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申请/专利权人：中铁第四勘察设计院集团有限公司

摘要：本发明涉及一种盾构隧道管片拼装方法，由管片拼装机抓取待拼装管片并使待拼装管片靠近已拼装管片；在已拼装管片侧向待拼装管片侧发射红外线，以检测待拼装管片与已拼装管片之间的相对位置关系；在已拼装管片上设置视频检测模块，视频检测模块将待拼装管片拼装时的实时画面传输至显示屏上，供操作员查看。另外还相应地提供一种盾构隧道管片及盾构隧道管片拼装装置。通过视频检测模块将拼装时的实时画面传输至显示屏上，便于操作员直观地了解管片拼装信息，有效地提高管片拼装效率及质量；通过红外线定位检测，能够降低管片拼装过程中由于视觉误差而引起的管片拼装精度问题，能够有效地减少管片拼装时环间错台及环内错台的发生。

主权项：1.一种盾构隧道管片拼装方法，其特征在于，所述方法包括：由管片拼装机抓取待拼装管片并使待拼装管片靠近已拼装管片；在已拼装管片侧向待拼装管片侧发射红外线，以检测待拼装管片与已拼装管片之间的相对位置关系；在已拼装管片上设置视频检测模块，所述视频检测模块将待拼装管片拼装时的实时画面传输至显示屏上，供操作员查看，以指导管片拼装操作；所述待拼装管片拼装时的实时画面包括待拼装管片上的红外线投射状况；其中，红外线由红外线发射器产生，所述红外线发射器与所述视频检测模块集成为一体，该一体设备可拆卸安装至已拼装管片上。

全文数据：盾构隧道管片、盾构隧道管片拼装方法及装置技术领域本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种盾构隧道管片、盾构隧道管片拼装方法及盾构隧道管片拼装装置。背景技术盾构隧道技术已经得到广泛的运用，但是随着城市的日益发展，城市交通需求量也不断增大，隧道的建设标准也越来越高，盾构隧道的直径由原来的6到11米增大到现在的15米及以上。直径的增大对设计与施工都是巨大的挑战。隧道管片拼装环节是盾构施工中的重要环节，人为操作管片拼装机拼装隧道管片是当前进行隧道衬砌的主要方式。目前的管片拼装方法都是两人配合进行，机器操作员操作管片拼装机的控制器，控制管片拼装机将待拼装管片送至指定位置，手势指挥操作员站在待拼装管片附近，通过人工观察管片环缝与纵缝错台情况、环缝与纵缝张开量，然后通过手势指挥操作员对带拼装管片位置进行调整，机器操作员根据手势判断管片偏差方向，调整待拼装管片至合适位置，完成拼装。人为进行设备操作增大了错误操作的可能性，特别是当盾构管片直径较大时，盾构区设备众多，操作员视觉范围受限，拼装管片的操作人员靠肉眼观察以及同事传话，无法准确了解管片的位置，造成拼装误差非常大，管片环间以及环内错台均较大，错台影响防水体系发挥，对管片结构安全性耐久性影响极大。目前存在的问题有：1在操作员视觉盲区内与指挥员通过传呼机指挥，指令传达不够精确。另外操作员无法精确完成指令，造成错台。2操作员视觉范围内，存在视觉误差，误差往往大于管片拼装错台要求，影响结构安全。发明内容本发明实施例涉及一种盾构隧道管片、盾构隧道管片拼装方法及盾构隧道管片拼装装置，至少可解决现有技术的部分缺陷。本发明实施例涉及一种盾构隧道管片拼装方法，所述方法包括：由管片拼装机抓取待拼装管片并使待拼装管片靠近已拼装管片；在已拼装管片侧向待拼装管片侧发射红外线，以检测待拼装管片与已拼装管片之间的相对位置关系；在已拼装管片上设置视频检测模块，所述视频检测模块将待拼装管片拼装时的实时画面传输至显示屏上，供操作员查看，以指导管片拼装操作；所述待拼装管片拼装时的实时画面包括待拼装管片上的红外线投射状况。