可同時(shí)監(jiān)測(cè)管片土壓力和孔隙水壓力的裝置及其安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種可同時(shí)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)隧道管片土壓力和孔隙水壓力的裝置及其安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市交通的快速發(fā)展，城市地下空間的開(kāi)發(fā)和利用已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，盾構(gòu)隧道以其獨(dú)特的優(yōu)越性，在地鐵隧道和公路隧道中得到了廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，盾構(gòu)隧道的安全建設(shè)和安全運(yùn)營(yíng)也因此引起了越來(lái)越多的從業(yè)人員的重視。
[0003]盾構(gòu)隧道管片荷載是隧道設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，特別是作用在盾構(gòu)隧道管片上的水土壓力。現(xiàn)在用于監(jiān)測(cè)盾構(gòu)隧道管片外部土壓力和孔隙水壓力的壓力計(jì)通常都是分開(kāi)的。土壓力的監(jiān)測(cè)通常是先在管片拼裝之前在管片外弧面預(yù)埋好土壓力計(jì)，然后把導(dǎo)線收集到管片內(nèi)弧面的預(yù)留孔內(nèi)，管片拼裝好之后再把導(dǎo)線和監(jiān)測(cè)設(shè)備相連，采集數(shù)據(jù)。孔隙水壓力的監(jiān)測(cè)通常是在管片拼裝完成且盾尾間隙所注漿液凝固后，通過(guò)打穿管片的注漿孔，安裝孔隙水壓力計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這種方法不但現(xiàn)場(chǎng)操作有一定難度，而且也不能第一時(shí)間監(jiān)測(cè)管片外部的孔隙水壓力變化。此外，對(duì)一些有較高施工要求的工程，管片拼裝好之后，注漿孔不宜再打通，以防發(fā)生安全事故。如何確保施工安全，又同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)所需的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的土壓力和孔隙水壓力沒(méi)法同時(shí)監(jiān)測(cè)或同時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)難度高、不易操作、不能跟盾構(gòu)推進(jìn)同步等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可同時(shí)監(jiān)測(cè)管片土壓力和孔隙水壓力的裝置及其安裝方法，該壓力計(jì)安裝簡(jiǎn)便且易于操作，可同時(shí)監(jiān)測(cè)管片的土壓力和孔隙水壓力。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種可同時(shí)監(jiān)測(cè)管片土壓力和孔隙水壓力的裝置，包括土壓力感應(yīng)板、土壓力傳感器、孔隙水壓力傳感器、空心圓管、金屬管、三通金屬管和導(dǎo)線；其中:
[0006]所述土壓力感應(yīng)板為囊狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部封閉充滿液體來(lái)感應(yīng)作用在管片上的土壓力；
[0007]所述土壓力傳感器與空心圓管并排設(shè)在土壓力感應(yīng)板的同一側(cè)，底部與土壓力感應(yīng)板的囊狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部相通，用于測(cè)量作用在管片上的土壓力；
[0008]所述孔隙水壓力傳感器用于測(cè)量作用在管片上的孔隙水壓力；
[0009]所述金屬管用于傳導(dǎo)從空心圓管流入的孔隙水，所述金屬管與空心圓管和三通金屬管螺紋相接；
[0010]所述三通金屬管用于控制孔隙水壓通道，三通金屬管上有兩個(gè)控制閥，與金屬管徑直相通的閥控制的通道用于疏通金屬管，側(cè)向通道上的閥控制的通道用于外接孔隙水壓力傳感器。三通金屬管不僅能有效解決測(cè)量時(shí)孔隙水壓通道因注漿而堵塞等問(wèn)題，還可實(shí)現(xiàn)孔隙水壓傳感器的回收利用。
[0011]進(jìn)一步的，所述壓力計(jì)進(jìn)一步設(shè)有塑料蓋，塑料蓋用于在連接孔隙水壓力傳感器之前，密封空心圓管和金屬管。
[0012]進(jìn)一步的，所述壓力計(jì)進(jìn)一步設(shè)有導(dǎo)線，導(dǎo)線用于土壓力傳感器和孔隙水壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連。
[0013]優(yōu)選地，所述土壓力感應(yīng)板為長(zhǎng)方形，金屬制作，偏離土壓力感應(yīng)板中心有一圓孔，圓孔處連接空心圓管。
[0014]優(yōu)選地，所述空心圓管為金屬制作，用于傳導(dǎo)孔隙水，底部與土壓力感應(yīng)板上的圓孔緊密相連，防止水在空心圓管和圓孔的接縫處流出。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種上述裝置的安裝方法，包括如下步驟:
[0016]S11，管片預(yù)制時(shí)，在管片外弧面注漿孔的位置，以注漿孔為中心預(yù)埋一塊與所述裝置同樣尺寸的鋼板，并固定；
[0017]S12，管片成型后，取下預(yù)埋鋼板，并平整管片外弧面安裝所述裝置的部分，然后打穿管片注漿孔；
[0018]S13，檢查土壓力傳感器是否能正常讀數(shù)，再把分段的金屬管與土壓力感應(yīng)板上的空心圓管連接在一起；把連接好的金屬管和土壓力傳感器放入注漿孔，并把土壓力感應(yīng)板安裝在管片預(yù)埋鋼板位置，外部用鋼框把土壓力感應(yīng)板固定住，再把矩形鋼框固定在管片上;
[0019]S14，用塑料蓋密封圓孔和金屬管，并在矩形鋼框與壓力感應(yīng)板和管片相接處涂防水材料；
[0020]S15，把導(dǎo)線收集在注漿孔中，并蓋住，完成所述裝置的安裝。
