CN109185562B - 一种测斜管端头密封保护装置及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测斜管端头密封保护装置及保护方法，装置包括设置在测斜管端头处的测斜管接头、设置在测斜管接头顶部的管口密封盖以及保护套管，该保护套管位于测斜管接头及管口密封盖的外部；保护方法包括以下步骤：1)将测斜传感器的传输导线穿过管口密封盖侧壁的预留孔后向下引出，并将保护套管套设在测斜管接头、管口密封盖及传输导线的外部；2)在测斜管与数据采集站之间开挖一条沟槽，并将传输导线埋入沟槽内；3)对沟槽进行回填。与现有技术相比，本发明测斜管端头密封保护装置及保护方法简便易实现，实用性强，十分适合现场实际操作使用，能够对长期实时水平测斜的测斜管端头及传输导线进行保护。

Description

一种测斜管端头密封保护装置及保护方法

技术领域

本发明属于土木工程监测技术领域，涉及一种测斜管端头密封保护装置及保护方法。

背景技术

水平测斜已广泛应用于土木工程领域，如基坑、地基基础、坝体等。传统水平测斜在测量水平位移时，通过人工将测斜仪放入预先埋设的测斜管中，数据采集完毕后将测斜仪提出，并封盖测斜管管口，以防异物进入侧斜管造成堵塞、影响后续测试。传统人工测斜方法存在数据采集密度低、效率低、成本高等不足，已难以适应重要监测对象的高频次监测需要。近年来，自动、实时的水平测斜方法的应用日趋广泛。

自动、实时的水平测斜方法区别于人工测斜的一大特点是，测斜仪始终位于测斜管内，测斜仪的数据线需要从测斜管管口引出并汇集至数据采集器，因此测斜管端头密封必须考虑导线的设置及保护。而传统人工测斜则需反复将测斜仪及导线下放至测斜管中，测量完毕取出测斜仪及导线再进行管口密封，管口密封盖仅在测量间隙起保护作用，不需考虑导线，因此并不适用。并且针对复杂工程条件下的长期监测，测斜管端头加固和数据传输导线的保护设计亦尤为重要。例如，在分析新建铁路线地基加固及路基堆填施工对临近既有高速铁路线路水平向变形的影响时，自动水平测斜方法的数据采集频率虽然可满足监测要求，但由于测斜管布置在新建线和既有线之间，该区域在新建线施工期间难免会通行大型施工机械，从而可能破坏测斜管端头和测斜传感器的传输导线。

由于测斜监测面临的工程条件复杂多变，因此测斜管端头和数据传输导线的保护设计尤为重要。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术无法适应日益复杂的工程需要而提供一种测斜管端头密封保护装置及保护方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种测斜管端头密封保护装置，所述的测斜管端头设置在测斜管的顶端，所述的装置包括设置在测斜管端头处的测斜管接头、设置在测斜管接头顶部的管口密封盖以及保护套管，该保护套管位于测斜管接头及管口密封盖的外部。

作为优选的技术方案，所述的保护套管的材质为钢。

进一步地，所述的测斜管接头的底部套设在测斜管的外部。

作为优选的技术方案，所述的测斜管接头上设有多个螺孔，通过螺母将测斜管接头固定在测斜管上。

进一步地，所述的测斜管接头的顶部沿周向均匀开设有多个槽口。

作为优选的技术方案，所述的测斜管接头的顶部沿周向均匀开设有四个槽口，槽口沿测斜管接头的轴向开设，且槽口的轴向深度为5cm，用于放置并固定测斜设备的连杆端部的十字架结构。

进一步地，所述的管口密封盖的底部套设在测斜管接头的外部。管口密封盖对测斜管管口形成密封，防止异物进入测斜管内对测斜功能产生影响。

作为优选的技术方案，所述的管口密封盖上设有多个螺孔，通过螺母将管口密封盖固定在测斜管接头上。

进一步地，所述的管口密封盖的侧壁开设有传输导线预留孔。传输导线预留孔用于将测斜传感器的传输导线(导线束置于软管中保护)引出，孔径应略小于软管直径以实现封口，有效防止异物进入测斜管内。传输导线预留孔应朝向测斜管的主要变形方向，以适应数据传输导线的走向。

进一步地，所述的保护套管的顶端封闭，底部插设在地基土中。保护套管的周围浇筑一圈混凝土，防止施工机械侵入对测斜管造成破坏，保护测斜管端头密封保护装置，也能防止测斜管遭到人为破坏，保证测斜设备在施工过程的正常使用。此外，保护套管可根据需要预留地面以上部分的长度用于书写警示语等，以提示临近工程活动注意避让。

