CN113945149A - 一种盾构隧道管片接缝变形量的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，包括测针组件、电流组件和数据采集单元，测针组件通过电流组件和数据采集单元电性连接。测针组件包括多个测针，每个测针包括由上至下依次设置的活动段和固定段，活动段可上下移动，活动段下移时，测针压缩。电流组件将测针的压缩量转换为电流强度，并将电流强度传输至数据采集单元，数据采集单元将电流强度转换为测针的位置信息，并计算、存储和导出相邻两个管片接缝处的错台量和张开量。本发明还涉及一种盾构隧道管片接缝变形量的测量装置的测量方法。其有益效果是，能够便捷、高效且高精度的同时测量并直接得出相邻两个管片接缝处的错台量和张开量，并能够便捷地存储和导出错台量和张开量。

Description

一种盾构隧道管片接缝变形量的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及管片接缝变形量测量技术领域，尤其涉及一种盾构隧道管片接缝变形量的测量装置及测量方法。

背景技术

伴随着技术水平和装备制造业的发展，盾构法开始成为隧道开挖的备选方案之一，在富水软弱地层以及重大水体的穿越工程中更是成为首选方案，盾构隧道在我国如雨后春笋般涌现。

盾构隧道衬砌由管片拼装而成，相邻管片间螺栓连接，以形成隧道内部空间，隧道管片间的接缝是其结构的薄弱区域。受施工质量、围岩荷载、运营荷载以及周边环境的影响，盾构法开挖而成的在服役期内总是伴随着接缝的变形(错台与张开)。管片接缝变形量是反映盾构隧道结构安全状态的重要指标之一。

管片接缝变形量包括错台量和张开量。对于错台量的量测，目前常用的工具为直尺或深度尺，这种测量工具和方法存在测量误差较大、测量结果记录不方便以及效率低下的缺点。对于张开量的量测，目前常用的工具为塞尺、直尺或游标卡尺，然而，出于接缝保护的要求，部分管片接缝处于嵌缝胶条填塞的状态，采用该测量方法无法获得张开量的准确值。

综上，现有的管片接缝变形量的测量工具和测量方法存在功能单一、测量精度低、数据存储不便和工作效率低下等缺点。因此，急需一种高效的管片接缝变形量的测量装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种盾构隧道管片接缝变形量的测量装置及测量方法，其解决了现有的管片接缝变形量的测量工具和测量方法存在功能单一、测量精度低、数据存储不便和工作效率低下的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，包括测针组件、电流组件和数据采集单元，所述测针组件通过所述电流组件和所述数据采集单元电性连接；

所述测针组件包括多个沿左右方向间隔设置的测针，每个所述测针包括由上至下依次设置的活动段和固定段，所述活动段可相对所述固定段上下移动，所述活动段向下移动时，所述测针压缩；

所述电流组件用于将所述测针的压缩量转换为电流强度，并将所述电流强度传输至所述数据采集单元，所述数据采集单元用于将所述电流强度转换为所述测针的位置信息，并计算、存储和导出相邻两个管片接缝处的错台量和张开量；

