隧道钢内衬预留孔位放样装置及方法与流程

本发明涉及一种隧道修复设备及方法，尤其涉及一种隧道钢内衬预留孔位放样装置及方法。

背景技术：

1、钢内衬加固作为隧道结构损伤的一项主要修复技术，广泛应用于各种原因引起的隧道横向大变形和纵向不均匀沉降的治理中，其原理为：以原有钢筋混凝土结构为基础，在管片内弧安装一圈2～3cm厚的钢板作为钢内衬提供支撑，分块的钢板与钢板之间采用焊缝连接成钢圈，且通过螺栓将钢圈与混凝土管片连接，并在钢圈与管片的空隙内填充灌注环氧树脂使其连成整体，形成一个新的受力结构，提升隧道整体强度。

2、钢内衬拼装到位后，需根据钢内衬上预留的螺栓孔位开展螺栓种植工作，通过种植近100颗螺栓完成钢内衬与一环隧道管片之间的刚性连接。按照传统施工模式，所有钢内衬上的预留孔位是统一定制的，然而隧道管片内部的钢筋分布存在一定程度的差异，因此按照传统的螺栓种植工序，螺栓在通过钢内衬预留孔植入管片内部的过程中，时常会触碰到管片内部的钢筋，致使螺栓无法顺利植入，一定程度上影响到了施工质量与施工效率。

3、另一方面，为了避免上述情况的发生，通常会根据钢内衬预留孔分布位置，在管片上人工标记出相应的孔位，并在该孔位处进行钢筋探测，从而规避可能触碰钢筋的孔位。然而一环管片需要植入近100颗螺栓，大型加固工程通常涉及上百环管片，如果对所有孔位一一进行标注、测量并重新规划预留孔位，工作量将极为庞大，工效较低。

4、因此，需要提供一种隧道钢内衬预留孔位放样装置及方法，能够解决现有技术中钢内衬安装时螺栓植入触碰管片内部钢筋和工效低的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种隧道钢内衬预留孔位放样装置及方法，能够解决现有技术中钢内衬安装时螺栓植入触碰管片内部钢筋和工效低的问题。

2、本发明是这样实现的：

3、一种隧道钢内衬预留孔位放样装置，包括移动车、融合投影组件和钢筋探测设备；移动车搭设在隧道内部的轨道上并能沿轨道在隧道内部移动，融合投影组件设置在移动车上，融合投影组件内存储钢内衬预留孔位图纸，融合投影组件的输出端面向隧道内壁设置并将钢内衬预留孔位投影在隧道管片的内壁上；钢筋探测设备设置在移动车上，钢筋探测设备的输出端面向隧道管片的内壁设置。

4、所述的融合投影组件包括融合器和若干个投影器，融合器内存储钢内衬预留孔位图纸，融合器的输出端与若干个投影器的输入端电连接，若干个投影器的输出端面向隧道管片的内壁设置并将钢内衬预留孔位投射在隧道管片的内壁上。

