本发明涉及机械顶管施工，尤其涉及装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法。
背景技术：
1、顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起，管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。传统的顶管施工无法实现工业化流水线施工，主要存在以下不足:
2、1、后背墙是工作坑(顶管竖井)内抵抗顶力的一个措施，主要是为千斤顶顶出时后面有足够的支撑力，后背墙的质量是其能完成顶管整个过程的重要技术措施，然而现浇的混凝土后背墙强度和刚度应满足设计要求，因现浇工艺无法压缩工期，且后背墙应与顶进管道平面垂直且紧密接触，浇筑后拆除工序繁琐。
3、2、轴线偏差测量方法采用在管材上放置水准尺，虽然比较简单快捷，但偏差较大,进尺偏差量随管道长度累计误差，误差约3-5％。因此，本发明提出装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，以解决现有技术中的不足之处。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明的目的在于提供装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，通过装配式箱型后背墙安装在顶管竖井内，实现了流水线作业方式，解决传统现浇后背墙施工工艺和工序繁琐的问题，根据光点位置判断微型顶管机机头的高程和平面的偏差情况，然后根据偏差情况利用纠偏操作纠正微型顶管机机头的偏离，可实现顶管机滚动角精确控制，解决了传统人工测量调整水平方向的方式不精确的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，包括以下步骤：
4、步骤一：将多个竖肋与钢板焊接安装构建成装配式顶管后背墙单体，取两个装配式顶管后背墙单体进行拼接形成装配式箱型后背墙安装在顶管竖井内与顶管井内预埋定位钢筋进行焊接固定，将顶管设备放置在后背墙前，确保顶管设备与后背墙紧密贴合、无缝隙；
5、步骤二：改进激光轴线装置的光靶机械结构，在微型顶管机机头内安装一个测量环，光靶通过测量环在微型顶管机机头旋转后均处于水平位置的最高点；
6、步骤三：在顶管始发井的基准点上设置激光光源设备，控制激光光源设备发出的激光束沿管节中预留通道入射到设置在微型顶管机机头的光靶上，然后启动顶管设备，按照激光光源设备的激光束指示，将管道逐渐顶入土中；
7、步骤四：在顶管设备顶进过程中，设置一台超小型摄像机监视光靶上光点的位置，根据光点位置判断微型顶管机机头的高程和平面的偏差情况，然后根据偏差情况利用纠偏操作纠正微型顶管机机头的偏离；
8、步骤五：当一段管道顶进到位后，及时与下一段管道进行连接，确保管道连接的牢固性和密封性；
9、步骤六：全部的管道顶进施工结束后对顶管施工质量进行检测。
10、进一步改进在于：所述步骤一中构建装配式顶管后背墙单体时，多个竖肋在钢板上的间距为600mm，竖肋厚度30mm、长度3500mm，钢板尺寸为4000mm*3500mm。
11、进一步改进在于：所述步骤一中拼接形成装配式箱型后背墙的两个装配式顶管后背墙单体的竖肋之间错位设置，且错位间隔大于300mm。
12、进一步改进在于：所述步骤一中还包括在安装好的装配式箱型后背墙周围安装支撑结构对装配式箱型后背墙进行支撑固定，支撑结构为钢支撑或混凝土支撑结构。
13、进一步改进在于：所述步骤一中装配式箱型后背墙安装在顶管竖井内前还需要对顶管竖井内的地质进行勘测，包括但不限于对土壤类型、地下水位、岩层分布进行勘测，根据勘测结果选定装配式箱型后背墙安装位置。
14、进一步改进在于：选定所述装配式箱型后背墙安装位置后还包括对后背墙安装位置的基础进行平整、压实处理，确保装配式箱型后背墙安装稳定性。
15、进一步改进在于：所述步骤三中启动顶管设备，按照激光光源设备的激光束指示，将管道逐渐顶入土中后，实时监测管道顶进情况，包括但不限于顶进方向、顶进速度、管道姿态等，在顶进过程中，还需要不断注浆来填充管道与土壤之间的空隙，减少地层扰动和沉降。