所述位置信息包括每个所述测针的压缩量和任意两个所述测针的间距。

根据本发明，所述固定段设有空腔，所述活动段沿所述固定段的空腔上下移动；

所述电流组件包括滑动端子、电阻滑触线和导线；

所述滑动端子固定在所述活动段上，所述电阻滑触线设置在所述固定段的内侧壁上并沿上下方向延伸，所述滑动端子的一端沿所述电阻滑触线上下滑动，另一端连接所述导线；

所述电阻滑触线的底端设置测针正极，所述导线远离所述滑动端子的一端设置测针负极；

或者，所述电阻滑触线的底端设置测针负极，所述导线远离所述滑动端子的一端设置测针正极。

根据本发明，还包括两个测针保护件，两个所述测针保护件分别位于所述测针组件的前后两侧；

所述测针保护件包括沿左右方向布置的多个护板，相邻两个所述护板的上部通过转动件连接，所述转动件的轴线沿前后方向延伸，相邻两个所述护板绕所述转动件的轴线做圆周运动；

每个所述护板包括上下方向布置的多个护板块，相邻两个所述护板块连接，并可沿上下方向移动。

根据本发明，所述护板块包括上护板块、中护板块和下护板，每个所述护板的所述上护板块、至少一个所述中护板块和所述下护板由上至下依次布置；

所述上护板块的上部水平向外突出形成上突块，所述上护板块的下部向下并水平向外突出形成下突块；

所述中护板块的上部向上并水平向外突出形成所述上突块，所述中护板块的下部向下并水平向外突出形成所述下突块；

所述下护板的上部向上并水平向外突出形成所述上突块，所述下护板的下部水平向外突出形成所述下突块；

每个所述护板块上还设置沿上下方向延伸至所述上突块和所述下突块的护板凹槽；

每个所述护板中，相邻两个所述护板块的所述护板凹槽相对设置，每个所述护板块的所述上突块或者所述下突块上下滑动地设置在相邻所述护板块的所述护板凹槽内。

根据本发明，所述上突块上设置第一安装部，所述下突块上设置第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部相对设置，所述第一安装部、所述护板凹槽和所述第二安装部内穿设护板连接杆，所述护板连接杆为可伸缩杆体，所述护板连接杆上套设弹簧，所述弹簧的两端分别抵靠所述上突块和所述下突块。

根据本发明，相邻两个所述上护板块相对一侧的侧壁上，沿其长度方向向外延伸一定距离后再朝向所述上护板块的前侧或后侧延伸形成挂钩，相邻两个所述上护板块上的所述挂钩相对设置，相邻两个所述上护板块通过所述挂钩挂接；

所述挂钩与其所属的所述上护板块的侧壁之间形成卡槽，所述卡槽的宽度沿所述上护板块的高度方向呈线性变化。

根据本发明，还包括测针底座，所述测针底座的顶部设置多个测针凹槽，多个所述测针凹槽间隔布置，所述测针凹槽用于容纳所述测针的固定段；

每个所述测针凹槽均设置一个凹槽正极和一个凹槽负极，所述凹槽正极和所述测针负极连接，所述凹槽负极和所述测针正极连接。

根据本发明，还包括连接板，所述连接板的顶部设置用于容纳所述测针底座的连接凹槽。

根据本发明，还包括支架；

所述支架围绕所述测针组件设置，并位于所述测针组件和所述测针保护件之间；

所述支架包括支撑架和支腿，所述支撑架通过四根杆体围合而成，所述支撑架向下延伸设置所述支腿，所述支腿固定在所述连接板上，所述支腿为可伸缩杆体；

所述支撑架的前侧和后侧分别水平向外延伸形成支架连接杆，所述支架连接杆分别固定连接对应的所述测针保护件。

第二方面，本发明还提供一种盾构隧道管片接缝变形量的测量装置的测量方法，包括如下步骤：

A1：将所述测针组件的顶部抵靠在相邻两个管片上，按压所述测针组件，所述测针的所述活动段下移，所述测针压缩；

A2：所述电流组件将每个所述测针的压缩量转换为电流强度，并将所述电流强度传输至所述数据采集单元；

A3：所述数据采集单元将所述电流数据转换为所述测针的位置信息，并计算、存储和导出相邻两个管片接缝处的错台量和张开量；

相邻两个管片接缝处错台量的计算方式为：分别位于相邻两个管片的边缘处的两个所述测针的压缩量差值；

相邻两个管片接缝处张开量的计算方式为：分别位于相邻两个管片的边缘处的两个所述测针的间距。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，由于采用测针组件包括多个沿水平方向间隔设置的测针，每个测针包括由上至下依次设置的活动段和固定段，活动段可相对固定段上下移动，以在将测针组件的顶部抵靠在相邻两个管片上并按压测针组件时，测针的活动段向下移动，以使测针压缩，电流组件将每个测针的压缩量转换为电流强度，并将电流强度传输至数据采集单元，数据采集单元用于将电流强度转换为测针的位置信息，计算出相邻两个管片接缝处的错台量和张开量，并能够存储和导出错台量和张开量。通过上述设置，能够便捷、高效且高精度的同时测量并直接得出相邻两个管片接缝处的错台量和张开量，并能够便捷地存储和导出错台量和张开量。

