[发明专利]一种用于地铁联络通道冻结壁交圈的预警装置和预警方法

权利要求书

1.一种用于地铁联络通道冻结壁交圈的预警装置，其特征在于，垂直于隧道管片并设置于含水土层的观测孔内，其包括透水管、温度传感器、水压测量计和监测终端；所述透水管的内部设置温度传感器，所述温度传感器沿透水管的长度方向间隔设置并形成防水测温线；所述水压测量计设置于透水管外端的四通阀，所述温度传感器和水压测量计与监测终端连接；所述监测终端根据获取的温度及水压数据，分析冻结壁的发展，判定冻结壁交圈时间；

有冻结壁交圈后的水压发展公式：

其中，是冻结壁交圈后的内部未冻区初始压力，是初始等效直径，是这部分体积的未冻土的初始体积含水量；为体积弹性压缩系数；v是冻土发展速度；t是冻结时间。

2.根据权利要求1所述的用于地铁联络通道冻结壁交圈的预警装置，其特征在于，所述四通阀还设置有数显水压变送器、数字温度采集器，所述数显水压变送器与水压测量计连接以将水压数据实时传输至监测终端，所述数字温度采集器与温度传感器连接以将温度数据实时传输至监测终端。

3.根据权利要求1所述的用于地铁联络通道冻结壁交圈的预警装置，其特征在于，所述透水管的外侧设置有过滤网，所述过滤网的层数为1-2层，过滤网为30目-100目。

4.根据权利要求1所述的用于地铁联络通道冻结壁交圈的预警装置，其特征在于，所述透水管的外端穿过隧道管片，所述透水管伸出隧道管片的部分无透水孔，所述透水管的伸出长度为300mm-500mm。

5.一种根据权利要求1至4任一项所述的用于地铁联络通道冻结壁交圈的预警装置的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，安装所述预警装置

将带测温和过滤管的观测管在联络通道中心附近插入含水地层中，将其在隧道管片内侧的露出端安装水压测量计、数显水压变送器和数字温度采集器，设置报警值；

S2，进行地层原始水压和地温观测；

S3，联络通道冻结开始，检测观测孔的纵向温度，并和理论解析解对比，判定冻结壁内的温度是否呈下降趋势，若不是下降，则需要排查冻结运行的异常，直到确定系统正常，温度下降趋势出现；

S4，与S3并行检测管测孔内的水压，当冻结壁内的温度呈下降到预设温度范围内时，若水压力急剧增加到达压力预警值时，则启动冻结壁交圈报警。