作为实施例之一，拼装时，由同一操作员根据显示屏上显示的画面操控管片拼装机。本发明实施例涉及一种盾构隧道管片，包括管片本体，所述管片本体具有两个环向端和两个纵向端，所述管片本体的内环面上设有安装基座，所述安装基座具有用于与视频检测模块可拆卸装配的可拆卸装配部。作为实施例之一，所述安装基座有两个，且分别靠近两所述环向端设置。作为实施例之一，两所述纵向端中，其中一所述纵向端为用于与前侧已拼装管片拼装的在先安装端部，另一所述纵向端为用于与后侧待拼装管片拼装的在后安装端部，所述安装基座靠近所述在后安装端部设置。作为实施例之一，所述安装基座自所述管片本体内环面向所述管片本体外环面侧凹陷形成。作为实施例之一，所述可拆卸装配部为适于磁吸固定视频检测模块的铁质构件或磁铁。本发明实施例涉及一种盾构隧道管片拼装装置，包括管片拼装机，还配置有用于安装至已拼装管片内环面上的视频检测模块，于所述管片拼装机的操作台设有显示屏，所述视频检测模块与所述显示屏通信连接，所述视频检测模块获取待拼装管片拼装时的实时画面并发送给所述显示屏。作为实施例之一，该盾构隧道管片拼装装置还配置有用于安装至已拼装管片内环面上并且向待拼装管片侧投射红外线的红外检测模块。作为实施例之一，所述红外检测模块集成于所述视频检测模块内。本发明实施例至少具有如下有益效果：本发明中，通过视频检测模块将待拼装管片拼装时的实时画面传输至显示屏上，便于操作员直观地了解管片拼装信息，解决现有技术中管片拼装过程中操作员视觉障碍问题，有效地提高管片拼装效率及质量；通过红外线定位检测，并且红外线投射位置可由显示屏直观地看到，能够降低管片拼装过程中由于视觉误差而引起的管片拼装精度问题，能够有效地减少管片拼装时环间错台及环内错台的发生。基于上述方法，能够减少人力成本，无需多人指挥拼装，操作员可通过带有显示屏的操作设备，自主地调整待拼装管片的位置，相较于现有的手势指挥操作员+机器操作员的人员配置，本发明中，仅需一名操作员即可完成拼装，拼装时，由同一操作员根据显示屏上显示的画面操控管片拼装机，拼装效率及拼装质量等都能得到提高。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本发明实施例提供的盾构隧道管片的结构示意图；图2为图1中A-A的剖视图；图3为本发明实施例提供的视频检测模块与安装基座装配的结构示意图；图4为本发明实施例提供的盾构隧道管片拼装的示意图；图5为本发明实施例提供的操作台的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一如图1和图2，本发明实施例提供一种盾构隧道管片，包括管片本体1，所述管片本体1具有两个环向端和两个纵向端，两个环向端即该管片本体1的在自身弧形周向上的两个端部，两个纵向端即该管片本体1的在自身轴向也即隧道纵向上的两个端部，其中，所述管片本体1的内环面上设有安装基座11，所述安装基座11具有用于与视频检测模块2可拆卸装配的可拆卸装配部111。施工过程中，视频检测模块2可拆卸地安装在该管片本体1上，在施工完成后，取下该视频检测模块2即可循环使用，相较于视频检测模块2不可拆卸地固定安装在该安装基座11上的方式，能够显著地降低成本，而且不会对盾构隧道的运行造成干涉。上述可拆卸装配部111与视频检测模块2之间的装配结构可以采用常规的可拆卸连接方式，例如螺钉装配、卡扣连接等；本实施例中，优选地，二者采用磁吸的方式固定，具体而言，所述可拆卸装配部111为适于磁吸固定视频检测模块2的铁质构件或磁铁，其中，以该可拆卸装配部111为铁质构件为佳，可以节约成本，而且便于盾构隧道管片的制造，则视频检测模块2对应设有磁铁，使用时将该磁铁靠近上述可拆卸装配部111即可。