附图说明

图1为本发明的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置的实施例1的主视图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1测量时的使用状态图；

图5为图1中的数据显示单元的主视图；

图6为图1中的测针的立体透视图；

图7为图6中的活动段；

图8为图1中的测针保护件处于伸展状态时的立体图；

图9为图8的A处放大图；

图10为图8的B处放大图；

图11为图8的后视图；

图12为图8的主视图；

图13为图12中的C处放大图；

图14为图8的侧视图；

图15为图11中的左护板的立体图；

图16为图15的主视图；

图17为图11中的中护板的立体图；

图18为图17的主视图；

图19为图11中的右护板的立体图；

图20为图19的主视图；

图21为图11中的护板块的立体图；

图22为图1中的测针保护件处于转动状态时的立体图；

图23为图22中的D处放大图；

图24为图22中的E处放大图；

图25为图22的主视图；

图26为图25中的F处放大图；

图27为图1中的测针保护件处于压缩状态时的立体图；

图28为图27的主视图；

图29为图1中的测针底座的立体视图；

图30为图1中的连接板的立体视图

图31为图1中的支架的主视图；

图32为图31的侧视图；

图33为图31的俯视图。

【附图标记说明】

1：测针组件；11测针；111：活动段；112：固定段；113：测针弹性件；

21：滑动端子；22：电阻滑触线；23：导线；24：测针电极；

3：测针保护件；31：护板；311：左护板；3111：第一右侧面，3112：第二右侧面；3113：第三右侧面；312：中护板；3121：第一左侧面，3122：第二左侧面；3123：第三左侧面；3124：第一右侧面，3125：第二右侧面；3126：第三右侧面；313：右护板；3131：第一左侧面，3132：第二左侧面；3133：第三左侧面；32：护板块；321：上护板块；3211：挂钩；3212：前通孔；3213：螺钉；3214：扭簧；322：中护板块；3221：后通孔；323：下护板块；324：上突块；3241：第一安装部；325：下突块；3251：第二安装部；326：护板凹槽；327：护板连接杆；328：弹簧；

4：测针底座；41：测针凹槽；42：凹槽电极；

5：连接板；51：连接凹槽；52：支架插孔；

6：支架；61：支撑架；62：支腿；63：支架连接杆；

7：数据采集单元；71：显示屏；72：电源开关；73：控制面板；74：数据传输口；

81：手柄伸缩杆；82：手柄；

9：管片；

S1：错台量；S2：张开量。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等方位名词以图1的定向为参照。

本发明实施例提出的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，用于测量相邻两个管片9的接缝处的错台量和张开量。

参照图1-6所示，盾构隧道管片接缝变形量的测量装置包括测针组件1、电流组件和数据采集单元7，测针组件1通过电流组件和数据采集单元7电性连接。测针组件1包括多个测针11，且多个测针11沿左右方向间隔设置。测针11包括由上至下依次设置的活动段111和固定段112，活动段111可相对固定段112上下移动。

参照图4所示，使用时，将测针组件1的顶部抵靠在相邻两个管片9上，按压测针组件1，测针11的活动段111向下移动，测针11压缩。电流组件将每个测针11的压缩量转换为电流强度，并将电流强度传输至数据采集单元7，数据采集单元7用于将电流强度转换为测针11的位置信息，计算出相邻两个管片9的接缝处的错台量和张开量，并能够存储和导出错台量S1和张开量S2。位置信息包括每个测针11的压缩量和任意两个测针11的间距。

