[发明专利]一种盾构隧道管片内、外力联合测试装置及制作埋设方法

说明书

本发明涉及一种盾构隧道管片内、外力联合测试装置，包括钢筋应变计、土压力传感器、止水钢板和线缆保护盒及连接螺杆，所述的钢筋应变计一端连接钢筋应变计线缆，并通过铅丝绑扎法与管片钢筋笼连接，所述的钢筋应变计线缆穿过线缆保护盒，所述的线缆保护盒通过连接螺杆与止水钢板相连接，并在连接螺杆与线缆保护盒之间设有调节螺帽和垫片，线缆保护盒的底面布有相应数量的穿线孔，其顶面设有线缆保护盒盖子和线缆保护盒底部防护海绵。本发明的有益效果是：本装置的钢筋应变计通过铅丝绑扎法与管片钢筋笼连接，从而省去切割钢筋笼、焊接钢筋应力计到连接杆工序，在管片预制厂的埋设时间大大缩短，对管片预制厂的生产生影响较小。

技术领域

本发明属于岩土工程测试领域，尤其是涉及一种盾构隧道管片内力及管片外土压力联合测试装置的制作和埋设方法。

背景技术

盾构法是隧道施工最为普遍的施工方法，其工作机理是由盾构机刀盘切削、螺旋输送机出土、液压千斤顶推进、管片拼装系统将标准的预制钢筋混凝土管片进行整环连续拼装进，从而形成衬砌隧道结构体系，其中衬砌隧道每环由若干管片通过螺栓进行连接，每环管片与相邻环的管片也是通过螺栓进行连接，使得整条隧道密布了管片与管片螺栓连接点。由于螺栓连接点的存在，其环向及纵向刚度均较差，在隧道施工完成后往往出现因地层软弱或近接工程施工而引起隧道变形，甚至使得隧道的变形超限，从而可威胁到隧道的安全运营。当隧道变形较大时，设计、施工和隧道运营管理单位极亟需了解和掌握隧道，尤其是其重点断面周边的土压力及管片的内力情况，这就需要预先在管片上布设传感器。为了真实、准确地测试获得管片外的土压力及管片内力，施工前需要在管片外合理、可靠地布设土压力传感器及管片内布设应力计或应变计等，管片外的土压力可由土压力传感器直接测定，管片内力由应力计或应变计可间接测试计算获得。

目前，管片上的土压力及管片内力的传感器埋设主要包括钻孔埋设法和预埋设法两种，其中钻孔埋设法是隧道管片拼装完成后，在管片上钻孔，其直径稍大于埋入传感器的直径，再将传感器插入，使测试面(头)露出管片外表面；预埋设法是在管片钢筋笼焊接完成后，再将传感器安装在钢筋笼内，传感器线头引出钢筋笼外，最后混凝土与传感器和钢筋笼浇筑成一体。例如申请号为201510746205.9的《一种盾构隧道水土压力监测棒》发明了一种可同时测量土压力和孔隙水压力的盾构隧道水土压力监测棒。该发明克服了传统测量方法难以实现管片表面孔隙水压力测量的难题，该设备可将传感器送至隧道同步注浆层以外，测量不受注浆层影响的真实土压力和孔隙水压力，克服了在管片表面安装土压力传感器的传统测量方法无法测量真实土压力的缺陷，另外，发明利用管片上预制的注浆孔进行土压力监测棒的安装，无需在管片上专门钻孔，克服了传统方法钻孔安装传感器对管片造成的破坏。

申请号为201611031267.2的《一种盾构隧道管片外土压力的长期监测装置及方法》发明了一种应用光纤光栅测试管片外土压力的装置，该装置能有效降低土压力监测误差，安装成活率高，且具有抗电磁干扰、耐腐蚀、信号衰减小等特点，可长期、准确监测盾构隧道管片外土压力。另外，针对该装置还公开了一种盾构隧道管片外土压力的长期监测方法。

申请号为201710277542.7的《一种预制盾构管片土压力传感器埋设方法》发明了一种简便、有效、安全、适用性强的预制盾构管片土压力传感器埋设方法。该发明通过套管使土压力传感器安装装置高度可以根据不同的盾构管片类型进行调整，适用性很强，同时采用“先套后置”的安装方式在盾构管片浇筑前预留孔道，盾构管片浇筑完成后再置入土压力传感器，避免了以前安装土压力传感器时引线不易穿出，易被混凝土浇筑掩埋的问题。

考虑到管片生产的实际情况，在管片内传感器的埋设时，以下几个方面必须加以重视：