[发明专利]隧道二次衬砌浇筑监测系统和监测方法

说明书

本发明公开了一种隧道二次衬砌浇筑监测系统和监测方法，监测系统包括布置在隧道初期支护表面的若干充满液体的排水管，所述排水管挤压设置在浇筑后的初期支护与防水层之间；所述排水管一端封闭，另一端连通毛细引流管，所述排水管通过毛细引流管引流至衬砌浇筑区以外，所述毛细引流管与液体重量或体积监测装置连接。利用该监测系统的挤压排水监测方法，可以连续、全面、实时监测二次衬砌混凝土的浇筑进度和饱满度，在过程中消除施工缺陷，并且监测系统不需要消耗压力传感器等高精度、昂贵的传感器，只需埋入排水管，耗材成本低。

技术领域

本发明属于涉及隧道与地下工程领域，具体涉及一种隧道二次衬砌浇筑监测系统和监测方法。

背景技术

在隧道二次衬砌混凝土浇筑过程中，经常出现以下三个方面的问题，影响二次衬砌的质量。

一是二次衬砌背后存在脱空或不密实。为了有效约束隧道初期支护和围岩的变形，保证二次衬砌的厚度，二次衬砌应与初期支护密贴。但在实际施工中，由于混凝土重力下沉、混凝土自然收缩、泵送压力不足、防水板铺挂过紧、初期支护起伏过大等原因，经常发生二次衬砌背后存在脱空或不密实的现象。

二是二次衬砌两侧浇筑进度差异过大。为了避免二次衬砌模板台车发生变形或移位而影响混凝土质量，衬砌混凝土应两侧交替浇筑、进度差异不能过大。但是两侧交替浇筑过程繁琐、工效较低，在实际施工中如果不加以严格管控，往往出现两侧浇筑进度差异较大的现象，导致衬砌台车发生变形或移位，严重时会造成没有达到拆模强度的混凝土发生变形甚至开裂、坍塌。

三是二次衬砌混凝土浇筑中断时间过长。为了保证衬砌混凝土的完整性和均匀性，衬砌混凝土应尽可能连续浇筑，中断时间不应超过混凝土的初凝时间。但在实际施工中，常常由于混凝土拌和、运输和泵送中的问题，导致混凝土浇筑中断。一旦中断时间过长，先浇混凝土就可能发生凝固、离析、分层，对衬砌整体性造成不利影响，并容易引起渗漏等问题。

为了避免上述问题，很有必要对隧道二次衬砌浇筑过程进行严密监控。然而由于隧道二次衬砌浇筑方法和工艺的限制，混凝土的浇筑进度和密实度不能直接观察，目前还缺乏方便、快捷、经济、全面的监控手段。目前采用的监控手段有通过在拱顶埋设两个电极、利用混凝土连通电极的方法来监测拱顶混凝土密实度的方法，其不足之处在于只要两个电极位置与混凝土接触，电路就会连通，因而不能反映两个电极之间的混凝土是否密实。如果在二次衬砌背后埋设压力传感器监测，势必要布设大量的传感器，衬砌浇筑后，这些传感器大多不能够回收，这在经济上又难以接受。其他电磁波、超声或光学等方法也由于模板台车钢模板的限制而难以实现。在这样的背景下，如何提供一种经济、全面和准确监测隧道二次衬砌浇筑进度和密实度的方法，是保证隧道二次衬砌质量亟需解决的一个重要问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的隧道内二次衬砌浇筑存在的监测难题，提供一种隧道二次衬砌浇筑监测系统和监测方法，经济、全面和准确监测隧道二次衬砌浇筑进度和密实度。

本发明采用如下技术方案实现：

隧道二次衬砌浇筑监测系统，包括布置在隧道初期支护表面的若干充满液体的排水管5，所述排水管5设置初期支护表面和防水层4之间；

所述排水管5一端封闭，另一端连通毛细引流管6，所述排水管5通过毛细引流管6引流至衬砌浇筑区以外，所述毛细引流管6与液体重量或体积监测装置连接。

进一步的，所述毛细引流管6上设有毛细被动阀7。

作为本发明的一种优选方案，所述排水管5在隧道初期支护的表面呈环向分布，在隧道初期支护纵向不同位置的表面设置若干组排水管，并且在隧道初期支护拱顶表面沿纵向分布一组排水管。

进一步的，环向分布的所述排水管以隧道中轴面对称设置成两段，所述排水管连接的毛细引流管统一由隧道初期支护拱顶表面引出。