相邻两个管片9的接缝处错台量的计算方式为：分别位于相邻两个管片边缘处的测针11的压缩量差值。

相邻两个管片9的接缝处张开量的计算方式为：分别位于相邻两个管片9的边缘处的测针11的间距。

综上，采用本盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，能够便捷、高效且高精度的同时测量并直接得出相邻两个管片9的接缝处的错台量和张开量，并能够存储和导出错台量和张开量。

参照图6和图7所示，进一步，测针11的固定段112设有空腔，活动段111沿固定段112的空腔上下移动。

固定段112的空腔内设置测针弹性件113，测针弹性件113抵靠在活动段111的底部，以在活动段111向下移动后，为活动段111提供回复力，以使活动段111回复至初始位置。测针弹性件113优选为弹簧328。

进一步，电流组件包括滑动端子21、电阻滑触线22和导线23。滑动端子21固定在活动段111上。电阻滑触线22设置在固定段112的内侧壁上并沿上下方向延伸。滑动端子21的一端沿电阻滑触线22上下滑动，另一端连接导线23。电阻滑触线22的底端和导线23远离滑动端子21的一端分别设置极性相反的测针电极24。电阻滑触线22的底端设置测针正极，导线23远离滑动端子21的一端设置测针负极，或者，电阻滑触线22的底端设置测针负极，导线23远离滑动端子21的一端设置测针正极。测针负极、电阻滑触线22、滑动端子21、导线23和测针正极形成电流回路。

测针11的活动段111上下移动时，带动滑动端子21沿电阻滑触线22同步上下滑动，并在电流回路中产生电流强度的变化。测针负极和测针正极将电流强度传输至数据采集单元7。

具体地，测针11的活动段111和固定段112均优选为圆柱体。

测针11的活动段111和固定段112的直径以及相邻两个测针11的间距影响错台量和张开量的测量精度，直径和间距的数值与测量精度成反比。测针11的活动段111和固定段112的长度影响错台量的量程，长度的数值与量程成正比。测针11的设置数量以及相邻两个测针11的间距影响张开量的量程，数量和间距的数值与张开量的量程成正比。因此，可根据错台量和张开量的测量精度以及错台量的量程的实际需求，确定测针11的活动段111和固定段112的直径和长度，相邻两个测针11的间距，以及测针11的数量。错台量的量程优选为不小于50mm，张开量的量程优选为不小于80mm，具体可根据实际需求进行确定。

参照图1-4和图8所示，进一步，盾构隧道管片接缝变形量的测量装置还包括两个测针保护件3，两个测针保护件3分别位于测针组件1的前后两侧，测针保护件3用于保护测针组件1不受外力破坏。

参照图8所示，测针保护件3包括沿左右方向布置的多个护板，相邻两个护板31的上部通过转动件连接，转动件的轴线沿前后方向延伸，相邻两个护板31能够绕转动件的轴线做圆周运动，以使测针保护件3的顶部以及测针组件1的顶部抵靠在管片上时，护板31能够转动至测针保护件3的顶部与管片9的内弧面相贴合，以使测针11垂直于管片内弧面并沿管片内弧面的法线方向上下移动，进而保证接缝变形量的测量精度。

每个护板31包括上下方向布置的多个护板块32，相邻两个护板块32可沿上下方向移动地连接，以使测针保护件3随测针组件1同步伸缩，并能在测针组件1被按压时，为测针组件1提供反力，以使测针11缓慢压缩，避免测针11突然受挤压发生破坏。

参照图8和图11所示，具体地，相邻两个护板块32可沿上下方向移动地连接的设置方式如下：护板块32包括上护板块321、中护板块322和下护板块323，每个护板31的上护板块321、至少一个中护板块322和下护板块323由上至下依次布置。

