本實(shí)用新型涉及隧道施工過程中監(jiān)測量測領(lǐng)域，具體是一種隧道管棚測斜管的埋設(shè)和居中固定裝置。

背景技術(shù)：

在淺埋軟弱地層中進(jìn)行隧道施工，因圍巖的自穩(wěn)能力差，常常需要采用超前支護(hù)措施。管棚超前支護(hù)作為淺埋暗挖隧道施工的一種重要的輔助工法，在防止塌方、控制地層沉降等方面發(fā)揮著重要作用。尤其是在隧道下穿地表構(gòu)筑物和洞口開挖時(shí)，管棚超前支護(hù)更是首選的支護(hù)措施之一。管棚支護(hù)在穩(wěn)定開挖圍巖的同時(shí)，也產(chǎn)生了相應(yīng)的變形，測量管棚的變形能掌握圍巖動態(tài)，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，保證施工安全，并為修正設(shè)計(jì)參數(shù)提供依據(jù)。目前主要采用在管棚內(nèi)埋設(shè)測斜儀器對其進(jìn)行變形量測，即通過人工推送的方式在管棚內(nèi)埋設(shè)具有固定導(dǎo)槽的測斜管，裝有導(dǎo)輪的測斜儀沿著導(dǎo)槽測量測斜管的偏移距離，以此來監(jiān)測管棚位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。因此，測斜管的埋設(shè)質(zhì)量對管棚位移量測至關(guān)重要。

在測斜管埋設(shè)過程中，由于測斜管直接放置在管棚管內(nèi)，當(dāng)測斜管接長后，測斜管與鋼管之間摩擦增大，導(dǎo)致人工推送測斜管極其費(fèi)力；同時(shí)在注漿壓力下，測斜管的位置不能被固定，埋設(shè)質(zhì)量不能保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種隧道管棚測斜管的埋設(shè)和居中固定裝置，方便測斜管的埋設(shè)，同時(shí)能夠有效保證測斜管和管棚管處于同心，提高埋設(shè)質(zhì)量。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

包括能夠套接在測斜管的定位環(huán)，定位環(huán)的外圓周上均勻設(shè)置若干個(gè)支承部，支承部的外端設(shè)置滾珠；在測斜管和定位環(huán)安裝到管棚管內(nèi)時(shí)，滾珠與管棚管之間為間隙配合。

進(jìn)一步地，支承部包括承托、圓形鋼片和壓縮彈簧，其中，承托兩端開口且內(nèi)端固定連接在定位環(huán)上，滾珠、圓形鋼片和壓縮彈簧均安裝在承托內(nèi)，且壓縮彈簧一端連接在定位環(huán)上，另一端連接在圓形鋼片一側(cè)，圓形鋼片的另一側(cè)和滾珠相接；承托外端的口部為漸縮式結(jié)構(gòu)，滾珠的直徑大于承托開口最外端直徑。

進(jìn)一步地，支承部為三個(gè)。

進(jìn)一步地，定位環(huán)包括均為弧形的第一定位環(huán)塊和第二定位環(huán)塊，其中，第一定位環(huán)塊的一側(cè)能夠和第二定位環(huán)塊的一側(cè)相鉸接，第一定位環(huán)塊的另一側(cè)能夠和第二定位環(huán)塊的另一側(cè)固定相接。

進(jìn)一步地，第一定位環(huán)塊通過若干個(gè)連接部與第二定位環(huán)塊相鉸接，其中連接部包括連接塊和設(shè)置在連接塊內(nèi)的扭轉(zhuǎn)彈簧，扭轉(zhuǎn)彈簧的兩端伸出連接塊外且分別與第一定位環(huán)塊和第二定位環(huán)塊相連。

進(jìn)一步地，第一定位環(huán)塊和第二定位環(huán)塊的外側(cè)面上設(shè)置若干對螺絲孔，第一定位環(huán)塊通過配套的螺母和螺絲與第二定位環(huán)塊固定相連。

