隧道围岩内部温度的测试装置的制作方法

本实用新型涉及铁路隧道领域，具体地，涉及一种隧道围岩内部温度的测试装置。

背景技术：

隧道冻害所带来的危害较为严重，其大大弱化了隧道的使用功能，严重威胁着行车安全，隧道冻害严重时，将导致隧道的报废，无法使用。

隧道冻害与所在地区气温(低于0℃或正负交替)有直接关系。寒区隧道冻害是围岩温度、地下水渗流及结构应力共同作用的结果。围岩内部温度测试是研究隧道冻害机理的基础，也是掌握围岩最大冻结深度及分布规律的最直观方法。

因此，一般在隧道施工期间会对隧道内的环境温度进行测试的较多，而对于已经运营使用的隧道开展的隧道内环境温度进行测试也是很有必要的，特别是对围岩内部温度的测试，然而现有技术中没有专门用于测试隧道围岩内部温度的测试装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种隧道围岩内部温度的测试装置，该隧道围岩内部温度的测试装置结构简单，操作简单，能够实现实时监测隧道围岩内部不同深度的温度。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种隧道围岩内部温度的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括测试杆和多个温度传感器，所述测试杆的侧表面设有纵向凹槽，沿所述测试杆的纵向，多个所述温度传感器相互间隔地固定设置在所述纵向凹槽内。

优选地，所述测试杆的端部形成为锥端。

优选地，所述温度传感器的外部涂敷有导热介质。

优选地，所述温度传感器包括导线，所述导线沿所述测试杆的纵向固定布线。

优选地，所述导线设置在保护套管中，所述保护套管固定在所述测试杆上。

通过上述技术方案，本实用新型的隧道围岩内部温度的测试装置包括测试杆和多个温度传感器，使得该隧道围岩内部温度的测试装置结构简单，测试方法操作简单。其中测试杆用于插入至隧道测量孔中，并通过多个温度传感器来测试不同深度、不同时间内隧道围岩的温度。通过在测试杆的侧表面开设纵向凹槽，使得多个温度传感器至少部分地容纳在纵向凹槽内。又将多个温度传感器相互间隔布置在纵向凹槽内，以达到本实用新型能够同时测试不同深度不同时间内隧道围岩的温度的目的。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的优选实施方式的隧道围岩内部温度的测试装置中测试杆的主视图；

图2是图1的剖视图；

图3是根据本实用新型的优选实施方式的隧道围岩内部温度的测试装置在测试过程中的横断面布置图；

图4是根据本实用新型的优选实施方式的隧道围岩内部温度的测试装置在测试过程中的侧面布置图。

附图标记说明

1 测试杆 2 温度传感器

11 纵向凹槽 12 锥端

21 导线 22 保护套管

23 温度传感器探头

10 测量孔 20 注浆管

30 止浆塞 201 出浆孔

400 围岩 500 初期支护

600 二次衬砌

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词；“内”是指部件具有容纳功能的一侧；“外”则与“内”相反。

参见图1至图4，其中显示了一种隧道围岩内部温度的测试装置，该测试装置包括测试杆1和多个温度传感器2，测试杆1的侧表面设有纵向凹槽11，沿测试杆1的纵向，多个温度传感器2相互间隔地固定设置在纵向凹槽11内。

本实用新型的隧道围岩内部温度的测试装置包括测试杆1和多个温度传感器2，使得该隧道围岩内部温度的测试装置结构简单，测试方法操作简单。其中测试杆1用于插入至隧道测量孔10中，并通过多个温度传感器2来测试不同深度、不同时间内隧道围岩的温度。通过在测试杆1的侧表面开设纵向凹槽11，使得多个温度传感器2至少部分地容纳在纵向凹槽11内。又将多个温度传感器2相互间隔布置在纵向凹槽11内，以达到本实用新型能够同时测试不同深度不同时间内隧道围岩的温度的目的。

其中，在一种实施方式中，以非限定的方式，各个温度传感器2按照不同的测点位置用扎丝或胶带或潜力胶固定在纵向凹槽11内。如图4所示，温度传感器2的测点位置分别布置在围岩400、初期支护500和二次衬砌600中，以非限定的方式，测点位置的间距为0.3-0.5m，测试范围以及测点位置的间距可以根据具体隧道所述的气象条件以及测试要求确定。

具体参见图1，其中显示了本实用新型的一种实施方式中测试杆1的示意图。其中，测试杆1的端部形成为锥端12。锥端12在此起导向作用，以方便测试杆1能够快速插入至测量孔10中。但本实用新型并不局限于此，只要测试杆1的端部的横截面积小于测试杆1的横截面积即可。在此实施方式中，以非限定的方式，测试杆1为木条，该木条的长度为2.1-2.6m、宽度为20mm、厚度为15mm；在木条的一个侧表面上加工出长度为2.0-2.5m、宽度为10mm、深度为5mm的纵向凹槽11；木条的前端端部加工成尖锥状。