参照图15所示，上护板块321的上部水平向外突出形成上突块324，上护板块321的下部向下并水平向外突出形成下突块325。中护板块322的上部向上并水平向外突出形成上突块324，中护板312的下部向下并水平向外突出形成下突块325。下护板块323的上部向上并水平向外突出形成上突块324，下护板的下部水平向外突出形成下突块325。

每个护板块32上还设置沿上下方向延伸至上突块324和下突块325的护板凹槽326。每个护板31中，相邻两个护板块32的护板凹槽326相对设置，每个护板块32的上突块324或者下突块325上下滑动地设置在相邻护板块32的护板凹槽326内。

参照图15和21所示，更具体地，上突块324上设置第一安装部3241，下突块325上设置第二安装部3251，第一安装部3241和第二安装部3251相对设置。上护板块321上的第一安装部3241为凹槽，第二安装部3251为通孔。中护板块322上的第一安装部3241和第二安装部3251为通孔。下护板块323上的第一安装部3241为通孔，第二安装部3251为凹槽。第一安装部3241、护板凹槽326和第二安装部3251内穿设护板连接杆327，护板连接杆327的一端抵靠上护板块321的第一安装部3241内，另一端抵靠下护板块323的第二安装部3251内。护板连接杆327为可伸缩杆体。护板连接杆327上套设弹簧328，弹簧328的两端分别抵靠上突块324和下突块325。护板块32向下移动后，弹簧328用于为护板块32提供回复力，以使护板块32回复至初始位置。

参照图22所示，具体地，护板31能够绕转动件的轴线旋转至测针保护件3的顶部与管片9的内弧面相贴合的具体设置方式如下：护板31包括左护板311、中护板312和右护板313，每个测针保护件3的左护板311、中护板312和右护板313由左至右依次设置。

参照图15-20所示，左护板311中：上护板块321的右上角处自前侧沿上护板块321的厚度方向向后延伸一定长度并在其中形成前通孔3212。中护板312中：上护板块321的左上角和右上角处分别自后侧沿其厚度方向向前延伸一定长度并在其中形成后通孔3221。右护板313中：上护板321的左上角处自前侧沿其厚度方向向后延伸一定长度并在其中形成前通孔3212。前通孔3212和后通孔3221的长度均小于上护板块321的厚度，优选地，前通孔3212和后通孔3221的长度之和等于上护板块321的厚度。相邻两个上护板块321的前通孔3212和后通孔3221前后同轴设置，以在前通孔3212和后通孔3221内穿设转动件。转动件优选为螺钉3213，螺钉3213上套设扭簧3214，扭簧3214的两个伸出端分别抵靠在相邻两个上护板块321相对一侧的侧壁上，以为上护板块321提供足够的扭矩，使得测针保护件3在未受力时保持伸展状态，在伸展状态下，测针保护件3的左护板311、中护板312和右护板313拼接为一矩形板。

进一步地，参照图15-20所示，相邻两个上护板块321相对一侧的侧壁上，沿其长度方向向外延伸一定距离后再朝向上护板块321的前侧或后侧延伸形成挂钩3211，相邻两个上护板块321上的挂钩3211相对设置，以使相邻两个上护板块321可通过挂钩3211挂接。挂钩3211与其所属的上护板块321的侧壁之间形成卡槽，卡槽用于限定相邻两个护板31间的最大相对转动角度。卡槽的宽度沿上护板块321的高度方向呈线性变化，作为示例，挂钩3211的抵接面倾斜于竖直方向设置。卡槽的宽度值受相邻两个护板31的最大相对转动角度限制。当测针保护件3处于伸展状态时，成对设置的挂钩3211的抵接面彼此压靠，且互相限位，从而阻止相邻两个护板31的进一步相对转动。