進(jìn)一步地，第一定位環(huán)塊的弧長為150°；螺絲孔位于兩個(gè)任意相鄰的支承部中間。

進(jìn)一步地，定位環(huán)內(nèi)側(cè)設(shè)有橡膠防滑墊，且橡膠防滑墊和測斜管之間為過盈配合。

進(jìn)一步地，管棚管的內(nèi)壁上設(shè)置有兩條平行于其軸線的鋼筋，形成用于卡接一個(gè)支承部的軌道。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果：

本實(shí)用新型中通過安裝定位環(huán)和支承部，支承部上的滾珠和管棚管之間為間隙配合，能夠使測斜管中心與管棚管中心重合，保證測斜管埋設(shè)質(zhì)量，增加其測量精度；同時(shí)支承部上的滾珠將測斜管與管棚管之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，有利于測斜管的埋設(shè)。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型通過設(shè)置壓縮彈簧等部件，能夠保證滾珠在自由滾動的同時(shí)，還有一定的伸縮量，使得測斜管能順利通過管棚管內(nèi)的凹凸不平處；承托外端的口部為漸縮式結(jié)構(gòu)，保證滾珠能夠起到滾動作用的同時(shí)，避免滾珠脫落。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型通過設(shè)置三個(gè)支承部，形成等邊三角形支承，具有穩(wěn)定性的同時(shí)，更好地保證測斜管的中心與管棚管中心相重合，提高埋設(shè)質(zhì)量；安裝時(shí)不需考慮平面安裝角度。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型定位環(huán)由兩個(gè)定位環(huán)塊組成，方便安裝。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型通過設(shè)置扭轉(zhuǎn)彈簧，可以減少安裝工作量，方便操作人員安裝。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型通過將螺絲孔設(shè)置在兩個(gè)任意相鄰的支承部中間，增大操作空間，方便操作人員擰緊螺母和螺絲。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型通過設(shè)置橡膠防滑墊，防止定位環(huán)和測斜管發(fā)生相對滑動。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型通過設(shè)置鋼筋形成軌道，用于卡接一個(gè)支承部，可以固定測斜管的角度，防止其發(fā)生平面轉(zhuǎn)動，利于測量。

【附圖說明】

圖1為本實(shí)用新型安裝示意圖；

圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型平面示意圖；

圖4為本實(shí)用新型支承部剖面圖；

圖5為本實(shí)用新型連接部示意圖。

其中，1—定位環(huán)，2—承托，3—滾珠，4—圓形鋼片，5—壓縮彈簧，6—支承部，7—螺絲孔，8—連接塊，9—橡膠防滑墊，10—扭轉(zhuǎn)彈簧，11—連接部，12—測斜管，13—管棚管，14—螺母，15—螺絲，16—鋼筋。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。顯然以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

參見圖1至圖5，本實(shí)用新型包括測斜管12和管棚管13，管棚管13為鋼管。測斜管12上固定套接有定位環(huán)1，定位環(huán)1的外圓周上均勻設(shè)置若干個(gè)用于支承測斜管12的支承部6，支承部6的外端設(shè)置不銹鋼的滾珠3；在測斜管12和定位環(huán)1安裝到管棚管13內(nèi)時(shí)，滾珠3與管棚管13之間為間隙配合，即支承部6的外切圓半徑與管棚管13的內(nèi)徑相等。

支承部6為三個(gè)，長度相等，互成120°，沿定位環(huán)1外側(cè)布置一周，且軸線指向圓心，形成等邊三角形支承，具有穩(wěn)定性的同時(shí)，使得測斜管12的中心與管棚管13中心相重合，保證埋設(shè)質(zhì)量。同時(shí)，由于采用等邊三角形支承，安裝時(shí)不需考慮平面安裝角度，測斜管12中心始終與管棚管13中心重合，有利于安裝。