本实施例提供的盾构隧道管片，通过在管片本体1上设置安装基座11，安装基座11上的可拆卸装配部111可以安装视频检测模块2，通过视频检测模块2获取待拼装管片101拼装过程中的实时画面，便于操作员直观地了解管片拼装信息，解决现有技术中管片拼装过程中操作员视觉障碍问题，有效地提高管片拼装效率及质量。如图2和图3，上述的安装基座11优选为自所述管片本体1内环面向所述管片本体1外环面侧凹陷形成，内陷而成的安装基座11便于视频检测模块2的安装，而且可以使得该视频检测模块2的视觉传感器更加靠近管片本体1的内环面，可以提高管片拼装精度。一般地，盾构隧道管片采用全环错峰拼装的方式，盾构隧道管片的每个纵向端一般有两块盾构隧道管片与其对应拼装，因此，所述安装基座11有两个，且分别靠近两所述环向端设置。进一步优选地，两所述纵向端中，其中一所述纵向端为用于与前侧已拼装管片100拼装的在先安装端部，另一所述纵向端为用于与后侧待拼装管片101拼装的在后安装端部，所述安装基座11靠近所述在后安装端部设置，保证该盾构隧道管片与在后拼装的待拼装管片101之间的拼装精度。实施例二如图4，本发明实施例提供一种盾构隧道管片拼装方法，所述方法包括：由管片拼装机抓取待拼装管片101并使待拼装管片101靠近已拼装管片100；在已拼装管片100侧向待拼装管片101侧发射红外线，以检测待拼装管片101与已拼装管片100之间的相对位置关系；在已拼装管片100上设置视频检测模块2，所述视频检测模块2将待拼装管片101拼装时的实时画面传输至显示屏32上，供操作员查看，以指导管片拼装操作；所述待拼装管片101拼装时的实时画面包括待拼装管片101上的红外线投射状况。上述视频检测模块2可采用视觉传感器，这是现有设备，其具体结构此处不作赘述。视频检测模块2与显示屏32之间通信连接，例如二者通过传输线缆连接，或者二者通过蓝牙连接。上述红外线可由红外线发射器产生，该红外线发射器优选为是与视频检测模块2集成为一体的，集成有红外线发射功能的视觉传感器等视频检测设备是现有设备，可由市面购得，其具体结构此处不作赘述。本实施例提供的盾构隧道管片拼装方法，通过视频检测模块2将待拼装管片101拼装时的实时画面传输至显示屏32上，便于操作员直观地了解管片拼装信息，解决现有技术中管片拼装过程中操作员视觉障碍问题，有效地提高管片拼装效率及质量；通过红外线定位检测，并且红外线投射位置可由显示屏32直观地看到，能够降低管片拼装过程中由于视觉误差而引起的管片拼装精度问题，能够有效地减少管片拼装时环间错台及环内错台的发生。基于上述方法，能够减少人力成本，无需多人指挥拼装，操作员可通过带有显示屏32的操作设备3，自主地调整待拼装管片101的位置，相较于现有的手势指挥操作员+机器操作员的人员配置，本发明中，仅需一名操作员即可完成拼装，拼装时，由同一操作员根据显示屏32上显示的画面操控管片拼装机，拼装效率及拼装质量等都能得到提高。实施例三本发明实施例涉及一种盾构隧道管片拼装装置，包括管片拼装机，另外还配置有用于安装至已拼装管片100内环面上的视频检测模块2，于所述管片拼装机的操作台3设有显示屏32，所述视频检测模块2与所述显示屏32通信连接，所述视频检测模块2获取待拼装管片101拼装时的实时画面并发送给所述显示屏32。上述视频检测模块2可采用视觉传感器，这是现有设备，其具体结构此处不作赘述。视频检测模块2与显示屏32之间通信连接，例如二者通过传输线缆连接，或者二者通过蓝牙连接。进一步地，该盾构隧道管片拼装装置还配置有用于安装至已拼装管片100内环面上并且向待拼装管片101侧投射红外线的红外检测模块。