具体地，挂钩3211包括前挂钩和后挂钩。左护板311的上护板块321的右侧壁和右护板313的上护板块321的左侧壁均设置后挂钩，后挂钩自上护板块321的后侧壁沿其长度方向向外延伸一定距离后再朝向上护板块321的前侧延伸。中护板312中：上护板块321的左侧壁和后侧壁均设置前挂钩，前挂钩自上护板块321的前侧壁沿其长度方向向外延伸一定距离后再朝向上护板块321的后侧延伸。前挂钩和后挂钩的抵接面倾斜于竖直方向设置。当测针保护件3未受力而处于伸展状态时，前挂钩和后挂钩的抵接面彼此压靠，且互相限位。当测针保护件3受到挤压力作用而使得相邻两个护板31发生相对转动时，测针保护件3处于扇形状态。当相邻两个护板31之间达到最大相对转动角度时，中护板312上的两个前挂钩分别抵靠左护板311的右侧壁和右护板313的左侧壁，左护板311和右护板313上的后挂钩分别抵靠中护板312的左侧壁和右侧壁，从而阻止相邻两个护板31的进一步相对转动。

参照图15-20所示，左护板311中：中护板块322以及下护板块323的右侧壁均由前至后依次包括第一右侧面3111、第二右侧面3112和第三右侧面3113，第二右侧面3112位于第一右侧面3111和第三右侧面3113的右侧，第一右侧面3111和第三右侧面3113均倾斜于竖直方向设置，第二右侧面3112竖直设置。

中护板312中：中护板块322和下护板块323的左侧壁由前至后依次包括第一左侧面3121、第二左侧面3122和第三左侧面3123，第二左侧面3122位于第一左侧面3121和第三左侧面3123的右侧，第二左侧面3112和第三左侧面3123均倾斜于竖直方向设置，第一左侧面3121竖直设置。中护板块322和下护板块323的右侧壁由前至后依次包括第一右侧面3124、第二右侧面3125和第三右侧面3126，第二右侧面3125位于第一右侧面3124和第三右侧面3126的左侧，第二右侧面3125和第三右侧面3126均倾斜于竖直方向设置，第一右侧面3124竖直设置。

右护板313中：中护板块322和下护板块323的左侧壁由前至后依次包括第一左侧面3131、第二左侧面3132和第三左侧面3133，第二左侧面3132位于第一左侧面3131和第三左侧面3133的左侧，第一左侧面3131和第三左侧面3133均倾斜于竖直方向设置，第二左侧面3132竖直设置。

左护板311中第一右侧面3111和第三右侧面3113的倾斜角度与其上的挂钩3211的抵接面的倾斜角度一致，中护板312中第二左侧面3122、第三左侧面3123、第二右侧面3125和第三右侧面3126与其上的挂钩3211的抵接面的倾斜角度一致，右护板313中第一左侧面3131和第三左侧面3133与其上的挂钩3211的抵接面的倾斜角度一致，以限定相邻两个护板31间的最大相对转动角度。

中护板312左侧的第一左侧面3121和左护板311右侧的第一右侧面3111相对设置，中护板312左侧的第二左侧面3122和左护板311右侧的第二右侧面3112相对设置，中护板312左侧的第三左侧面3123和左护板311右侧的第三右侧面3113相对设置，中护板312右侧的第一右侧面3124和右护板313左侧的第一左侧面3131相对设置，中护板312右侧的第二右侧面3125和右护板313左侧的第二左侧面3132相对设置，中护板312右侧的第三右侧面3126和右护板313左侧的第三右侧面3133相对设置。

通过上述设置，当测针保护件3未受力而处于伸展状态时，左护板311中竖直设置的第二右侧面3112和中护板312中竖直设置的第一左侧面3121前后交错且相邻设置，中护板312中竖直设置的第一右侧面3124和右护板313中竖直设置的第二左侧面3132前后交错且相邻设置，以使测针保护件3拼接为一矩形板，避免相邻护板31间存在间隙无法保护测针组件1。