5、所述的若干个投影器的投影范围呈环形结构并环向覆盖整个隧道内壁，使每一环钢内衬预留孔位以环状成像的形式投影在隧道管片的内壁上。

6、所述的若干个投影器通过安装架环向间隔安装，使若干个投影器的输出端分别面向隧道管片的内壁设置，安装架固定在移动车上。

7、所述的若干个投影器的环中心与隧道管片的中心重合。

8、一种隧道钢内衬预留孔位放样装置的放样方法，包括以下步骤：

9、步骤1：根据钢内衬预留孔位图纸输入融合投影组件的融合器中；

10、步骤2：将移动车带动融合投影组件和钢筋探测设备沿隧道内部的轨道移动至一环隧道管片内；

11、步骤3：融合投影组件的若干个投影器将钢内衬的预留孔位投影至该环隧道管片的内壁上；

12、步骤4：通过钢筋探测设备对该环隧道管片内的钢筋进行探测；

13、步骤5：根据隧道管片上预留孔位投影位置和隧道管片内的钢筋位置调整并标记隧道管片上的预留孔位；

14、步骤6：将移动车带动融合投影组件和钢筋探测设备沿隧道内部的轨道移动至下一环隧道管片内；

15、步骤7：重复步骤3至步骤6，直至完成所有隧道管片内壁上的预留孔位的标注和调整。

16、所述的步骤2和步骤6中，融合投影组件的若干个投影器的环中心与该环隧道管片的中心重合。

17、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

18、1、本发明通过多通道的投影融合，将完整的点位图输入融合器中，将若干投影画面投射到曲面的隧道管片内壁上并实现多角度、跨联动的呈现完整影像，通过若干个投影器将钢内衬预留孔位的分布影像投射于隧道管片上，实现隧道管片上预留孔位的精准投射，从而大大提高隧道管片上的预留孔位的标注效率，且植入螺栓时得孔率能提高30％以上，有效控制了钻孔对隧道管片结构的破坏。

19、2、本发明通过钢筋探测设备实时探查隧道管片内钢筋的位置，调整钢内衬预留孔位置以避让隧道管片内的钢筋，从而二次优化并得到精确的钢内衬加工图纸，并为后续钢内衬的精准加工提供指导。

技术特征：

1.一种隧道钢内衬预留孔位放样装置，其特征是：包括移动车(1)、融合投影组件和钢筋探测设备(2)；移动车(1)搭设在隧道内部的轨道上并能沿轨道在隧道内部移动，融合投影组件设置在移动车(1)上，融合投影组件内存储钢内衬预留孔位图纸，融合投影组件的输出端面向隧道内壁设置并将钢内衬预留孔位投影在隧道管片(4)的内壁上；钢筋探测设备(2)设置在移动车(1)上，钢筋探测设备(2)的输出端面向隧道管片(4)的内壁设置。

2.根据权利要求1所述的隧道钢内衬预留孔位放样装置，其特征是：所述的融合投影组件包括融合器和若干个投影器(3)，融合器内存储钢内衬预留孔位图纸，融合器的输出端与若干个投影器(3)的输入端电连接，若干个投影器(3)的输出端面向隧道管片(4)的内壁设置并将钢内衬预留孔位投射在隧道管片(4)的内壁上。

3.根据权利要求2所述的隧道钢内衬预留孔位放样装置，其特征是：所述的若干个投影器(3)的投影范围呈环形结构并环向覆盖整个隧道内壁，使每一环钢内衬预留孔位以环状成像的形式投影在隧道管片(4)的内壁上。

4.根据权利要求2或3所述的隧道钢内衬预留孔位放样装置，其特征是：所述的若干个投影器(3)通过安装架(11)环向间隔安装，使若干个投影器(3)的输出端分别面向隧道管片(4)的内壁设置，安装架(11)固定在移动车(1)上。

5.根据权利要求4所述的隧道钢内衬预留孔位放样装置，其特征是：所述的若干个投影器(3)的环中心与隧道管片(4)的中心重合。

6.一种采用权利要求2所述的隧道钢内衬预留孔位放样装置的放样方法，其特征是：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的放样方法，其特征是：所述的步骤2和步骤6中，融合投影组件的若干个投影器(3)的环中心与该环隧道管片(4)的中心重合。

技术总结
本发明公开了一种隧道钢内衬预留孔位放样装置及方法，该装置包括移动车(1)、融合投影组件和钢筋探测设备(2)；移动车(1)搭设在隧道内部的轨道上并能沿轨道在隧道内部移动，融合投影组件设置在移动车(1)上，融合投影组件内存储钢内衬预留孔位图纸，融合投影组件的输出端面向隧道内壁设置并将钢内衬预留孔位投影在隧道管片(4)的内壁上；钢筋探测设备(2)设置在移动车(1)上，钢筋探测设备(2)的输出端面向隧道管片(4)的内壁设置。本发明能够解决现有技术中钢内衬安装时螺栓植入触碰管片内部钢筋和工效低的问题。

技术研发人员：李永迪,冯师,王惠蕾,张晨,李芹峰,李迅,辛万松,刘奕涛,张佳峰
受保护的技术使用者：上海隧道工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15