一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置及使用方法与流程

本公开属于隧道二衬厚度监测领域，尤其涉及一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置及使用方法。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

我国处于基础建设的大发展时期，无论在工民建建设，还是桥梁、隧道、道路等建设过程中，都需要对已完成工程进行检测验收，以保证工程质量安全。伴随着我国高速铁路的蓬勃发展，隧道已逐渐成为建设重点。在隧道建设过程中，为保障隧道长久的安全性，二次衬砌施工质量的好与坏已成为一个决定性因素。在隧道施工过程中，隧道二次衬砌因为二衬台车偏离隧道中线或者其他施工因素，常常造成隧道二次衬砌厚度不足等问题，极大地威胁了隧道的安全。

发明人发现，现有的隧道二次衬砌厚度监测大多是人工采用雷达检测隧道二次衬砌厚度，该方法繁琐操作，降低了隧道施工的效率，另外现有的隧道二次衬砌厚度监测装置也存在监测精度差的问题，难以保证隧道的质量和安全性。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本公开的第一个方面提供一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置，其操作简单、可用于精确监测隧道二次衬砌厚度，有利于保证隧道长久安全性以及质量可靠性。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置，包括：

固定部和压力监测部，所述固定部用于固定在洞口内，所述洞口由初次衬砌表面向内开凿而成；

所述压力监测部包括气压管，所述气压管的一端与固定部密封连接，另一端与活动部密封连接，所述活动部还与悬浮标相连；所述气压管内设置有压力感应器，所述压力感应器与监测仪相连；所述压力感应器用于实时监测气压管内的压力，隧道二次衬砌的厚度与悬浮标接触且气压管内的压力发生变化时，隧道二次衬砌的厚度达到预设要求。

本公开的第二个方面提供一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置的使用方法。

一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置的使用方法，包括：

根据二次衬砌设计厚度，确定隧道预设位置的二次衬砌上表面点的位置高程，在隧道初次衬砌上进行标记；

在监测点位置处的初次衬砌表面凿一定深度的洞口，将所述压力感应装置插入洞口，利用锚固剂封住洞口并固定压力感应装置；

压力感应装置的监测仪伸出沿隧道开挖方向引出隧道二次衬砌区域；

在隧道二次衬砌在施工过程中，随着混凝土灌注，每间隔一定的时间测量压力感应装置的压力值，当压力值发生变化时，确定隧道二次衬砌厚度达到设计要求。

本公开的有益效果是：

(1)本公开的用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置包括固定在洞口内的固定部，其中洞口由初次衬砌表面向内开凿而成；再利用压力感应器实时监测气压管内的压力，隧道二次衬砌的厚度与悬浮标接触且气压管内的压力发生变化时，隧道二次衬砌的厚度达到预设要求，根据压力感应装置的压力值变化，确定隧道二次衬砌是否达到设计厚度要求，保证了二次衬砌的的安全性以及质量可靠性。

(2)本公开的用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置造价成本低，监测效果更好；避免了人工采用雷达检测隧道二次衬砌厚度的繁琐操作，提高了隧道施工的效率，加速隧道施工进度；能够极好地保证隧道质量以及安全的长久性，在一定程度上延长了隧道的使用寿命。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是本公开实施例的一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置结构示意图。

其中，1-倒锥结构；2-气压管；3-悬浮标；4-压力感应器；5-监测仪。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

本公开提供的一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置，包括固定部和压力监测部，所述固定部用于固定在洞口内，所述洞口由初次衬砌表面向内开凿而成；所述压力监测部用于实时感应压力值变化，确定隧道二次衬砌是否达到设计厚度要求，保证了二次衬砌的安全性以及质量可靠性。

需要说明的，在本实施例中固定部采用倒锥结构，除了倒锥结构之外，本固定部也可采用其他结构，领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。

本实施例采用倒锥结构的好处是，有利于整个压力感应装置的固定，保证了压力感应装置监测的精度，提高了隧道施工的效率。

下面以固定部采用倒锥结构为例来详细说明用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置的结构：

如图1所示，本实施例的用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置，包括：

倒锥结构1，倒锥结构1用于固定在洞口内，所述洞口由初次衬砌表面向内开凿而成；

压力监测部包括气压管2，所述气压管2的一端与倒锥结构1密封连接，另一端与活动部密封连接，所述活动部还与悬浮标3相连；所述气压管2内设置有压力感应器4，所述压力感应器4与监测仪5相连；所述压力感应器4用于实时监测气压管内的压力，隧道二次衬砌的厚度与悬浮标接触且气压管内的压力发生变化时，隧道二次衬砌的厚度达到预设要求。

