一种围岩压力盒固定装置的制作方法

本实用新型涉及一种固定装置，具体涉及一种隧道围岩压力盒固定装置。

背景技术：

由于地下工程围岩各向异性，地质情况复杂多变，单一依靠室内相似模拟实验或理论分析已不能契合工程实际，用以指导设计施工多偏于保守，造成浪费，作为新奥法施工核心思想之一的信息化监测反馈则能良好弥补这一缺憾。隧道(巷道)等地下工程中遭遇恶劣地质情况多采用复合衬砌结构型式，初期支护多为型钢支架，隧道(巷道)掘进过程中围岩-初期支护间压力是判断围岩自承性能及后续工序施作时机的重要依据。

在隧道(井巷)等地下工程建设中，遭遇复杂地质条件时，需在围岩与初期支护之间埋设压力盒并紧贴岩面以准确的实时监测围岩应力的释放状态，用以反馈施工，更好指导后续工序的进行。为了实时掌控围岩压力释放状态，需在围岩与初期支护之间埋设压力盒并紧贴岩面，压力盒为圆饼状精密仪器设备，不易固定，加之在隧道(巷道)掘进过程中围岩难免出现超挖现象，压力盒难以通过已有的隧道结构进行固定，现有隧道(井巷)等地下工程施工时对于围岩-初支间压力测试的压力盒埋设并没有专门的设备、成套的经验。目前常采用的固定形式有：直接焊接在初期支护的型钢支架上、现场制作木楔子将压力盒垫高直至贴近围岩进行固定、现场焊接钢筋钢板支架固定等。在施工条件极为恶劣的地下工程中，这些安装方式不仅费时费力费料难以操作，而且压力盒很难做到紧贴岩面，其紧固效果也很不理想，极易导致监测数据不可信或埋设仪器无法读数等现象；且将压力盒直接焊接固定在初期支护的型钢支架上，这种固定形式使得压力盒受到焊接高温后其标定系数发生改变，进而导致监测结果出现较大误差，此种方式在应对局部超挖围岩时还会出现压力盒与岩面间隙过大而无法将其取出并重新调节接触间距的情况，这些缺陷会对工程建设造成无法挽回的损失。

目前，监测人员大多将压力盒直接焊接固定在初期支护的型钢支架上，这种固定形式使得压力盒受到焊接高温后其标定系数发生改变，进而导致监测结果出现较大误差，此种方式在应对局部超挖围岩时还会出现压力盒与岩面间隙过大而无法将其取出并重新调节接触间距的情况；现有的压力盒钢筋钢板支架固定方式也没有考虑压力盒侧向固定，压力盒安装后在受到喷射混凝土冲击作用，或者压力盒本身自重作用下隧道(巷道)拱肩及拱腰位置压力盒容易滑落。且现有的该种固定方式结构较复杂，支架制作取料及加工难度大，成本较高。因此，亟需一种既能托住压力盒使之与围岩密贴，又能将其与隧道结构连接在一起的固定装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简易、安装简单、成本低廉的压力盒固定装置，能良好保证压力盒紧贴岩面，压力盒固定高效快速，提高压力盒读数的准确性，以克服现有技术的不足。

根据本实用新型的实施方案，提供一种围岩压力盒固定装置：

一种围岩压力盒固定装置，围岩压力盒固定装置包括底座、支撑杆、套筒和支架。支撑杆固定在底座的底面。套筒固定在支架上。支撑杆套入套筒内。底座上表面的一端设有挡块。底座上表面的另一端设有螺母。螺母上设有与螺母配套的螺栓。

在本实用新型中，支撑杆上设有固定孔。套筒上设有固定螺栓。固定螺栓与固定孔配合使用。

作为优选，支撑杆上竖排设置1-10个固定孔，优选为2-8个固定孔，更优选为3-6个固定孔。

作为优选，套筒上竖排设置1-5个固定螺栓，优选为2-4个固定螺栓，例如2个固定螺栓、3个固定螺栓。

在本实用新型中，相邻固定孔间的距离为1-20cm，优选为2-10cm，更优选为3-8cm。

相邻固定螺栓间的距离为1-20cm，优选为2-10cm，更优选为3-8cm。

作为优选，底座上设有调节螺栓。调节螺栓穿过底座。

作为优选，底座上设有1-20个调节螺栓，优选为2-10个调节螺栓，更优选为3-6个调节螺栓。

在本实用新型中，底座的上表面设有1-8个挡块，优选为2-6个挡块，更优选为3-5个挡块。

作为优选，底座的上表面设有2个挡块。2个挡块间的夹角为30°-150°，优选为45°-135°，更优选为60°-120°，例如90°。

在本实用新型中，底座的上表面设有1-5个螺母，优选为2-4个螺母。每个螺母上设有一个与螺母配套的螺栓。

支架优选为工字钢(钢梁)。

作为优选，所述围岩压力盒固定装置还包括固定基础板。固定基础板(例如以主平面位于水平面的方式)设置在支架上。固定基础板与套筒连接(优选固定式连接。此外，固定基础板的主平面垂直于套筒的轴心线)。

