CN110206559B - 一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，包括装置盒(13)、薄膜贴片(1)；所述薄膜贴片(1)设于隧道纵缝内；所述装置盒(13)固定设于隧道纵缝附近，顶部一端固定设有滑槽(3)；所述滑槽(3)内设有连接钢丝(2)，连接钢丝(2)的顶端与薄膜贴片(1)连接；所述装置盒(13)内部设有电源一(71)、电源二(72)、警示灯(8)、工作灯(11)、电磁继电器(9)、导电丝(5)、滑动变阻器(6)；所述限制环(4)的顶端与连接钢丝(2)的底端连接，底端穿过限制环(4)与滑动变阻器(6)连接。本发明可改善现有盾构隧道纵缝相连管片间张开量的测量方法，使施工监测做到实时化、自动化，提升监测方法的精确性。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，特别涉及一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置。
背景技术
近年来，我国基础设施建设快速发展，对工程施工质量与施工效率的要求日益提高。在盾构隧道施工中，特别是错缝拼装的盾构管片，为了保证拼装质量，提高隧道防水能力，需要尽可能减少隧道内相邻管片的张开量。
目前，盾构法隧道施工与验收规范中规定地铁隧道的相邻管片的张开量为5mm，检验方法采用4点/环的尺量。该检测方法的测量精度与所用尺关系密切，测量时受测量者的人为因素影响也较大，同时该方法不能实现动态化的监测，仅能得到施工某一时刻时的结果，不能很好反应随时处在动态平衡中的隧道变形，另一方面，在测量不合规定值时还需进行人工标记，相对而言标识不统一且不直观。
因此，设计一种合理、科学、可靠、可以完成实时测量并在必要时刻预警的纵缝测量装置是很有必要的，其对保证管片拼装质量、实现安全施工具有重要意义。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，可改善现有盾构隧道纵缝相连管片间张开量的测量方法，使施工监测做到实时化、自动化，提升监测方法的精确性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，包括装置盒(13)、薄膜贴片(1)；所述薄膜贴片(1)设于隧道纵缝内；所述装置盒(13)固定设于隧道纵缝附近，顶部一端固定设有滑槽(3)；所述滑槽(3)内设有连接钢丝(2)，连接钢丝(2)的顶端与薄膜贴片(1)连接；
所述装置盒(13)内部设有电源一(71)、电源二(72)、警示灯(8)、工作灯(11)、电磁继电器(9)、导电丝(5)、滑动变阻器(6)；所述限制环(4)的顶端与连接钢丝(2)的底端连接，底端穿过限制环(4)与滑动变阻器(6)连接。
作为优选，所述滑动变阻器(6)、导电丝(5)、开关(10)、电源一(71)、工作灯(11)、电磁继电器(9)的电磁铁之间串联连接形成回路。
作为优选，所述电源二(72)、警示灯(8)、电磁继电器(9)中的衔铁及触点之间串联连接形成回路。
作为优选，所述电磁继电器(9)的弹簧固定于连接杆(12)。
作为优选，所述薄膜贴片(1)包括固定端贴片(101)，非固定端贴片(102)；所述连接钢丝(2)包括固定端钢丝(201)、非固定端钢丝(202)；
所述固定端钢丝(201)与固定端贴片(101)固定连接；所述非固定端钢丝(202)与非固定端贴片(102)固定连接。
作为优选，所述薄膜贴片(1)采用机械性能优良，刚性、硬度及韧性高的聚酯薄膜(PET)，厚度为12μm。粘贴至相邻管片内侧纵缝边缘处。
作为优选，所述连接钢丝(2)采用直钢丝。
作为优选，所述滑槽(3)由滑槽刻度(31)、内槽(32)、外槽(33)组成；所述内槽(32)为贯穿的空槽结构。
作为优选，所述滑槽(3)采用滚珠滑槽。
作为优选，所述固定端钢丝(201)的底端固定安装于装置盒(13)；所述非固定端钢丝(202)的底端穿过内槽(32)与导电丝(5)固定连接。
作为优选，所述导电丝(5)为铜纤维直丝。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
