CN108574245A - 隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置与使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置与使用方法，装置包括圆柱形管身，管身的上端设置有管帽，管帽包括帽身，帽身中部与帽盖螺纹连接，管身下部连接有底盖，底盖外侧套设有胶套，底盖与胶套对应位置处开设有若干个过线孔；底盖的下侧面呈内凹的弧面，底盖的上侧面和下侧面分别涂设有防水涂层；使用方法包括根据衬砌结构内钢筋网的架设情况与测量数据线数量，确定所需走线防水装置的规格与数量。本发明能够解决现有技术中无法有效防止数据线渗水的问题，结构可靠，使用方便。

Description

隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置与使用方法

技术领域

本发明涉及隧道工程现场监测领域，具体涉及一种隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置与使用方法。

背景技术

隧道工程需要在岩土体中开挖洞室，然后在开挖的洞室内拼装预制的管片衬砌，如盾构隧道，或者安装模具现场浇筑初次衬砌，如山岭隧道。由于隧道穿越地层的地质条件和水文条件复杂多变，多数情况下地层作用在隧道衬砌上的荷载无法准确计算，且衬砌结构内力、地层与衬砌间相互作用复杂。某些隧道出于结构安全性、耐久性及隧道中可能发生的火灾、撞击意外等因素考虑，亦会施作二次衬砌，二次衬砌与初次衬砌间的相互作用复杂多变。

在隧道施工及运营期对隧道结构荷载及内力进行测试，有利于隧道结构设计、施工与运营安全。对此，行业多采用原位跟踪测试，将多种传感器安装在衬砌结构内部，进行长期跟踪测量。在积累大量实测数据后，通过分析其变化规律，找到结构变形及受力特点，反映到盾构隧道设计与施工中。

隧道结构现场原位试验需将测试元件埋于衬砌结构内部、衬砌与围岩接触面或多层衬砌接触面处，由于隧道内部环境复杂，无线传感器效果不佳，多采用有线传感器。有线传感器需将测量数据线从衬砌内引出，从而进行测量，对于初次衬砌结构，需要在初衬内弧面处引出测量数据线；对于需要施作二次衬砌的隧道，需将初衬引出的测量数据线与二衬中的测量数据线共同处理，在二衬内弧面引出。

测量数据线在衬砌内走线时，混凝土与数据线受力后可能存在变形不协调，导致数据线与混凝土之间的接触面形成渗水通道，测量数据线在浇筑衬砌结构时被水泥浆液包裹，不便于长期测量数据；目前该问题还未能很好地解决。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中无法有效防止数据线渗水的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置与方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置，其包括圆柱形管身，管身的上端设置有管帽，管帽包括帽身，帽身中部与帽盖螺纹连接，管身下部连接有底盖，底盖外侧套设有胶套，底盖与胶套对应位置处开设有若干个过线孔；底盖的下侧面呈内凹的弧面，底盖的上侧面和下侧面分别涂设有防水涂层。

