领域，尤其涉及一种下穿既有线桥涵顶进水平导向纠偏系统。
【背景技术】
[0002]既有线顶进桥涵是穿越既有线路用顶进方法施工的桥涵，多采用钢筋混凝土箱形框架结构，也叫框架式桥涵。顶进法施工的具体施工工艺流程为:在既有铁路线的一侧开挖工作坑，现浇滑板，在滑板上浇筑钢筋混凝土桥体，修筑后背，同时进行线路加固，安装顶进设备；当顶进前方挖土完成一个顶程后，即开动高压油泵，使顶镐产生顶力，通过传力设备并借助于后背的反作用力将桥体向前推进；待推进一个顶程后，在空挡处放顶铁，挖运出一个顶程距离，以待下次开顶；如此循环进行，直到整个桥体顶进就位为止。顶进法施工可减少对既有铁路运输的干扰，同时能保证路基完好和稳定，方法简便，安全可靠，施工时间短，质量也能得到保证，因此被广泛用于箱形桥、地道桥和涵洞工程中。
[0003]然而在实际施工过程中，由于启动趋势、自重偏心、基础土质、顶进工艺等因素的相互影响，时常出现偏离中线的水平偏移和抬头、扎头的高程偏差等问题，使桥体就位偏离设计轴线，不符合设计要求。规范规定，框架桥涵的顶进允许偏差为:(1)中线控制:一端顶进时±200mm，两端顶进时± 10mm ; (2)高程控制:顶程的1%，但不得超过+150mm、-200mm。若偏差波动较大且控制不及时将造成永久缺陷。因此，为防止过大的方向及高程误差，除应加强观测、认真预防外，还必须及时纠偏。
[0004]传统的水平偏差纠正措施主要有:(I)增减一侧千斤顶的顶力，可通过开或关一侧千斤顶阀门及增加或减少千斤顶顶力数；(2)轮流开动两边高压油泵调整；(3)用后背顶铁或顶柱调整；(4)前端左右两侧刃脚前，可在一侧超挖，另一侧少挖土或不挖来调整方向；(5)在箱身前端加横向支撑来调整。
[0005]然而实践表明，桥涵顶进法施工中进行方向和高程调整时，通过调整后端顶力或前端刃角阻力来调整桥体方向，常常使桥体产生裂纹或非正常变形，导向支墩内侧上部混凝土被压碎，给纠偏带来一定难度。且顶进时需要对位移进行连续观测，这对观测人员的素质是个巨大的考验。而一旦位移超过限值需要立即停止施力以及时纠偏，但是静态纠偏耗时较长，且对桥体造成的危害很大。
[0006]目前现有技术尚不能有效地解决上述问题。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是:提供一种下穿既有线桥涵顶进水平导向纠偏系统，以实现桥涵顶进过程中的方向监控、导向纠偏，确保桥涵顶进控制在设计轴线的偏差范围之内。
[0008]技术方案:为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
[0009]本发明提出了一种下穿既有线桥涵顶进水平导向纠偏系统，包括滑板上的顶进桥涵7，用于对顶进桥涵7进行测量定位的激光全站仪3，用于计算顶进桥涵7的运动轴线与根据实际工况确定的顶进理论轴线的相对偏差的主控计算机6，用于顶进顶进桥涵7及纠偏的液压顶推系统5以及用于控制所述液压顶进系统5调整的同步控制器4 ;
在所述顶进桥涵7尾端两侧壁中间各位置有一个激光标靶单元2，在所述激光标靶单元2上安装目标棱镜；所述激光全站仪3架设在滑板两侧，自动照准跟踪同侧目标棱镜的中心；所述主控计算机6与所述激光全站仪3连接，用于接收所述激光全站仪3测量的数据；所述同步控制器4与所述主控计算机6连接。
[0010]两个所述激光全站仪3分别架设在距离所述滑板两侧5米处。
[0011]所述激光标靶单元2在所述顶进桥涵7尾端上处于同一水平线上。
[0012]确定所述顶进桥涵7的初始姿态时，在所述顶进桥涵7上选定若干个不共面的固定参考点，所述激光全站仪3在免棱镜模式下通过对这些参考点进行测定。
[0013]所述激光全站仪3测得的数据信息上传至网络，进行网上监控。
[0014]所述液压顶推系统5的调整如下:当相对偏差达到预警值时，适当加大偏移方向侧千斤顶的进油量以增加其顶力和顶速，或适当减少另一侧千斤顶的进油量。
[0015]所述预警值为20mm。
[0016]有益效果:与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。
[0017](I)激光全站仪具有自动照准功能，避免了人工照准误差，提高了观测精度；能够对顶进过程中的棱镜自动跟踪、移动观测，实时动态定位和三维坐标测量。
[0018](2)采用无线通讯技术将全站仪的监控数据传输到工业电脑上，克服了有线传输电缆笨重、容易损坏、检查不便等不足，更加便捷稳定，实现了对顶进施工现场的远程实时监控。
[0019](3)通过系统软件进行分析计算，避免了复杂繁琐的人工测量计算，方便准确。分析得到的即时信息可以上传至网络，实现现场施工人员对顶进过程中桥涵姿态的实时掌控。
[0020](4)所有的硬件组件坚固耐用，能够适应顶进施工的恶劣环境，测量精度高，稳定性和可靠性好。
【附图说明】
[0021]下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明下穿既有线桥涵顶进水平导向纠偏系统的整体布置图；
图2为本发明桥涵顶进施工立面示意图；
图3为本发明激光全站仪测量原理图。
[0022]图1一图3中，1:后视棱镜、2:激光标靶单元、3:激光全站仪、4:同步控制器、5:液压顶推系统、6:主控计算机、7:顶进桥涵。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本发明提出的一种下穿既有线桥涵顶进水平导向纠偏系统作进一步详细说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式和非精确的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明的目的。
[0024]如图1所示，本发明提出了一种下穿既有线桥涵顶进水平导向纠偏系统，所述导向纠偏系统包括后视棱镜1、激光标靶单元2、激光全站仪3、同步控制器4、液压顶推系统5和主控计算机6。
[0025]本发明中，在顶进后方1m处设置后视点，安装后视棱镜1，后视点距后背一定距离以免后背变形影响观测结果。在顶进桥涵7尾端两侧壁中间位置各安装一个激光标靶单元2，激光标靶单元2为一个高精度的电子激光标靶，上面安装目标棱镜。在本发明中，激光标靶单元2在顶进桥涵7尾端上处于同一水平线上。激光标靶单元2作为顶进过程中顶进桥涵7姿态主要的基准，其外壳设计防尘、防水，安装固定可靠，为获取稳定准确的数据信息提供保证。在滑板两侧工作坑边上各设置一个测站点，架设激光全站仪3。在本发明中，测站点设置在距离滑板两侧5米处。激光全站仪3采用可见激光束，激