在本实用新型中，套筒固定在支架上，可以通过螺丝、焊接或粘接等方式固定，优选采用焊接。

在本实用新型中，支撑杆套入套筒内，是指支撑杆穿过套筒，支撑杆的直径稍小于套筒的内径，通过套筒上的固定螺栓固定支撑杆。优选为支撑杆上设有固定孔，套筒上的固定螺栓作用在固定孔上，加强支撑杆的稳固性。固定螺栓与固定孔配合使用是指套筒上的固定螺栓可以通过拧动伸入固定孔中。支撑杆上竖排设置固定孔是指支撑杆上在垂直的方向上设置有固定孔，便于支撑杆上下调节移动，从而调节底座的高低。

在本实用新型中，底座上表面的一端设有挡块是指底座的上表面左端或右端设有挡块。底座上表面的另一端设有螺母是指底座上表面设有挡块的另一端。

在本实用新型中，螺母上设有与螺母配套的螺栓是指螺母上设有螺栓，并且螺栓与螺母是配套的，螺栓可以在螺母上拧动。螺母固定在底座上，通过焊接或粘接等方式固定，优选采用焊接。

在本实用新型中，底座上设有调节螺栓。调节螺栓穿过底座是指底座上设有调节螺栓孔，并且调节螺栓孔贯穿底座，调节螺栓设置在调节螺栓孔中，调节螺栓可以从底座的下表面通过拧动穿到底座的上表面，还可以继续向上伸出底座，从而调节螺栓作用在压力盒上，实现调节压力盒的功能。底座上可以设有多个调节螺栓，多个调节螺栓都是独自分开的调节，可以根据实际情况，调节各个调节螺栓，使得压力盒更加适应实际工程的需要。

在本实用新型中，底座的上表面可以设有1个或多个挡块，挡块的作用是固定压力盒，挡块的个数和分布不受限制，只要能够起到挡住压力盒即可。挡块与螺母协同作用起到固定压力盒的作用。

在本实用新型中，底座的上表面可以设有1个或多个螺母，螺母的作用的固定压力盒，螺母的个数和分布不受限制，只要能够起到挡住压力盒即可。螺母的设置是为了在安装压力盒时，通过拧松螺丝，使得螺母和挡块间的空隙大于压力盒的规格，方便压力盒的放入，避免损坏压力盒。待压力盒在底座上后，通过拧紧螺母上的螺丝，螺丝作用在压力盒上，使得压力盒刚好固定在挡块和螺栓的中间，起到稳固的作用，避免了焊接给压力盒带来的损坏和干扰。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下有益技术效果：

1、本实用新型可根据隧道(巷道)围岩超挖情况通过可升降支撑杆灵活调整压力盒安装位置；

2、本实用新型通过使用调节螺栓可进一步保证压力盒紧贴岩面，压力盒固定高效快速，压力盒读数更加准确，克服了现有技术的不足。

3、本实用新型的压力盒固定形式不需要直接对压力盒进行焊接，避免了压力盒受到焊接高温后其标定系数发生改变，进而导致监测结果出现较大误差；该固定形式能进行压力盒与岩面间多角度调节，使得压力盒与岩面紧贴密实，良好应付围岩超挖情况，保证监测数据准确性。

4、本实用新型通过设置挡块、螺母、螺栓，能压力盒侧向牢固固定，得压力盒能承受自重、混凝土喷射压力等多种侧向外力，灵活应对拱顶、拱肩、边墙测点仪器设备安装，提高设备成活率。

5、本实用新型的压力盒固定装置结构简单，制作取料简易，成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型俯视结构示意图；

图3是本实用新型套筒4与基础板6截面示意图；

附图标记：1：围岩压力盒固定装置；2：底座；201：挡块；202：螺母；203：螺栓；204：调节螺栓；3：支撑杆；301：固定孔；4：套筒；401：固定螺栓；5：支架；6：固定基础板；7：压力盒。

具体实施方式

根据本实用新型的实施方案，提供一种围岩压力盒固定装置：

一种围岩压力盒固定装置1，围岩压力盒固定装置1包括底座2、支撑杆3、套筒4和支架5。支撑杆3固定在底座2的底面。套筒4固定在支架5上。支撑杆3套入套筒4内。底座2上表面的一端设有挡块201。底座2上表面的另一端设有螺母202。螺母202上设有与螺母202配套的螺栓203。