本发明测试精度高，受人为因素影响小，通过控制上下边界距离，可以将原有的微小纵缝张开量扩大，使测量的量程大幅增加，对纵缝张开的敏感度大幅提升。
本发明可动态连续地监控纵缝张开水平并在超限时及时报警，对施工监测及施工安全方面都具有良好影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的扩大纵缝位移的原理图；
图3为本发明的工作流程示意图；
图4为本发明的薄膜贴片、连接钢丝部分局部结构示意图；
图5为本发明的滑槽部分局部结构示意图。
图中1-薄膜贴片，101-固定端贴片，102-非固定端贴片，2-连接钢丝，201-固定端钢丝，202-非固定端钢丝，3-滑槽，31-滑槽刻度，32-内槽，33-外槽，4-限制环，5-导电丝，6-滑动变阻器，71-电源一，72-电源二，8-警示灯，9-电磁继电器，10-开关，11-工作灯，12-连接杆，13-装置盒。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本发明的实施例公开了一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，如图所示，其包括装置盒13、薄膜贴片1；薄膜贴片1设于隧道纵缝内；装置盒13固定设于隧道纵缝附近，顶部一端固定设有滑槽3；滑槽3内设有连接钢丝2，连接钢丝2的顶端与薄膜贴片1连接；
装置盒13内部设有电源一71、电源二72、警示灯8、工作灯11、电磁继电器9、导电丝5、滑动变阻器6；限制环4的顶端与连接钢丝2的底端连接，底端穿过限制环4与滑动变阻器6连接。
本实施例中，滑动变阻器6、导电丝5、开关10、电源一71、工作灯11、电磁继电器9的电磁铁之间串联连接形成回路。
本实施例中，电源二72、警示灯8、电磁继电器9中的衔铁及触点之间串联连接形成回路。
本实施例中，电磁继电器9的弹簧固定于连接杆12。
本实施例中，薄膜贴片1包括固定端贴片101，非固定端贴片102；连接钢丝2包括固定端钢丝201、非固定端钢丝202；
固定端钢丝201与固定端贴片101固定连接；非固定端钢丝202与非固定端贴片102固定连接。
本实施例中，薄膜贴片1采用机械性能优良，刚性、硬度及韧性高的聚酯薄膜(PET)，厚度为12μm。粘贴至相邻管片内侧纵缝边缘处。
本实施例中，连接钢丝2采用直钢丝；各装置随装置盒13安装于某一侧管片，该侧管片处的连接钢丝2不随纵缝张开而位移，由此称为固定端，则固定端连接钢丝2两端分别与薄膜贴片1、装置盒13连接；另一侧管片处的连接钢丝2随纵缝张开而唯一，由此称为非固定端。
本实施例中，滑槽3由滑槽刻度31、内槽32、外槽33组成；内槽32为贯穿的空槽结构。
本实施例中，滑槽3采用滚珠滑槽。在纵缝张开时，非固定端连接钢丝随非固定端管片移动，在外侧带动滚珠滑槽向外运动，同时滚珠滑槽的运动带动内侧导电丝移动，从而完成由薄膜测量的位移向滑槽传递，再向导电丝传递的效果，使导电丝偏移与纵缝张开相联系。初始时，可以打开装置开关10并根据实际情况的需要，根据滑槽上的刻度向非固定端移动滑槽，使非固定端连接钢丝带动导电丝5产生偏移，从而改变滑动变阻器阻值，使装置进入报警状态，记录此时的滑槽刻度，即可完成对报警值的校准；若需要改变报警值，可向固定端非固定端移动滑槽的内槽部分，以此使非固定端连接钢丝与报警位置间距离增大减小，从而增加减小报警值；也可向非固定端滑动滑槽3的外槽部分使滑槽刻度移动，即使非固定端连接钢丝对准某一初始读数，完成对初始张开量的设置。
本实施例中，固定端钢丝201的底端固定安装于装置盒13；非固定端钢丝202的底端穿过内槽32与导电丝5固定连接。
本实施例中，导电丝5为铜纤维直丝。
如图2所示，在导电丝由A至B偏移时，即纵缝张开量为AB，因导电丝受到限制环作用，使其以限制环为界面，上界面为与滑槽连接部分，下界面为与滑动变阻器连接部分，限制环到上下界面距离分别为CF、CG。由此根据相似三角形的几何关系：
对应该段位移的实际意义，即：