支承部6包括承托2、圓形鋼片4和壓縮彈簧5，其中，承托2兩端開口且內(nèi)端固定連接在定位環(huán)1上，滾珠3、圓形鋼片4和壓縮彈簧5均安裝在承托2內(nèi)，且壓縮彈簧5一端連接在定位環(huán)1上，另一端連接在圓形鋼片4一側(cè)，圓形鋼片4的另一側(cè)和滾珠3相接；承托2外端的口部為漸縮式結(jié)構(gòu)，滾珠3的直徑大于承托2開口最外端直徑，防止?jié)L珠3掉出。

壓縮彈簧5的剛度較大，保證其放置在管棚管13內(nèi)時(shí)，滾珠3能自由滾動，減小埋設(shè)測斜管12過程中的摩擦力，方便人工推送測斜管12；同時(shí)滾珠3輕易不發(fā)生位移的現(xiàn)象，保證測斜管12和管棚管13的同心度。在一定壓力下，圓形鋼片4和壓縮彈簧5也能給滾珠3提供一定量的伸縮量，使得測斜管12能順利通過管棚管13內(nèi)的凹凸不平處。

定位環(huán)1包括均為弧形的第一定位環(huán)塊和第二定位環(huán)塊，其中，第一定位環(huán)塊的一側(cè)通過若干個(gè)連接部11和第二定位環(huán)塊的一側(cè)相鉸接，其中連接部11包括連接塊8和設(shè)置在連接塊8內(nèi)的扭轉(zhuǎn)彈簧10，扭轉(zhuǎn)彈簧10的兩端伸出連接塊8外且分別與第一定位環(huán)塊和第二定位環(huán)塊相連。第一定位環(huán)塊另一側(cè)和第二定位環(huán)塊另一側(cè)的外壁面上設(shè)置若干對螺絲孔7，第一定位環(huán)塊與第二定位環(huán)塊通過配套的螺母14和螺絲15固定相連，螺絲孔7與螺母14和螺絲15配合以鎖緊定位環(huán)，且螺母14和螺絲15方便拆卸。選定安裝位置后，只需掰開定位環(huán)1，在合適位置放置本實(shí)用新型裝置，依靠連接部11內(nèi)扭轉(zhuǎn)彈簧10的咬合力即可初步固定本裝置。然后在螺絲孔7處擰緊螺母14和螺絲15便可完成本裝置的安裝固定。扭轉(zhuǎn)彈簧10的使用，可以減少安裝本裝置的工作量，方便操作人員安裝。

第一定位環(huán)塊的弧長為150°；螺絲孔7的平面位置位于兩個(gè)任意相鄰的支承部6中間，因此螺絲孔7和連接部11不在平面一條直線上，兩者與測斜管12中心連線的平面夾角為150°，這樣設(shè)置可以增大操作空間，方便操作人員擰緊螺母14和螺絲15。

如圖2所示，本實(shí)用新型定位環(huán)1上可以設(shè)置兩對螺絲孔7和兩個(gè)連接部11，都沿測斜管12軸線方向縱向布置。螺絲孔7和連接部11的數(shù)量可根據(jù)具體情況增減。

定位環(huán)1內(nèi)側(cè)設(shè)有橡膠防滑墊9，防止定位環(huán)1和測斜管12發(fā)生相對滑動，橡膠防滑墊9在螺絲孔7和連接部11處斷開。橡膠防滑墊9的內(nèi)徑略小于測斜管12的外徑，形成過盈配合，并套裝在定位環(huán)1上，以增強(qiáng)測斜管12與定位環(huán)1間的摩擦力。再通過定位環(huán)1上的螺絲孔7將測斜管12鎖緊，防止測斜管12與定位環(huán)1發(fā)生相對滑動。