在本实用新型中，支撑杆3上设有固定孔301。套筒4上设有固定螺栓401。固定螺栓401与固定孔301配合使用。

作为优选，支撑杆3上竖排设置1-10个固定孔301，优选为2-8个固定孔301，更优选为3-6个固定孔301。

作为优选，套筒4上竖排设置1-5个固定螺栓401，优选为2-4个固定螺栓401，例如2个固定螺栓401、3个固定螺栓401。

在本实用新型中，相邻固定孔301间的距离为1-20cm，优选为2-10cm，更优选为3-8cm。

相邻固定螺栓401间的距离为1-20cm，优选为2-10cm，更优选为3-8cm。

作为优选，底座2上设有调节螺栓204。调节螺栓204穿过底座2。

作为优选，底座2上设有1-20个调节螺栓204，优选为2-10个调节螺栓204，更优选为3-6个调节螺栓204。

在本实用新型中，底座2的上表面设有1-8个挡块201，优选为2-6个挡块201，更优选为3-5个挡块201。

作为优选，底座2的上表面设有2个挡块201。2个挡块201间的夹角为30°-150°，优选为45°-135°，更优选为60°-120°，例如90°。

在本实用新型中，底座2的上表面设有1-5个螺母202，优选为2-4个螺母202。每个螺母202上设有一个与螺母202配套的螺栓203。

支架5优选为工字钢(钢梁)。

作为优选，所述围岩压力盒固定装置1还包括固定基础板6。固定基础板6以主平面位于水平面的方式设置在支架5上。固定基础板6与套筒4连接(优选固定式连接)。

实施例1

一种围岩压力盒固定装置1，围岩压力盒固定装置1包括底座2、支撑杆3、套筒4和支架5。支撑杆3固定在底座2的底面。套筒4固定在支架5上。支撑杆3套入套筒4内。底座2上表面的一端设有挡块201。底座2上表面的另一端设有螺母202。螺母202上设有与螺母202配套的螺栓203。支撑杆3上设有4个固定孔301。套筒4上设有2个固定螺栓401。固定螺栓401与固定孔301配合使用。相邻固定孔301间的距离为10cm。相邻固定螺栓401间的距离为10cm。底座2上设有3个调节螺栓204。底座2的上表面设有2个挡块201。2个挡块201间的夹角为90°。底座2的上表面设有1个螺母202。螺母202上设有一个与螺母202配套的螺栓203。

实施例2

重复实施例1，只是围岩压力盒固定装置1还包括固定基础板6。固定基础板6设置在支架5上。套筒4与固定基础板6连接。

实施例3

重复实施例2，只是支撑杆3上设有8个固定孔301。套筒4上设有3个固定螺栓401。固定螺栓401与固定孔301配合使用。

实施例4

重复实施例2，只是相邻固定孔301间的距离为6cm。相邻固定螺栓401间的距离为12cm。

实施例5

重复实施例2，只是底座2上设有12个调节螺栓204。

实施例6

重复实施例2，只是底座2的上表面设有1个挡块201。

实施例7

重复实施例2，只是2个挡块201间的夹角为30°

实施例8

重复实施例2，只是底座2的上表面设有3个挡块201。3个挡块201成弧形设置，旁边2个挡块201与中间挡块201间的夹角均为120°。

实施例9

重复实施例2，只是底座2的上表面设有3个螺母202。每个螺母202上设有一个与螺母202配套的螺栓203。

应用实施例

某高速公路小净距隧道，双向四车道，破碎加强段初期支护型钢支架5为Ⅰ20b工字钢。根据工字钢尺寸、现场超挖情况以及压力盒7尺寸推算压力盒固定装置1的尺寸，并于钢筋棚加工，施工现场组装：

底座2采用8mm厚钢板制作，尺寸160mm×160mm。如图2所示在底座2板边一侧距板角约3cm处呈45°焊接两块挡块201，挡块201由长3.5cm，直径12mm圆钢制作；另一侧距离板边约2cm处焊接螺母202，并安装螺栓203，螺栓203长6cm；在底座2下方根据压力盒固定位置预留三个直径1cm螺栓孔，同时配套调节螺栓204，以微调压力盒紧贴岩面。

可升降的支撑杆3由长40cm，直径20mm钢筋构成，焊接在底座2中心。

套筒4由内径35mm，壁厚4.5mm钢管构成，长度8cm，在上下距离杆端2cm处预留两个直径1cm螺栓孔，同时配套固定螺栓401，用以固定支撑杆3。

固定基础板6采用8mm厚钢板制作，尺寸50mm×120mm，与套筒4焊接连接。

1)固定单元安设

隧道(巷道)掘进后，在初期支护型钢支架安设过程中将压力盒固定装置1的固定基础板6焊接在断面测点处型钢支架上翼沿，固定单元安设完毕；

2)可升降支撑杆调节

将支撑杆3沿固定套筒4上下活动，直至支撑杆3靠近围岩一侧端头距围岩面8cm左右，手动旋紧固定螺栓401。

3)压力盒安设

将压力盒7沿着底座2与围岩间间隙卡入挡块201间，并手动旋紧螺栓203，对压力盒7进行初步固定，手动放松固定螺栓401，上推支撑杆3，使压力盒7一面与岩面紧密接触，另一面与底座2顶紧，拧紧固定螺栓401。根据岩面凹凸情况，通过微调调节螺栓204，使压力盒进一步与围岩紧贴密实，调节密实后，拧紧螺栓203，至此压力盒7埋设完成。