该红外检测模块优选为集成于所述视频检测模块2内。上述红外检测模块可采用常规的红外线发射器等，集成有红外线发射功能的视觉传感器等视频检测设备是现有设备，可由市面购得，其具体结构此处不作赘述。本实施例提供的盾构隧道管片拼装装置，通过视频检测模块2与管片拼装机配合，在管片拼装机精确抓取待拼装管片101的基础上，通过视频检测模块2以及上述的红外检测模块，可以实现待拼装管片101与已拼装管片100之间的精确定位拼装，有效地提高拼装精度及拼装效率。而且，通过管片拼装机上的显示屏32，仅由一名操作员即可完成管片的拼装工作，减少人力成本。在上述实施例中，该视频检测模块2与实施例一中的盾构隧道管片上的安装基座11配合装配，优选为该视频检测模块2可拆卸安装至该安装基座11上，例如，该视频检测模块2具有磁铁基座21，与安装基座11上的铁质构件磁吸固定。如图5，对于上述的管片拼装机，其用于操作员操控的拼装遥控器3拼装遥控台3操作台3除具有常规的功能区31之外，还具有至少一个视频显示区32，用于视频检测模块2所获取的画面的显示。一般地，一块待拼装管片101需与两块已拼装管片100拼装，则，上述视频显示区32优选为有两个，用于分别显示安装在两块已拼装管片100上的两个视频检测模块2所获取的画面，保证拼装质量。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种盾构隧道管片拼装方法，其特征在于，所述方法包括：由管片拼装机抓取待拼装管片并使待拼装管片靠近已拼装管片；在已拼装管片侧向待拼装管片侧发射红外线，以检测待拼装管片与已拼装管片之间的相对位置关系；在已拼装管片上设置视频检测模块，所述视频检测模块将待拼装管片拼装时的实时画面传输至显示屏上，供操作员查看，以指导管片拼装操作；所述待拼装管片拼装时的实时画面包括待拼装管片上的红外线投射状况。2.如权利要求1所述的盾构隧道管片拼装方法，其特征在于：拼装时，由同一操作员根据显示屏上显示的画面操控管片拼装机。3.一种盾构隧道管片，包括管片本体，所述管片本体具有两个环向端和两个纵向端，其特征在于：所述管片本体的内环面上设有安装基座，所述安装基座具有用于与视频检测模块可拆卸装配的可拆卸装配部。4.如权利要求3所述的盾构隧道管片，其特征在于：所述安装基座有两个，且分别靠近两所述环向端设置。5.如权利要求3或4所述的盾构隧道管片，其特征在于：两所述纵向端中，其中一所述纵向端为用于与前侧已拼装管片拼装的在先安装端部，另一所述纵向端为用于与后侧待拼装管片拼装的在后安装端部，所述安装基座靠近所述在后安装端部设置。6.如权利要求3所述的盾构隧道管片，其特征在于：所述安装基座自所述管片本体内环面向所述管片本体外环面侧凹陷形成。7.如权利要求3所述的盾构隧道管片，其特征在于：所述可拆卸装配部为适于磁吸固定视频检测模块的铁质构件或磁铁。8.一种盾构隧道管片拼装装置，包括管片拼装机，其特征在于：还配置有用于安装至已拼装管片内环面上的视频检测模块，于所述管片拼装机的操作台设有显示屏，所述视频检测模块与所述显示屏通信连接，所述视频检测模块获取待拼装管片拼装时的实时画面并发送给所述显示屏。9.如权利要求8所述的盾构隧道管片拼装装置，其特征在于：还配置有用于安装至已拼装管片内环面上并且向待拼装管片侧投射红外线的红外检测模块。10.如权利要求9所述的盾构隧道管片拼装装置，其特征在于：所述红外检测模块集成于所述视频检测模块内。

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