上述技术方案中，优选的，管身的外侧面为磨砂面。

上述技术方案中，优选的，管身与管帽、底盖连接出设置有外螺纹。

上述技术方案中，优选的，外螺纹及帽身与帽盖的连接处均缠绕设置有胶带。

上述技术方案中，优选的，防水涂层的材质为环氧树脂。

上述技术方案中，优选的，管帽、管身与底盖均为PVC材料，胶套为橡胶材料。

上述技术方案中，优选的，抱紧前臂设置有弧形凹槽。

本发明还提供了一种上述隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将装置放入设定位置；

S2、逐条将数据线从过线孔塞入装置内部，打开管帽，从顶端整理数据线；

S3、将装置从钢筋网上取出，底盖朝上放置，取下胶套，于底盖下侧面浇筑防水涂层，待其凝固后，套回胶套；

S4、倒转装置，将装置内部的数据线拉直，从顶部向底盖上侧面浇筑防水涂层，待其凝固后整理数据线，拧紧管帽；

S5、将装置放回设定位置，在管身上套接钢丝，将钢丝一端与钢筋网固定连接；

S6、衬砌浇筑完毕后，击碎管帽处混凝土层，拧开帽身，取出数据线，进行测量。

进一步地，在步骤S1前还需根据衬砌结构内钢筋网的架设情况与测量数据线数量，确定所需走线防水装置的规格与数量的具体方法，具体包括如下步骤：

S1、根据钢筋网间距的间距选择走线防水装置的直径，使胶套外径小于钢筋网矩形框短边边长；

S2、根据衬砌结构的厚度选择走线防水装置的长度，使装置总高度小于衬砌结构厚度；

S3、根据数据线的数量和规格选择过线孔的数量和规格，使过线孔数量与数据线的数量相等，过线孔的形状规格与相应通过的数据线横截面规格相同。

进一步地，将装置放入设定位置时，装置管帽朝向衬砌内弧面一侧，装置整体贯穿设置于衬砌结构内。

本发明提供的上述隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置的主要有益效果在于：

本发明提供的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置通过将装置设置为圆柱形结构，并在两端设置防水涂层，利用装置的管身与隧道衬砌结构相接触，防止测量用的数据线由于被水泥浆液包裹浸水，而出现容易失效，寿命变短的问题；通过在管帽部设置帽身与帽盖配合的结构，便于安装后取放内部测量数据线；通过将各部件的连接方式设置为螺纹连接，防止帽身与帽盖在安装和隧道施工时出现意外脱落的情况。

通过设置底盖并在底盖外侧设置胶套，既能起到对数据线的密封保护效果，又能保护装置，增强起耐磨耐冲撞的性能，提高其使用可靠性；通过在底盖和与胶套对应位置处开设过线孔，利用过线孔对数据线定位，既能起到密封效果，又方便对数据线的选择和整理，避免数据线较多时，出现的杂乱无章难以分辨的情况。

通过在底盖的下侧面设置弧面并填充防水涂层，最大限度保证长期性的防水效果；通过在管身的外侧面为磨砂面，保证装置与衬砌结构的连接稳固性。

本发明提供的上述隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置的使用方法的主要有益效果在于：

根据需要设置走线防水装置的规格与数量，可按照衬砌钢筋网的铺设密度与间距，制作相应规格的测量数据线防水装置，可根据测量数据线总数灵活调整制作装置的数量与每个装置的开孔数量，最大限度地提高使用效率。

通过在底盖开孔处使用环氧树脂进行两侧防水处理，并用管帽密封顶部，在各联接处缠绕生胶带，使得装置整体防水性较强，有效满足使用需求。

附图说明

图1为隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置的结构示意图。

图2为走线防水装置的半剖视图。

图3为管身的结构示意图。

图4为走线防水装置与衬砌结构的位置关系示意图。

图5为走线防水装置与衬砌结构连接的剖视图。

图6为走线防水装置与钢筋网的位置关系示意图。

其中，1、管帽，11、帽盖，12、帽身，2、管身，21、外螺纹，3、底盖，31、过线孔，32、防水涂层，4、胶套，5、衬砌结构，51、钢筋网，52、钢丝，6、数据线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，其为隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置的结构示意图。

本发明的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置包括圆柱形管身2，管身2的外侧面为磨砂面，以保证装置与衬砌结构的连接稳固性。

管身2的上端设置有管帽1，管帽1包括帽身12，帽身12中部与帽盖11螺纹连接，管身2下部连接有底盖3，底盖3外侧套设有胶套4，底盖3与胶套4对应位置处开设有若干个过线孔31；管身2与管帽1、底盖3连接处设置有外螺纹21；外螺纹21及帽身12与帽盖11的连接处均缠绕设置有胶带，从而保证装置的整体防水性。

底盖3的下侧面呈内凹的弧面，底盖3的上侧面和下侧面分别涂设有防水涂层32，防水涂层32的材质为环氧树脂。通过在底盖3的下侧面设置弧面并填充防水涂层32，最大限度保证装置长期性的防水效果。

其中，管帽1、管身2与底盖3均为PVC材料，胶套4为橡胶材料。

下面是上述隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置的使用方法，其包括如下步骤：

S1、将装置放入设定位置。

进一步地，首先需要根据衬砌结构内钢筋网51的架设情况与测量数据线数量，确定所需走线防水装置的规格与数量。确定所需走线防水装置的规格与数量的具体方法，包括如下步骤：