作为一种具体实施方式，所述活动部包括第一密封件和推杆，所述第一密封件与气压管密封连接，推杆一端与第一密封件相连，另一端与悬浮标相连。

具体地，第一密封件可采用橡胶构成，用于密封气压管的一端。

可以理解的是，推杆一端与第一密封件的连接方式可采用多种形式来实现，比如可拆卸连接或固定连接的方式。

在本实施例中，活动部用于根据预设隧道二次衬砌的厚度，调整悬浮标的高度，以保证在隧道二次衬砌在施工过程中准确达到预设隧道二次衬砌的厚度要求。

作为一种具体实施方式，所述气压管内密封连接有第二密封件，所述压力感应器设置在第二密封件上，所述压力感应器设置在第二密封件与第一密封件之间。

具体地，压力感应器可采用压力传感器来实现，其具体型号可根据实际情况由本领域技术人员自行选择。

作为一种具体实施方式，所述悬浮标包括：底板和两侧挡板，底板用于承受混凝土浆液的上升压力，两侧挡板可防止浆液漫过底板，导致悬浮标无法上升。

作为一种具体实施方式，所述监测仪包括处理器，所述处理器与预警器相连，所述处理器用于实时接收气压管内的压力，并判断气压管内的压力是否发生变化，若是，则向预警器输出报警信息。

本实施例的用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置包括固定在洞口内的固定部，其中洞口由初次衬砌表面向内开凿而成；再利用压力感应器实时监测气压管内的压力，隧道二次衬砌的厚度与悬浮标接触且气压管内的压力发生变化时，隧道二次衬砌的厚度达到预设要求，根据压力感应装置的压力值变化，确定隧道二次衬砌是否达到设计厚度要求，保证了二次衬砌的安全性以及质量可靠性。

本实施例的一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置的使用方法，包括：

根据二次衬砌设计厚度，确定隧道预设位置(比如：隧道预设位置包括断面上拱顶、左右拱肩以及左右拱腰处)的二次衬砌上表面点的位置高程，在隧道初次衬砌上进行标记；

在监测点位置处的初次衬砌表面凿一定深度的洞口，将所述压力感应装置插入洞口，利用锚固剂封住洞口并固定压力感应装置；

压力感应装置的监测仪伸出沿隧道开挖方向引出隧道二次衬砌区域；

在隧道二次衬砌在施工过程中，随着混凝土灌注，每间隔一定的时间测量压力感应装置的压力值，当压力值发生变化时，确定隧道二次衬砌厚度达到设计要求。

在本实施例中，利用全站仪确定监测断面上拱顶、左右拱肩以及左右拱腰处二次衬砌上表面点的位置高程。

其中，全站仪，即全站型电子测距仪(electronictotalstation)，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。

需要说明的是，确定监测断面上拱顶、左右拱肩以及左右拱腰处二次衬砌上表面点的位置高程也可采用其他现有的监测产品来实现。

用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置的使用方法，还包括：保持监测频率，待混凝土完全凝固后，停止监测，开始下一板二次衬砌施工。

隧道二次衬砌在施作过程中，随着混凝土的灌注，已固定监测频率监测压力感应装置压力值，当混凝土高度达到设计高度时，与悬浮标接触，推动悬浮标向上浮动，使压力感应装置内部压力增大，压力感应装置压力值突变，即说明灌注混凝土厚度达到设计要求，待混凝土凝固后，即可停止监测。根据压力感应装置的压力值变化，可以确定隧道二次衬砌是否达到设计厚度要求，保证对到二次衬砌的安全性以及质量可靠性。

本实施例的一种用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置，解决了隧道二次衬砌厚度检测难度大、精度低的问题，提高了隧道二次衬砌厚度监测效率。基于压力感应装置监测隧道二衬厚度及使用方法，与前任研究相比，与工程实践更接近，所得出的二次衬砌厚度更满足设计要求，提升了隧道建设的工程质量。

本实施例的用于隧道二衬厚度监测的压力感应装置造价成本低，监测效果更好；避免了人工采用雷达检测隧道二次衬砌厚度的繁琐操作，提高了隧道施工的效率，加速隧道施工进度；能够极好地保证隧道质量以及安全的长久性，在一定程度上延长了隧道的使用寿命。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。