[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有效

专利信息
申请号: 202010337137.1 申请日: 2020-04-26
公开(公告)号: CN111504374B 公开(公告)日: 2021-10-08
发明(设计)人: 安建永;周晓敏;李研科;张超;张瑞铎;和晓楠;雷海波;郭宏智;张琦;胡丹枫;杨晓东;袁亚光;李鹏飞 申请(专利权)人: 中国建筑第二工程局有限公司
主分类号: G01D21/02 分类号: G01D21/02;G08C17/02
代理公司: 北京中建联合知识产权代理事务所(普通合伙) 11004 代理人: 郑广建;宋元松
地址: 100070 北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 地铁 联络 通道 冻结 壁交圈 预警 装置 方法
【说明书】:

发明公开了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,预警装置其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,计算冻结壁的发展速度,判定冻结壁交圈时间。本发明提供的用于地铁联络通道冻结壁交圈的预警装置和预警方法,其结构合理,为冻结法施工中的含水层冻结壁交圈提供预警,有效提高冻结壁交圈判定的准确性,提高地铁联络通道施工的安全和可靠性。

技术领域

本发明属于隧道开掘技术领域,尤其涉及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。

背景技术

冻结壁交圈的判定是人工地层冻结工程施工过程的一个关键节点,能否准确判断冻结壁交圈是事关工程能否按计划进行的重要技术环节。地铁联络通道冻结法施工也不例外。尽管联络通道施工工程量不大,但受城市浅表地层复杂的水文条件和各种人工因素的影响较大,如受地下水流速度过大而冻结壁不能按期交圈。施工中时常缺乏完备可信的测温数据分析而导致交圈时间的误判,或过早开挖导致出水事故,或者人为延长冻结时间浪费资源;二者都会导致工期延长和施工成本加大。

目前联络通道冻结壁交圈判定主要通过测温孔温度数据、水文孔水压判断。水文孔在孔口安装了基表水压表观测水压变化。地铁联络通道处于含水层中,采用人工冻结帷幕施工的原理是:在联络通道开挖支护的周边土体中,事先间隔布置一圈冻结器,基于一个个冻结器吸收地层热量而在冻结器周边形成一个个冻结圆柱,随着冻结时间延长,冻结圆柱相互接近和搭接起来,最终形成一个封闭的冻结帷幕,由于含水层中的水结冰有9%的体积膨胀,若冻结壁开始封闭时,内外水文系统逐渐隔离,包围的地下水则无处可流,导致内部水压不断上升;若冻结壁没有完全交圈,则内部水压缺乏上涨的动力。

水文孔作为冻结壁交圈报警正是基于上述人工地层冻结原理。但工程实际中,常常出现各种复杂施工因素,如水文孔堵塞失效、或提前被冻结、或设置在粘土层中等等,导致水文孔报导失效。

因此,亟需设计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,解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的是至少一定程度上解决现有技术中存在的部分技术问题,提供的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,其结构合理,为冻结法施工中的含水层冻结壁交圈提供预警,有效提高了冻结壁交圈判定的准确性,提高地铁联络通道施工的安全和可靠性。

为解决上述技术问题,本发明提供的一种用于地铁联络通道冻结壁交圈的预警装置,其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,计算冻结壁的发展速度,判定冻结壁交圈时间。

作为优先实施例,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。

作为优先实施例,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。

作为优先实施例,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。

作为优先实施例,冻结壁交圈后内部水压发展公式:

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