当测针保护件3受到挤压力作用而使得相邻两个护板31发生相对转动时，测针保护件3处于扇形状态。当相邻两个护板31之间达到最大相对转动角度时，中护板312左侧的第一左侧面3121、第二左侧面3122和第三左侧面3123分别抵靠与其配合的左护板311右侧的第一右侧面3111、第二右侧面3112和第三右侧面3113，中护板312右侧的第一右侧面3124、第二右侧面3125和第三右侧面3126分别抵靠与其配合的右护板313左侧的第一左侧面3131、第二左侧面3132和第三左侧面3133，即中护板312的左侧壁抵靠左护板311的右侧壁，中护板312的右侧壁抵靠右护板313的左侧壁，以进一步阻止相邻两个护板31的相对转动，并能提高转动后相邻两个护板31的贴合紧密性，避免护板31晃动，以更好的保护测针组件1。

具体地，由管片内弧面的尺寸确定左护板311和右护板313的转动角度，进而确定护板31抵接面的倾斜角度，即左护板311中第一右侧面3111和第三右侧面3113的倾斜角度、中护板312中第二左侧面3122、第三左侧面3123、第二右侧面3125和第三右侧面3126的倾斜角度、右护板313中第一左侧面3131和第三左侧面3133的倾斜角度，以及护板31上挂钩3211的抵接面的倾斜角度。

通过上述设置，以使测针保护件3具有伸展状态、转动状态和压缩状态三种状态。其中，使用时，转动状态和压缩状态同时存在。

参照图11-14所示，当盾构隧道管片接缝变形量的测量装置未使用时，测针保护件3未受力，测针保护件3处于伸展状态，此时，每个测针保护件3的左护板311、中护板312和右护板313拼接为一矩形板。

参照图22-26所示，当测针保护件3的顶部抵靠在管片上，测针保护件3处于转动状态，护板31绕转动件的轴线旋转至测针保护件3的顶部与管片9的内弧面相贴合。

参照图27-28所示，按压测针保护件3和测针组件1，测针保护件3和测针组件1受力，测针保护件3处于压缩状态，对应护板31的相邻两个护板块32沿上下方向移动，以使测针保护件3随测针组件1同步伸缩。盾构隧道管片接缝变形量的测量装置在测量时，测针保护件3同时处于梯形状态和压缩状态。

参照图29所示，进一步，盾构隧道管片接缝变形量的测量装置还包括测针底座4，测针底座4的顶部设置多个测针凹槽41，多个测针凹槽41沿左右方向间隔布置，测针凹槽41用于容纳测针11的固定段112。测针凹槽41内设置凹槽电极42，每个测针凹槽41均设置一个凹槽正极和一个凹槽负极，凹槽正极和测针负极连接，凹槽负极和测针正极连接。

参照图30所示，进一步，盾构隧道管片接缝变形量的测量装置还包括连接板5，连接板5的顶部设置用于容纳测针底座4的连接凹槽51。

参照图31-33所示，进一步，盾构隧道管片接缝变形量的测量装置还包括支架6，支架6围绕测针组件1设置，并位于测针组件1和护板31之间。

支架6包括支撑架61和支腿62，支撑架61通过四根杆体围合而成，支撑架61的四个端点分别向下延伸设置支腿62，支腿62固定在连接板5上，支腿62为可伸缩杆体。优选地，支腿62插接在连接板5顶部的插孔52内。

支撑架61的前侧和后侧分别水平向外延伸形成两个支架连接杆63，两个支架连接杆63通过上护板块321上的螺钉3213分别固定连接对应的测针保护件3，以将测针保护件3稳定固定在连接板5上。