一种基于所述装置的测斜管端头密封保护方法，该方法包括以下步骤：

1)将测斜传感器的传输导线穿过传输导线预留孔后向下引出，并将保护套管套设在测斜管接头、管口密封盖及传输导线的外部；

2)在测斜管与数据采集站之间开挖一条沟槽，并将传输导线埋入沟槽内；

3)对沟槽进行回填。

进一步地，步骤1)中，所述的传输导线的外部套设有软管。将测斜设备的连杆末端卡接在测斜管接头的槽口内。根据现场实际需求，选择合适直径和长度的带钢丝软管，将传输导线穿入软管中，并将穿入传输导线的软管通过传输导线预留孔穿出。传输导线沿着测斜管向下埋入土中，外部用保护套管套住保护，埋入土体的传输导线需预留一部分伸缩量，防止传输导线在外力作用下变形后绷紧，进而使侧斜管受拉变形，甚至造成侧斜管、传输导线等的破坏。

进一步地，步骤2)中，所述的沟槽的深度为80-100cm，并且所述的传输导线的埋置深度比保护套管的底端深20-30cm。传输导线埋置深度应比保护套管深20-30cm，防止保护套管受压下沉引起传输导线产生剪切破坏。

进一步地，步骤3)中，所述的沟槽在回填时，沟槽两侧采用碎石回填，传输导线上方及周边采用素填土回填。当施工设备通过时，荷载主要由两侧碎石承载，有效减小传输导线遭到破坏的概率。当周边存在重型施工设备时，应避免接近埋置传输导线的沟槽或采取必要的保护措施。

本发明中，测斜管接头延接于测斜管端头上方，通过竖向开设的槽口固定测斜仪导杆顶端；之后加盖管口密封盖，在防止异物进入测斜管的同时，可适应数据传输导线的引出；数据传输导线需从测斜管端头处向下引至埋设深度，为保护该段传输导线及对应测斜管顶部自由端，在此段部分外加套保护套管，保护套管可高出地面以警示测斜管位置，其顶部可通过固定门或活动门封口。测斜管接头、管口密封盖和保护套管三者共同作用，可实现对测斜管管口及传输导线的密封和强化保护。

配合上述装置，本发明还设计了一种测斜管端头及传输导线密封保护方法，对测斜管端头、传输导线从测斜管管口到数据采集站之间的区段进行了保护设计，减小测斜期间临近施工行为对测斜装置的影响。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)本发明结合新建铁路线地基加固及路基堆填施工引起的临近既有高速铁路线路水平向变形实时自动监测实践，首先设计了一种测斜管端头密封保护装置，以在密封测斜管管口的同时适应数据传输导线的引出；同时对测斜管端头、传输导线从测斜管管口到数据采集站之间的区段进行了保护设计，以减小测斜期间临近施工行为对测斜装置的影响，能够对长期实时水平测斜的测斜管端头及传输导线进行保护，有效减少了周边工程活动对传感器及导线耐久性和稳定性的影响；

2)保护装置及保护方法简便易实现，实用性强，十分适合现场实际操作使用。

附图说明

图1为实施例1中测斜管端头密封保护装置在使用状态下的纵向剖视结构示意图；

图2为实施例1中测斜管端头密封保护装置在使用状态下的主视结构示意图；

图3为实施例1中测斜管端头密封保护装置在使用状态下的俯视结构示意图；

图4为实施例1中测斜管的主视结构示意图；

图5为实施例1中测斜管的俯视结构示意图；

图6为实施例1中测斜管接头的主视结构示意图；

图7为实施例1中测斜管接头的俯视结构示意图；

图8为实施例1中管口密封盖的主视结构示意图；

图9为实施例1中管口密封盖的俯视结构示意图；

图10为实施例1中沟槽回填的横断面结构示意图；

图11为实施例1中沟槽回填的横断面预埋管线放大示意图；

图12为实施例1中沟槽回填的平面预埋管线布置图；

图中标记说明：

1—测斜管、2—测斜管接头、3—管口密封盖、4—保护套管、5—槽口、6—传输导线预留孔、7—地基土、8—传输导线、9—软管、10—碎石、11—素填土、12—混凝土、13—测斜管端头密封保护装置布置点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

如图1、图2、图3所示的一种用于实时水平测斜的测斜管端头密封保护装置，包括测斜管接头2、管口密封盖3和保护套管4，测斜管接头2位于测斜管1的端头上方，管口密封盖3位于测斜管接头2上方，保护套管4位于管口密封盖3上方及外部，三者共同作用实现对测斜管1管口的密封保护。

测斜管1的结构如图4、图5所示，通过测斜管1上部预留的4个螺孔，利用螺母将测斜管1与测斜管接头2连接在一起，测斜管1下部埋入预先施工的测斜孔中。

测斜管接头2的结构如图6、图7所示，测斜管接头2利用测斜管1上部预留的4个螺孔，通过螺母将测斜管接头2固定在测斜管1上；测斜管接头2上部等间距开四个5cm深的槽口5，用于放置测斜设备的连杆端部；

管口密封盖3的结构如图8、图9所示，管口密封盖3利用测斜管接头2上预留的4个螺孔，通过螺母将管口密封盖3固定在测斜管接头2上；将测斜仪器的传输导线8通过管口密封盖3上的传输导线预留孔6引出；传输导线8穿入软管9中，需预留一部分伸缩量。

