[实用新型]一种测量盾构管片压力的光纤光栅传感器

说明书

本实用新型公开了一种测量盾构管片压力的光纤光栅传感器，包括注浆孔轴管装置、内环保护装置及外环测量装置，注浆孔轴管装置包括注浆孔轴管(5)，注浆孔轴管(5)包括注浆孔轴管管片段(6)和注浆孔轴管端头段(7)，注浆孔轴管(5)内设有多条预留孔洞(9)，所述内环保护装置包括钢制保护盖(2)，该钢制保护盖(2)中心设有螺纹孔(4)，所述外环测量装置包括光纤光栅(12)。本实用新型的光纤光栅传感器，能够较为精确地测量管片外的水土压力，可全时段、全区间、全流程进行管片外水土压力监测，为隧道施工和运行阶段提供较为全面的洞外信息，一旦传感器遭到破坏，能够及时进行传感器的维修更换。

技术领域

本实用新型属于隧道盾构施工期及运营期监测技术领域，更具体地，涉及一种测量盾构管片压力的光纤光栅传感器。

背景技术

随着我国地下工程，尤其是城市轨道交通工程建设的快速发展，盾构机发挥其效率高、扰动小及安全经济等特点，得到了普遍的应用。而随着大直径、超大直径隧道的不断出现，盾构预制管片拼装后的受力情况对隧道稳定性的影响受到越来越多的关注，因受力不均而产生的管片破坏、隧道上浮及管片间涌水等事故威胁着工程施工的安全。

在预制管片拼装完成后，因隧道的密封性与盾构施工的复杂性，无法直接监测管片外的水土压力情况，目前针对管片外水土压力主要是通过从地面钻孔至管片附近进行间接测试或在管片外预埋应力传感器进行监测，但两种方法均在实际应用过程中存在弊端，间接测试方法对土体造成了扰动，使得测试结果准确度降低，而在管片外预埋应力传感器监测的方法，往往会因为施工对传感器造成损害而丧失监测功能，且管片外的预埋传感器一旦破坏就不能修复更换。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种测量盾构管片压力的光纤光栅传感器，能够较为精确地测量管片外的水土压力；传感器本身体积较小，拆装较为方便，且不占用额外的作业空间；可全时段、全区间、全流程进行管片外水土压力监测，为隧道施工和运行阶段提供较为全面的洞外信息；一旦壁外传感器遭到破坏，能够及时、方便的进行传感器的维修更换，可保证监测的连续性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种测量盾构管片压力的光纤光栅传感器，包括注浆孔轴管装置、设于该注浆孔轴管装置其中一侧的内环保护装置、及设于该注浆孔轴管装置另一侧的外环测量装置；其中，

所述注浆孔轴管装置包括注浆孔轴管，该注浆孔轴管的外圆柱面上设置有螺纹，该螺纹与盾构管片上预留注浆孔的螺纹相匹配，所述注浆孔轴管包括注浆孔轴管管片段和注浆孔轴管端头段，所述注浆孔轴管管片段设于管片的注浆孔内，所述注浆孔轴管端头段与注浆孔轴管管片段对接，且延伸至管片内；

所述注浆孔轴管内设有多条预留孔洞，各所述预留孔洞分布于所述注浆孔轴管管片段的外圆周上，且向所述注浆孔轴管端头段聚集并会于一条，从所述注浆孔轴管端头段内穿出；

所述内环保护装置包括钢制保护盖，该钢制保护盖中心设有螺纹孔，并通过该螺纹孔套设于所述注浆孔轴管端头段上，以保护所述注浆孔轴管；

所述外环测量装置包括光纤光栅，该光纤光栅穿过所述预留孔洞，在所述注浆孔轴管管片段靠近土体一侧构成阵列布局，实现对管片外土体压力的监测。

进一步地，所述注浆孔轴管装置包括把手，该把手通过焊接的方式设于所述注浆孔轴管端头段的端面上。

进一步地，所述注浆孔轴管整体为圆柱结构，设置在盾构管片内部，其外圆柱面上设有螺纹，该螺纹与盾构管片上预留的螺纹孔相匹配。

进一步地，所述外环测量装置包括橡胶头，该橡胶头设于所述注浆孔轴管管片段的右端面上，整体为圆台状结构，该圆台状结构的外径与所述注浆孔轴管管片段的外径相同。

进一步地，所述外环测量装置包括光纤光栅保护套，该光纤光栅保护套设于所述橡胶头的右端面上，与所述光纤光栅的右端面向贴合。