[发明专利]一种斜井井壁压力测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井支护工程技术领域，具体涉及一种斜井井壁压力测量装置及方法。

背景技术

在矿井支护工程中开凿斜井井壁时需要对土体进行临时支护，冻结法是在含水土体设置冻结管，冻结管内设置循环冷媒剂，以带走土体中热量从而形成强度高、密封性好的冻土，起到承受荷载和密封防水的作用，冻土壁适应性强、安全可靠、无污染，经常作为斜井井壁工程中的临时支护方法。

由于冻结时土中所含的自由水、毛细水及一部分弱结合水随温度降低相继相变成冰，生成许多冰晶体、冰夹层、透镜体等冰侵入物，从而引起土颗粒的相对位移，使得土体体积膨胀，即所谓“冻胀”现象。冰冻土融化时，融化后的土体由于冰变成水体积减小产生融化性沉降，同时由于在融化区域发生排水固结，引起土层的压密沉降，即所谓“融沉”现象。土体的冻胀和融沉会使斜井井壁上受到一定的压力，易造成斜井井壁破裂，为了对冻土的冻胀融沉规律进行研究，同时保护斜井井壁，需要在冻结及解冻过程中对冻土体施加在斜井井壁上的压力进行监测。

目前，常采用土体压力盒实现井壁压力的测量，但土体压力盒需要固定在一定的位置，才能保证测量结果准确，但在土体中，难以让土体压力盒保持在恒定位置。常见的土体压力盒有一信号引出线，用于将压力盒的信号导出，但在斜井井壁施工过程中，常采用滑模的方式来施工二衬结构中的上部拱体及左右井壁，要得到土体压力盒测得的土体对斜井井壁的压力，需要将信号引出线引至井壁内部，在斜井井壁采用滑模的方式施工二衬结构时，信号引出线难以穿过斜井井壁，即使采用井壁上开孔等方式，也很容易造成井壁漏水，带来严重的安全隐患。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种斜井井壁压力测量装置及方法，牢固固定土体压力盒，避免了施工过程中的滑模等步骤破坏土体压力盒的信号引出线，能有效避免井壁外的水沿着PVC管等管路渗入井壁内部，使测量结果准确。

为实现上述目的，本发明提供一种斜井井壁压力测量装置，包括压力盒支架、土体压力盒、软管、PVC管和信号引出管，压力盒支架内设置有土体压力盒，土体压力盒和土体紧密接触，压力盒支架通过软管连接PVC管，PVC管连接信号引出管，各土体压力盒的信号引出线穿过软管及PVC管并从信号引出管内导出。

所述的信号引出管由管体、阻水钢板及支架组成，在管体的外部设置有一到三圈阻水钢板，管体的下部设置有支架，管体上部的内侧设置有螺纹。

所述的土体压力盒采用TJ-23型振弦式土体压力盒。

所述的软管与PVC管连接处通过铁丝将软管绑紧固定。

所述的软管与压力盒支架连接处通过铁丝将软管绑紧固定。

一种斜井井壁压力测量方法，应用上述斜井井壁压力测量装置，包括以下步骤：

a． 当井筒开挖时，将初衬结构中的型钢运输到工作面并组装完毕后，在井壁上部及侧部

的压力测点安装压力盒支架，压力盒支架内设置土体压力盒，土体压力盒与土体紧密接触，土体压力盒的信号引出线从压力盒支架内引出，压力盒支架通过绑扎或焊接的方式固定在初衬结构中的型钢上；

b．根据井壁形状加工与其配合的PVC管，将井壁上部及侧部的PVC管绑扎在初衬结构上，PVC管一端通过软管连接至压力盒支架，另一端引至井壁侧壁下部作为连接端；土体压力盒的信号引出线穿过软管及PVC管，软管与PVC管连接处通过铁丝将软管绑紧固定，软管与土体压力盒支架连接处通过铁丝将软管绑紧固定；

c．井壁下部砂浆片石层填充片石后，未灌注砂浆前，将井壁下部压力测点附近的片石清理干净，在井壁下部压力测点安装压力盒支架，压力盒支架内设置土体压力盒，土体压力盒与土体紧密接触，土体压力盒的信号引出线从压力盒支架内引出，再将片石填回压力测点附近；

d．在井壁底部砂浆片石层施工完毕，混凝土层中的钢筋绑扎完毕后，采用一段PVC管

连接井壁下部的压力盒支架上固定的软管，且将该段PVC管端部通过L形接头与井壁上部及侧部的PVC管连接，井壁下部设置有信号引出管，信号引出管距井壁侧部的距离大于滑模的厚度与滑模拆模时的缩模量之和，井壁底部的PVC管连接信号引出管，土体压力盒的信号引出线穿过软管及PVC管，软管与PVC管连接处通过铁丝将软管绑紧固定，软管与压力盒支架连接处通过铁丝将软管绑紧固定，；

e．将井壁上部、侧部、底部设置的土体压力盒的信号引出线从信号引出管内穿出，分别编号，并记录各组土体压力盒所测的土体压力的初始值；

f．浇筑斜井井壁底板混凝土；