特别地，温度传感器2的外部涂敷有导热介质。通过在温度传感器2的四周涂敷导热介质，使得充分润湿温度传感器2的接触表面，从而形成非常低的热阻表面，其散热效率较优越。该导热介质优选为流动性导热介质，例如高粘度导热油、导热膏等。

为了使得隧道围岩内部温度的测试装置更加简单且结构有条理，特别地，温度传感器2包括导线21，导线21沿测试杆1的纵向固定布线。将多余的导线21理顺并固定在测试杆1上，且最终引至端部。其中在本实用新型的一种实施方式中，导线21通过固定卡或胶带等进行固定。

为了进一步保护温度传感器2的导线21，在本实用新型的优选实施方式中，如图3所示，导线21设置在保护套管22中，保护套管22固定在测试杆1上。通过将导线21设置在保护套管22中，不会使导线21与浆液混合在一起，使得将保护套管22拆除后，导线21还可以重复使用。其中，以非限定的方式，保护套管22可选择为塑料套管。

需要特别说明的是，在向温度传感器2的外部涂敷导热介质或在固定导线21是，需要注意的是应避开温度传感器探头23而使其露出，以使得温度传感器探头23能够直接与围岩400或浆液直接接触。

此外，本实用新型还提供了一种隧道围岩内部温度的测试方法，所述测试方法包括：

第一步：在隧道的洞壁上钻测量孔10；在本实用新型的实施方式中，以非限定的方式，用钻机在隧道的洞壁上钻水平孔，即测量孔10。该测量孔10的孔径为50mm，孔深为2.5-3.0m。钻孔完成后需要清孔，将孔中的多余杂物清除，以形成测量孔10。

第二步：将所述的隧道围岩内部温度的测试装置插入测量孔10中；通过测试杆1的锥端12的导向，使得固定有多个温度传感器2的测试杆1插入至测量孔10中。

特别地，测试杆1上固定有注浆管20。在一种实施方式中，选用软质塑料管作为注浆管20，该注浆管20的管径为15-20mm，长度为6-8m，并通过绑扎的方式固定在测试杆1。

在将所述的隧道围岩内部温度的测试装置插入测量孔10中之后，特别优选地，可以将测量孔10通过具有排气孔和注浆孔的止浆塞30封盖，注浆孔与注浆管20的入口对接。

第三步：向测量孔10中注浆。具体地，将注浆管20与注浆泵连接，以将提前搅拌好的1:1水泥浆泵入测量孔10中。

为了使得测试结果更加准确，特别地，将注浆泵通过注浆孔与注浆管20连接，使得浆液通过所述注浆孔进入注浆管20中以注入测量孔10中，直到排气孔排出浆液，表明测量孔中以充满浆液，随后封堵排气孔，继续注浆。直到测量孔10中的压力为0.3-0.5MPa后停止注浆。带浆液凝固后即可进行测试。为了进一步加快注浆的速度和均匀度，特别地，注浆管20的管壁设有多个出浆孔201。以上述的注浆管20为例，多个出浆孔201分布在注浆管20前端1.5m的外周面上。

在本实用新型中采用综合测试仪人工采集数据或采用自动模块自动采集数据。对采集的数据进行综合分析处理，绘制围岩内部温度——深度曲线、围岩内部温度——时间曲线、围岩内部温度纵向分布曲线、围岩冻结深度——时间曲线等。通过上述绘制的曲线，可系统的掌握隧道围岩内部温度随围岩深度、时间及隧道纵向的分布和发展变化规律，以及围岩冻结深度随时间和隧道纵向的分布和发展变化规律，为进一步分析隧道冻害发生机理、冻害重点防治部位及防治措施提供强有力的技术支持。

在一个具体实施方式中，隧道长度为2950m，共设置有10个测量孔10，10个测量孔10分别位于距离隧道的进出口15m、50m、100m、300m、500m的位置。隧道围岩内部温度的测试装置中的温度传感器2采用JMT-36D型编码半导体温度传感器(PN)，数据采集系统采用JMZX-16A综合采集模块自动采集数据；选用加工成长2.6m、宽20mm、厚15mm的坚硬质密木条作为测试杆1，测试杆2上的纵向凹槽11的长2.5m、宽10mm、深5mm；测点位置间距为0.3～0.5m；注浆管20的长8m，管径15mm；浆液为1：1水泥浆。通过对本实用新型的隧道围岩内部温度的测试装置及测试方法的应用，实现了实时监测隧道围岩内部不同深度的温度，及时掌握了隧道围岩内部温度及围岩冻结深度的分布和变化规律，为进一步分析隧道冻害机理、冻害重点防治部位及防治措施提供了强有力的技术支持。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。