CN108507694A - 一种监测隧道围岩内部温度的方法 - Google Patents

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陈寿根
李学友
李学文
王俊
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Abstract

一种监测隧道围岩内部温度的方法，包括以下步骤：A、在PPR管纵向钻两个以上的探头孔，再将信号线内端从PPR管的端口穿入并从探头孔穿出；随后将温度传感器探头与信号线的内端连接；最后，将温度传感器探头插在探头孔上；B、对隧道围岩进行钻孔得到监测孔，再将A步的带温度传感器探头的PPR管插入到监测孔，并将信号线的外端伸出监测孔；C、将复合硅酸盐保温砂浆压入并充满PPR管的内腔及PPR管壁与监测孔的空隙；D、砂浆完全稳定后，将信号线的外端与温度传感器相连；E、由温度传感器采集各个温度传感器探头测出的隧道围岩相应深度的温度，实现对隧道围岩内部温度的监测。其监测结果更准确、可靠，且操作难度和检测成本低。

Description

一种监测隧道围岩内部温度的方法
技术领域
本发明涉及一种监测隧道围岩内部温度的方法。
背景技术
在地热环境下，隧道围岩地质条件复杂，温度在围岩内具有一定的分布变化。如何准确监测隧道围岩内部的温度和温度与围岩深度的关系，把握围岩体温度分布规律是隧道施工安全顺利进行的重要保障，是正确选取施工方法、制定隔热降温措施的基本前提，也是合理调配人员机械的重要依据。
为了探测不同深度围岩内部的温度及梯度，现有技术的做法是：在钢筋上按设定间隔绑扎多个温度传感探头，再将钢筋及其探头插入到围岩体内，后用普通砂浆封孔，待砂浆凝固稳定后，通过与温度传感探头连接的信号线将检测信号传送至温度传感器，由温度传感器读出不同测点探头处的温度，实现围岩内部温度及梯度的监测。其存在的问题是：1、绑扎的温度传感探头在插入到围岩体内及砂浆封孔的过程中，容易发生移位，导致测点定位不准，进而降低了温度及梯度监测的准确性。2、钢筋的热传导性高，测点间的热量传递较快，相邻测点间的温度干扰影响大，不能准确测出不同深度的温度数值，测量数据的准确性和可靠性有待提高。3、砂浆封孔前，信号线露在钢筋的表面，在操作过程中，容易擦伤甚至损坏，需要修复或重新制作，提高了检测成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种监测隧道围岩内部温度的方法，该方法监测出的隧道围岩内部温度更准确、可靠，且操作容易、检测成本低。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，A、在PPR管的周面上纵向钻两个以上的与温度传感器探头适配的探头孔，再将信号线的内端从PPR管的端口穿入并从探头孔穿出；随后将信号线的内端与温度传感器探头连接；最后，将温度传感器探头插在探头孔上；
B、使用动力钻孔机对测区的隧道围岩进行钻孔得到监测孔，监测孔的孔径大于等于PPR管的直径与温度传感器探头露出PPR管的长度之和；再将A步的带温度传感器探头的PPR管插入到监测孔，并将信号线的外端伸出监测孔；
C、使用压浆机将复合硅酸盐保温砂浆压入PPR管的内腔及PPR管壁与监测孔的空隙，使整个监测孔及PPR管的内腔充满砂浆；
D、砂浆完全稳定后，将信号线的外端与温度传感器相连；
E、由温度传感器采集各个温度传感器探头测出的隧道围岩相应深度的温度，实现对隧道围岩内部温度的监测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、探头固定在PPR管的探头孔上，探头间的距离准确、固定，各个测点的定位准确，提高了温度及梯度监测的准确性。
二、各测点间的套管壁、复合硅酸盐保温砂浆形成的保温介质均为耐热、隔热材料，其热传导性低，测点间的热量传递慢，相邻测点间的温度干扰影响小，从而能准确测出不同深度的温度数值，测量的准确性和可靠性明显提高。
三、在PPR管插入到监测孔的操作过程中，信号线位于PPR管内腔受到保护，不会被擦伤或损坏，减低了操作难度和检测成本。
进一步，本发明的温度传感器探头为Pt100热电阻，所述的温度传感器为Pt100热电阻温度传感器。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步地详细说明。
附图说明
图1是为本发明进行温度监测时的剖视结构示意图。
具体实施方式
实施例
图1示出，本发明的一种具体实施方式是，A、在PPR管1的周面上纵向钻两个以上的与温度传感器探头2a适配的探头孔，再将信号线2b的内端从PPR管1的端口穿入并从探头孔穿出；随后将信号线2b的内端与温度传感器探头2a连接；最后，将温度传感器探头2a插在探头孔上；
B、使用动力钻孔机对测区的隧道围岩3进行钻孔得到监测孔，监测孔的孔径大于等于PPR管1的直径与温度传感器探头2a露出PPR管1的长度之和；再将A步的带温度传感器探头2a的PPR管1插入到监测孔，并将信号线2b的外端伸出监测孔；
C、使用压浆机将复合硅酸盐保温砂浆4压入PPR管1的内腔及PPR管1壁与监测孔的空隙，使整个监测孔及PPR管1的内腔充满砂浆4；
D、砂浆4完全稳定后，将信号线2b的外端与温度传感器2相连；
E、由温度传感器2采集各个温度传感器探头2a测出的隧道围岩3相应深度的温度，实现对隧道围岩3内部温度的监测。
本例的温度传感器探头2a为Pt100热电阻，所述的温度传感器2为Pt100热电阻温度传感器。

Claims (2)

1.一种监测隧道围岩内部温度的方法，包括以下步骤：
A、在PPR管(1)的周面上纵向钻两个以上的与温度传感器探头(2a)适配的探头孔，再将信号线(2b)的内端从PPR管(1)的端口穿入并从探头孔穿出；随后将信号线(2b)的内端与温度传感器探头(2a)连接；最后，将温度传感器探头(2a)插在探头孔上；
B、使用动力钻孔机对测区的隧道围岩(3)进行钻孔得到监测孔，监测孔的孔径大于等于PPR管(1)的直径与温度传感器探头(2a)露出PPR管(1)的长度之和；再将A步的带温度传感器探头(2a)的PPR管(1)插入到监测孔，并将信号线(2b)的外端伸出监测孔；
C、使用压浆机将复合硅酸盐保温砂浆(4)压入PPR管(1)的内腔及PPR管(1)壁与监测孔的空隙，使整个监测孔及PPR管(1)的内腔充满砂浆(4)；
D、砂浆(4)完全稳定后，将信号线(2b)的外端与温度传感器(2)相连；
E、由温度传感器(2)采集各个温度传感器探头(2a)测出的隧道围岩(3)相应深度的温度，实现对隧道围岩(3)内部温度的监测。
2.如权利要求1所述的一种组合隔热材料和测温元件的隧道围岩温度监测方法，其特征在于，所述的温度传感器探头(2a)为Pt100热电阻，所述的温度传感器(2)为Pt100热电阻温度传感器。
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