管棚管13的內(nèi)壁上設(shè)置有兩條平行于其軸線的鋼筋16，形成用于卡接一個(gè)承托2或滾珠3的軌道。將多個(gè)本實(shí)用新型固定裝置安裝在測斜管12的合適位置處，其中鋼筋16形成的軌道位于最后一個(gè)固定裝置中任意一個(gè)支承部6的兩側(cè)，防止測斜管12安裝后，發(fā)生平面轉(zhuǎn)動，保證測量時(shí)測斜管12中的一對導(dǎo)槽豎直向下。

本實(shí)用新型主要的工作過程及原理：

在管棚管13打設(shè)之后，進(jìn)行測斜管12的埋設(shè)。

(1)初步固定：將本裝置定位環(huán)1掰開，放置在第一節(jié)測斜管12的合適位置。然后通過連接部11內(nèi)扭轉(zhuǎn)彈簧8的咬合力即可完成初步固定工作。

(2)鎖緊裝置：將配套的螺絲15穿過螺絲孔7，然后用配套的螺母14擰緊，將定位環(huán)1鎖緊在測斜管12上，防止測斜管12與定位環(huán)1發(fā)生相對滑動。

(3)開始埋設(shè)：將固定有定位環(huán)1的第一節(jié)測斜管12采用人工推送的方式埋入管棚管13。在埋設(shè)時(shí)，應(yīng)將第一節(jié)測斜管12的中心與管棚管13的中心大致重合，方便推送。同時(shí)，調(diào)整測斜管12角度，使得測斜管12中的其中一對導(dǎo)槽豎直向下。

(4)接長和安裝：在第一節(jié)測斜管12埋設(shè)后，在其尾部接長測斜管12；同時(shí)，在接長的測斜管12合適位置處安裝本裝置定位環(huán)1；繼續(xù)埋設(shè)。

(5)重復(fù)上述第(4)步過程，直到測斜管12達(dá)到埋設(shè)深度。

(6)焊接細(xì)鋼筋：在管棚管13上沿其軸線焊接兩條鋼筋16，鋼筋16分別位于最后一個(gè)固定裝置其中一個(gè)支承部6的兩側(cè)，防止測斜管12發(fā)生平面轉(zhuǎn)動。

在測斜管12的埋設(shè)過程中，由于安裝了本裝置，使得測斜管12與管棚管13之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，有利于測斜管12的埋設(shè)；同時(shí)，本實(shí)用新型的應(yīng)用可以固定測斜管12的位置，保證埋設(shè)質(zhì)量，增加測量精度。

本實(shí)用新型還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.有利于埋設(shè)。本實(shí)用新型提供的裝置的支承部6由承托2、滾珠3、圓形鋼片4和壓縮彈簧5組成，滾珠3使得滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，同時(shí)，承托2、圓形鋼片3和壓縮彈簧5可以使得支承部6帶有一定量的伸縮，有利于人工推送，使得測斜管能順利到達(dá)指定長度。

2.保證埋設(shè)質(zhì)量。本實(shí)用新型提供的裝置采用等邊三角形支承，使得測斜管12中心與管棚管13中心重合，保證測斜管12埋設(shè)質(zhì)量，增加其測量精度；此外，本實(shí)用新型提供的埋設(shè)方法中焊接在管棚管13上的兩根鋼筋16可以固定測斜管12的角度，防止其發(fā)生平面轉(zhuǎn)動。

3.安裝的便捷性。本實(shí)用新型提供的裝置采用等邊三角形支承，安裝時(shí)不需考慮平面安裝角度；此外，考慮到操作的方便性，本實(shí)用新型提供的裝置在連接部內(nèi)設(shè)置了扭轉(zhuǎn)彈簧10，依靠扭轉(zhuǎn)彈簧10的咬合力即可初步固定裝置，然后在螺絲孔7處擰緊螺母14和螺絲15即可固定裝置。

4.支承的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型提供的裝置采用三角形支承，三角形具有穩(wěn)定性。