S1-1、根据钢筋网51间距的间距选择走线防水装置的直径，使胶套4外径小于钢筋网51矩形框短边边长。

S1-2、根据衬砌结构5的厚度选择走线防水装置的长度，使装置总高度小于衬砌结构5厚度。

S1-3、根据数据线6的数量和规格选择过线孔31的数量和规格，使过线孔31数量与数据线6的数量相等，过线孔31的形状规格与相应通过的数据线6横截面规格相同。

每个装置放入的测量数据线的总体积需小于装置内部体积，若断面传感数量较多，可制作多个走线防水装置。

进一步地，将装置放入设定位置时，装置管帽1朝向衬砌内弧面一侧，装置整体贯穿设置于衬砌结构5内。

S2、逐条将数据线6从过线孔31塞入装置内部，打开管帽1，从顶端整理数据线6。

S3、将装置从钢筋网51上取出，底盖3朝上放置，取下胶套4，于底盖3下侧面浇筑防水涂层32，待其凝固后，套回胶套4。

S4、倒转装置，将装置内部的数据线6拉直，从顶部向底盖3上侧面浇筑防水涂层32，待其凝固后整理数据线6，拧紧管帽1。

S5、将装置放回设定位置，在管身上套接钢丝52，将钢丝52一端与钢筋网51固定连接。

将装置按原位置放回钢筋网51中，装置外部使用钢丝52固定，令其在有外力作用的情况下亦无法产生较大位移，首先将钢丝52于衬砌内弧面环向钢筋与内弧面横向钢筋搭接的位置缠绕两圈，形成钢丝固定点，然后将钢丝52沿内弧面钢筋所在平面绕装置外部缠绕一周，将钢丝52固定于另一钢丝固定，完成对装置顶部的约束，底部位置使用相同的办法约束。

S6、衬砌浇筑完毕后，击碎管帽1处混凝土层，拧下帽身12，取出数据线6，进行测量。

上面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (9)

1.一种隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置，其特征在于，包括圆柱形管身(2)，管身(2)的上端设置有管帽(1)，管帽(1)包括帽身(12)，帽身(12)中部与帽盖(11)螺纹连接，管身(2)下部连接有底盖(3)，底盖(3)外侧套设有胶套(4)，所述底盖(3)与胶套(4)对应位置处开设有若干个过线孔(31)；

所述底盖(3)的下侧面呈内凹的弧面，底盖(3)的上侧面和下侧面分别涂设有防水涂层(32)。

2.根据权利要求1所述的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置，其特征在于，所述管身(2)的外侧面为磨砂面。

3.根据权利要求1所述的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置，其特征在于，所述管身(2)与管帽(1)、底盖(3)连接处设置有外螺纹(21)。

4.根据权利要求3所述的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置，其特征在于，所述外螺纹(21)及帽身(12)与帽盖(11)的连接处均缠绕设置有胶带。

5.根据权利要求1所述的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置，其特征在于，所述防水涂层(32)的材质为环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置，其特征在于，所述管帽(1)、管身(2)与底盖(3)的材质均为PVC，胶套(4)的材质为橡胶。

7.一种权利要求1至6任一所述隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将走线防水装置放入设定位置；

S2、逐条将数据线(6)从过线孔(31)塞入装置内部，打开管帽(1)，从顶端整理数据线(6)；

S3、将装置从钢筋网(51)上取出，底盖(3)朝上放置，取下胶套(4)，于底盖(3)下侧面浇筑防水涂层(32)，待其凝固后，套回胶套(4)；

S4、倒转装置，将装置内部的数据线(6)拉直，从顶部向底盖(3)上侧面浇筑防水涂层(32)，待其凝固后整理数据线(6)，拧紧管帽(1)；

S5、将装置放回设定位置，在管身上套接钢丝(52)，将钢丝(52)一端与钢筋网(51)固定连接；

S6、衬砌浇筑完毕后，击碎管帽(1)处混凝土层，拧下帽身(12)，取出数据线(6)，进行测量。

8.根据权利要求7所述的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置的使用方法，其特征在于，在步骤S1前还需根据衬砌结构内钢筋网(51)的架设情况与测量数据线(6)数量，确定所需走线防水装置的规格与数量，具体包括如下步骤：

S1、根据钢筋网(51)间距的间距选择走线防水装置的直径，使胶套(4)外径小于钢筋网(51)矩形框短边边长；

S2、根据衬砌结构(5)的厚度选择走线防水装置的长度，使装置总高度小于衬砌结构(5)厚度；

S3、根据数据线(6)的数量和规格选择过线孔(31)的数量和规格，使过线孔(31)数量与数据线(6)的数量相等，过线孔(31)的形状规格与相应通过的数据线(6)横截面规格相同。

9.根据权利要求7所述的隧道衬砌结构内力测量数据线的走线防水装置的使用方法，其特征在于，所述将装置放入设定位置时，装置管帽(1)朝向衬砌内弧面一侧，装置整体贯穿设置于衬砌结构(5)内。