保护套管4顶部密封，底部插入地基土7中，周围浇筑一圈混凝土12。

如图10、图11所示，沟槽回填时，传输导线8及软管9埋入沟槽内，传输导线8上方采用素填土11回填，两侧由碎石10回填，防止传输导线8遭到破坏。

如图12所示，在分析新建乐清湾铁路地基加固及路基堆填施工对临近既有甬台温铁路线路水平向变形的影响时，采用实时水平测斜方法采集数据，对测斜管端头及传输导线8的保护方法包括以下步骤：

1)将测斜管接头2固定在用于放置测斜设备的连杆端部，测斜设备连杆卡接在在测斜管接头2的槽口5内；

2)管口密封盖3套装在测斜管接头2上方，将测斜仪器的传输导线8从管口密封盖3侧壁的传输导线预留孔6处引出；

3)将传输导线8穿入合适直径和长度的带钢丝软管9；

4)将传输导线8沿着测斜管1向下埋入土中并预留一部分伸缩量，外部用保护套管4套住保护，传输导线8埋置深度应比保护套管4深20-30cm，并在其周围浇筑一圈混凝土12；

5)从测斜管1到采集站之间开挖一条沟槽，将传输导线8埋入沟槽内，两侧采用碎石10回填，传输导线8上方采用素填土11回填。

6)重复步骤1)至步骤5)，直至完成所有测斜管端头密封保护装置布置点13处的测斜管端头及传输导线8的保护。

其中，传输导线8及软管9在埋入沟槽并回填时，如现场无施工机械作业，也可均全部采用素填土11回填。

实施例2：

测斜管端头设置在测斜管1的顶端，一种测斜管端头密封保护装置包括设置在测斜管端头处的测斜管接头2、设置在测斜管接头2顶部的管口密封盖3以及保护套管4，该保护套管4位于测斜管接头2及管口密封盖3的外部。保护套管4的材质为钢。

其中，测斜管接头2的底部套设在测斜管1的外部。测斜管接头2上设有多个螺孔，通过螺丝将测斜管接头2固定在测斜管1上。测斜管接头2的顶部沿周向均匀开设有多个槽口5。

管口密封盖3的底部套设在测斜管接头2的外部。管口密封盖3上设有多个螺孔，通过螺丝将管口密封盖3固定在测斜管接头2上。管口密封盖3的侧壁开设有传输导线预留孔6。

保护套管4的顶端封闭，底部插设在地基土7中。

一种基于上述装置的测斜管端头密封保护方法，包括以下步骤：

1)将测斜传感器的传输导线8外部套设软管9，并穿过传输导线预留孔6后向下引出，并将保护套管4套设在测斜管接头2、管口密封盖3及传输导线8的外部；

2)在测斜管1与数据采集站之间开挖一条深度为80-100cm的沟槽，使传输导线8的埋置深度比保护套管4的底端深20-30cm，并将传输导线8埋入沟槽内；

3)对沟槽进行回填，沟槽两侧采用碎石10回填，传输导线8上方及周边采用素填土11回填。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测斜管端头密封保护装置，所述的测斜管端头设置在测斜管(1)的顶端，其特征在于，所述的装置包括设置在测斜管端头处的测斜管接头(2)、设置在测斜管接头(2)顶部的管口密封盖(3)以及保护套管(4)，该保护套管(4)位于测斜管接头(2)及管口密封盖(3)的外部；

所述的测斜管接头(2)的顶部沿周向均匀开设有多个槽口(5)；

所述的管口密封盖(3)的侧壁开设有传输导线预留孔(6)。

2.根据权利要求1所述的一种测斜管端头密封保护装置，其特征在于，所述的测斜管接头(2)的底部套设在测斜管(1)的外部。

3.根据权利要求1所述的一种测斜管端头密封保护装置，其特征在于，所述的管口密封盖(3)的底部套设在测斜管接头(2)的外部。

4.根据权利要求1所述的一种测斜管端头密封保护装置，其特征在于，所述的保护套管(4)的顶端封闭，底部插设在地基土(7)中。

5.一种基于如权利要求1至4任一项所述装置的测斜管端头密封保护方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将测斜传感器的传输导线(8)穿过传输导线预留孔(6)后向下引出，并将保护套管(4)套设在测斜管接头(2)、管口密封盖(3)及传输导线(8)的外部；

2)在测斜管(1)与数据采集站之间开挖一条沟槽，并将传输导线(8)埋入沟槽内；

3)对沟槽进行回填。

6.根据权利要求5所述的一种基于所述装置的测斜管端头密封保护方法，其特征在于，步骤1)中，所述的传输导线(8)的外部套设有软管(9)。

7.根据权利要求5所述的一种基于所述装置的测斜管端头密封保护方法，其特征在于，步骤2)中，所述的沟槽的深度为80-100cm，并且所述的传输导线(8)的埋置深度比保护套管(4)的底端深20-30cm。

8.根据权利要求5所述的一种基于所述装置的测斜管端头密封保护方法，其特征在于，步骤3)中，所述的沟槽在回填时，沟槽两侧采用碎石(10)回填，传输导线(8)上方及周边采用素填土(11)回填。