[0021]所述裝置安裝好后，在用于監(jiān)測(cè)作用在隧道管片上的土壓力和孔隙水壓力時(shí)，還進(jìn)一步包括在現(xiàn)場(chǎng)的安裝步驟:
[0022]S21，管片在運(yùn)進(jìn)隧道之前，檢查土壓力傳感器是否正常工作；
[0023]S22，管片拼裝好后，檢查土壓力傳感器是否正常工作，并把管片上的土壓力傳感器導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連；
[0024]S23，取下內(nèi)弧面金屬管塑料蓋，把三通金屬管與金屬管接上；
[0025]S24，關(guān)閉三通金屬管側(cè)向孔隙水壓通道控制閥，打開(kāi)金屬管管身通道控制閥，用硬質(zhì)材料戳破另一端的塑料蓋打通金屬管通道，然后關(guān)閉管身通道控制閥，打開(kāi)側(cè)向通道控制閥，待有水流出后關(guān)閉；
[0026]S25，把正常工作的孔隙水壓力傳感器與三通金屬管孔隙水壓量測(cè)通道連接，并把孔隙水壓力傳感器導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連，然后打開(kāi)三通金屬管側(cè)向通道控制閥監(jiān)測(cè)孔隙水壓力。
[0027]優(yōu)選地，所述S22和S23，可多人同時(shí)作業(yè)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備上孔隙水壓讀數(shù)不正常，重復(fù)S24步驟。
[0028]優(yōu)選地，所述裝置的所有導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連好即開(kāi)始讀數(shù)，記錄土壓力和孔隙水壓力數(shù)據(jù)。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0030]本發(fā)明用一個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)了隧道管片土壓力和孔隙水壓力兩者的監(jiān)測(cè)，并且能夠與管片拼裝同步同時(shí)地進(jìn)行，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，實(shí)施簡(jiǎn)便，可操作性強(qiáng)。本發(fā)明壓力計(jì)利用金屬管傳導(dǎo)孔隙水壓力，能夠保證隧道的安全。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中的裝置的整體示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中的裝置安裝在管片上的平面示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中的裝置工作時(shí)的剖面示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中的裝置的細(xì)部結(jié)構(gòu)詳細(xì)示意圖；
[0035]圖中:
[0036]I一土壓力感應(yīng)板，2—土壓力傳感器，3—空心圓管，4一導(dǎo)線，5—注漿孔，6—螺檢，7一矩形鋼框，8一盾構(gòu)管片，9一金屬管，10一二通金屬管，11 一孔隙水壓力傳感器，12一管身控制閥，13—側(cè)向控制閥，14 一塑料蓋，15—圓孔
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0038]如圖1-4所示，一種可同時(shí)監(jiān)測(cè)管片土壓力和孔隙水壓力的裝置，包括:用于感應(yīng)管片外部土壓力的土壓力感應(yīng)板1，用于測(cè)量管片土壓力的土壓力傳感器2，用于測(cè)量管片上的孔隙水壓力的孔隙水壓力傳感器11，用于傳導(dǎo)孔隙水的空心圓管3、金屬管9，用于控制孔隙水壓通道的三通金屬管10，用于密封空心圓管和金屬管的塑料蓋14，用于土壓力傳感器和孔隙水壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連的導(dǎo)線4。
[0039]如圖1所示，為可同時(shí)監(jiān)測(cè)管片土壓力和孔隙水壓力的裝置的整體示意圖，所述裝置包括土壓力感應(yīng)板1、土壓力傳感器2、空心圓管3、導(dǎo)線4。
[0040]如圖2所示為可同時(shí)監(jiān)測(cè)管片土壓力和孔隙水壓力的裝置安裝在預(yù)制好的管片上的平面示意圖，其中:土壓力感應(yīng)板1、土壓力傳感器2、注漿孔5、螺栓6、矩形鋼框7、盾構(gòu)管片8、圓孔15。
[0041]如圖3所示為可同時(shí)監(jiān)測(cè)管片土壓力和孔隙水壓力的裝置工作時(shí)的剖面示意圖，其中:土壓力感應(yīng)板1、土壓力傳感器2、空心圓管3、導(dǎo)線4、注漿孔5、盾構(gòu)管片8、金屬管9、三通金屬管10、孔隙水壓力傳感器11、管身控制閥12、側(cè)向控制閥13、塑料蓋14。
[0042]如圖4所示是可同時(shí)監(jiān)測(cè)管片土壓力和孔隙水壓力的裝置與管片接觸處注漿孔附近細(xì)節(jié)詳圖。其中:土壓力感應(yīng)板1、土壓力傳感器2、空心圓管3、導(dǎo)線4、注漿孔5、盾構(gòu)管片8、金屬管9、塑料蓋14、圓孔15。
[0043]在一實(shí)施例中，所述土壓力感應(yīng)板I為長(zhǎng)方形，金屬制作，囊狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部封閉充滿液體來(lái)感應(yīng)作用在盾構(gòu)管片8上的土壓力，偏離土壓力感應(yīng)板I中心有一圓15孔，圓孔15處連接一空心圓管3。
[0044]在一實(shí)施例中，所述土壓力傳感器2與空心圓管3并排在土壓力感應(yīng)板I的同一偵牝底部與土壓力感應(yīng)板I囊狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部相通，用于測(cè)量作用在盾構(gòu)管片8上的土壓力。
[0045]在一實(shí)施例中，所述空心圓管3為金屬制作，用于傳導(dǎo)孔隙水，底部與土壓力感應(yīng)板上I的圓孔15緊密相連，防止水在空心圓管3和圓孔15的接縫處流出。
[0046]所