16、进一步改进在于：所述步骤四中根据偏差情况利用纠偏操作纠正微型顶管机机头的偏离后，还包括同时将光点位置信号发送到计算机进行数字化处理，得到微型顶管机机头的高程和平面的偏差量，再根据掘进距离计算出偏离推进轴线的偏差值。
17、进一步改进在于：所述步骤四中根据偏差情况利用纠偏操作纠正微型顶管机机头的偏离时，微型顶管机机头姿态控制通过控制微型顶管机机头内的多组纠偏千斤顶进行对应动作实现。
18、进一步改进在于：所述步骤六中对顶管施工质量进行检测时，包括但不限于对管道的完整性、位置精度进行检测。
19、本发明的有益效果为：本发明方法通过多个竖肋与钢板焊接安装构建成装配式顶管后背墙单体，取两个装配式顶管后背墙单体进行拼接形成装配式箱型后背墙安装在顶管竖井内，顶管井内预埋定位钢筋与墙体焊接固定，实现了流水线作业方式，解决传统现浇后背墙施工工艺和工序繁琐的问题。
20、本发明方法通过改进激光轴线装置的光靶机械结构，在微型顶管机机头内安装一个测量环、在顶管始发井的基准点上设置激光光源设备，控制激光光源设备发出的激光束沿管节中预留通道入射到设置在微型顶管机机头的光靶上以及设置一台超小型摄像机监视光靶上光点的位置，根据光点位置判断微型顶管机机头的高程和平面的偏差情况，然后根据偏差情况利用纠偏操作纠正微型顶管机机头的偏离，可实现顶管机滚动角精确控制，解决了传统人工测量调整水平方向的方式不精确的问题，通过超小型摄像机采集顶管机光源信息，实现顶管机俯仰角控制，解决了传统人工测量调整垂直方向的方式不精确的问题。
1.装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于：所述步骤一中构建装配式顶管后背墙单体时，多个竖肋在钢板上的间距为600mm，竖肋厚度30mm、长度3500mm，钢板尺寸为4000mm*3500mm。
3.根据权利要求1所述的装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于：所述步骤一中拼接形成装配式箱型后背墙的两个装配式顶管后背墙单体的竖肋之间错位设置，且错位间隔大于300mm。
4.根据权利要求1所述的装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于：所述步骤一中还包括在安装好的装配式箱型后背墙周围安装支撑结构对装配式箱型后背墙进行支撑固定，支撑结构为钢支撑或混凝土支撑结构。
5.根据权利要求1所述的装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于：所述步骤一中装配式箱型后背墙安装在顶管竖井内前还需要对顶管竖井内的地质进行勘测，包括对土壤类型、地下水位、岩层分布进行勘测，根据勘测结果选定装配式箱型后背墙安装位置。
6.根据权利要求5所述的装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于：选定所述装配式箱型后背墙安装位置后还包括对后背墙安装位置的基础进行平整、压实处理，确保装配式箱型后背墙安装稳定性。
7.根据权利要求1所述的装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于：所述步骤三中启动顶管设备，按照激光光源设备的激光束指示，将管道逐渐顶入土中后，实时监测管道顶进情况，包括顶进方向、顶进速度、管道姿态，在顶进过程中，还需要不断注浆来填充管道与土壤之间的空隙，减少地层扰动和沉降。
8.根据权利要求1所述的装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于：所述步骤四中根据偏差情况利用纠偏操作纠正微型顶管机机头的偏离后，还包括同时将光点位置信号发送到计算机进行数字化处理，得到微型顶管机机头的高程和平面的偏差量，再根据掘进距离计算出偏离推进轴线的偏差值。
9.根据权利要求8所述的装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于：所述步骤四中根据偏差情况利用纠偏操作纠正微型顶管机机头的偏离时，微型顶管机机头姿态控制通过控制微型顶管机机头内的多组纠偏千斤顶进行对应动作实现。
10.根据权利要求1所述的装配式箱型后背墙与激光轴线装置辅助机械顶管施工方法，其特征在于：所述步骤六中对顶管施工质量进行检测时，包括对管道的完整性、位置精度进行检测。