由此，通过导电丝、限制环、滑槽之间的几何关系，控制下边界与上边界的比例，可以完成了对纵缝张开量的扩大，如采取放大比例为15：1时，可使纵缝张开量2.0mm变化至3.0cm，从而达到滑动变阻器滑动精度的识别范围，实现在滑动变阻器引起更大的阻值变化。
滑动变阻器的阻值减小方向与纵缝张开方向一致，从而随纵缝张开量增大，阻值逐渐变小，以此滑动变阻器的阻值变小带动电路总电阻逐渐变小，电路中电流不断增大。
电磁继电器，当达到控制指标的纵缝张开量时，线路内的电流强度增加，电磁继电器吸附衔铁，衔铁末端的触点被接通，预警电路接通，从而使预警灯开始工作。
正式使用前，首先进行标定操作。如图1所示，预制装置的内部已安置相应电路元件并对限制孔已设置已按位移扩大器放大比例15：1设置。调试时，打开开关，使用滑槽上的定位标记进行调零，测试正常状态的工作灯是否亮起。同时，进行报警测试，即拨动滑槽至预定的危险值，测试装置外警示灯是否亮起，若此时的危险值设置不合适，可拨动变阻器使其与需求之保持一致。
调试结束正式安装时，关闭开关并将薄膜贴片贴至纵缝测量处，待粘贴完成后与连接钢丝连接，一切处理就绪后打开开关。若报警灯不亮起表示该纵缝符合要求，可以持续监控，若报警等亮起表示测试时刻已经超出危险值，需进行相应的加固处理，直至报警灯熄灭，纵缝张开量回归安全值。
以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。应当注意，为了清楚的进行表述，本发明的说明中省略了部分与本发明的保护范围无直接明显的关联但本领域技术人员已知的部件和处理的表述。
Claims (6)
1.一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，其特征在于，包括装置盒(13)、薄膜贴片(1)；所述薄膜贴片(1)设于隧道纵缝内；所述装置盒(13)固定设于隧道纵缝附近，顶部一端固定设有滑槽(3)；所述滑槽(3)内设有连接钢丝(2)，连接钢丝(2)的顶端与薄膜贴片(1)连接；
所述装置盒(13)内部设有电源一(71)、电源二(72)、警示灯(8)、工作灯(11)、电磁继电器(9)、导电丝(5)、滑动变阻器(6)；限制环(4)的顶端与连接钢丝(2)的底端连接，底端穿过限制环(4)与滑动变阻器(6)连接；
所述滑动变阻器(6)、导电丝(5)、开关(10)、电源一(71)、工作灯(11)、电磁继电器(9)的电磁铁之间串联连接形成回路；
所述电源二(72)、警示灯(8)、电磁继电器(9)中的衔铁及触点之间串联连接形成回路；所述电磁继电器(9)的弹簧固定于连接杆(12)；所述薄膜贴片(1)包括固定端贴片(101)，非固定端贴片(102)；所述连接钢丝(2)包括固定端钢丝(201)、非固定端钢丝(202)；
所述固定端钢丝(201)与固定端贴片(101)固定连接；所述非固定端钢丝(202)与非固定端贴片(102)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，其特征在于，所述薄膜贴片(1)采用聚酯薄膜，粘贴至相邻管片内侧纵缝边缘处。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，其特征在于，所述连接钢丝(2)采用直钢丝。
4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，其特征在于，所述滑槽(3)采用滚珠滑槽；所述滑槽(3)由滑槽刻度(31)、内槽(32)、外槽(33)组成；所述内槽(32)为贯穿的空槽结构。
5.根据权利要求4所述的一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，其特征在于，所述固定端钢丝(201)的底端固定安装于装置盒(13)；所述非固定端钢丝(202)的底端穿过内槽(32)与导电丝(5)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片纵缝张开预警装置，其特征在于，所述导电丝(5)为铜纤维直丝。
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