可伸缩杆体的支腿62能够随测针保护件3和测针组件1同步压缩，并能在在测针保护件3处于未受力时，为测针保护件3提供反力，以使测针保护件3处于伸展状态。

参照图1、2、4和5所示，进一步，数据采集单元7位于连接板5的下方。数据采集单元7包括数据显示屏71、电源开关72、控制面板73、数据传输口74以及控制器。

数据显示屏71、电源开关72、控制面板73和数据传输口74均分别和控制器电性连接。控制器和连接凹槽51的凹槽正极和凹槽负极电性连接，以接收测针11的电流强度并转换为测针11的位置信息，控制器还能计算和存储相邻两个管片接缝处的错台量和张开量。

控制器记载的错台量和张开量通过数据显示屏71直观便捷地显示出数据和图像。数据显示屏71的显示内容包括：接缝形态图、单位转换(mm/in)、管片环号(RN)、接缝张开量(S1)、接缝错台量(S2)、工程名(PRO)和电量(％)。其中，接缝形态图以曲线的形式显示测量时的错台量和张开量。

控制面板73用于供用户操作，控制面板73上设置：模式转换键(MODE)、数字按键(0～9)、上一条记录键(LAST)、下一条记录键(NEXT)、删除键(C)和确认键(OK)。

数据传输口74用于将控制器所记录的错台量和张开量的数据以excel文件的形式导出。

参照图1、2和4所示，进一步，盾构隧道管片接缝变形量的测量装置还包括手柄伸缩杆81和手柄82，手柄伸缩杆81的两端分别连接数据采集单元7和手柄82。手柄82用于供握持，手柄伸缩杆81用于调节测量装置的长度，以便于对不同位置处的管片接缝变形量进行测量。

优选地，手柄伸缩杆81由三节杆体组成，以使手柄伸缩杆81能够伸缩为三种不同长度并能在不同长度下保持稳定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，其特征在于，包括测针组件(1)、电流组件和数据采集单元(7)，所述测针组件(1)通过所述电流组件和所述数据采集单元(7)电性连接；

所述测针组件(1)包括多个沿左右方向间隔设置的测针(11)，每个所述测针(11)包括由上至下依次设置的活动段(111)和固定段(112)，所述活动段(111)可相对所述固定段(112)上下移动，所述活动段(111)向下移动时，所述测针(11)压缩；

所述电流组件用于将所述测针(11)的压缩量转换为电流强度，并将所述电流强度传输至所述数据采集单元(7)，所述数据采集单元(7)用于将所述电流强度转换为所述测针(11)的位置信息，并计算、存储和导出相邻两个管片接缝处的错台量和张开量；

所述位置信息包括每个所述测针(11)的压缩量和任意两个所述测针(11)的间距。

2.如权利要求1所述的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，其特征在于，所述固定段(112)设有空腔，所述活动段(111)沿所述固定段(112)的空腔上下移动；

所述电流组件包括滑动端子(21)、电阻滑触线(22)和导线(23)；

所述滑动端子(21)固定在所述活动段(111)上，所述电阻滑触线(22)设置在所述固定段(112)的内侧壁上并沿上下方向延伸，所述滑动端子(21)的一端沿所述电阻滑触线(22)上下滑动，另一端连接所述导线(23)；

所述电阻滑触线(22)的底端设置测针正极，所述导线(23)远离所述滑动端子(21)的一端设置测针负极；

或者，所述电阻滑触线(22)的底端设置测针负极，所述导线(23)远离所述滑动端子(21)的一端设置测针正极。

3.如权利要求2所述的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，其特征在于，还包括两个测针保护件(3)，两个所述测针保护件(3)分别位于所述测针组件(1)的前后两侧；

所述测针保护件(3)包括沿左右方向布置的多个护板(31)，相邻两个所述护板(31)的上部通过转动件连接，所述转动件的轴线沿前后方向延伸，相邻两个所述护板(31)绕所述转动件的轴线做圆周运动；

每个所述护板(31)包括上下方向布置的多个护板块(32)，相邻两个所述护板块(32)连接，并可沿上下方向移动。

4.如权利要求3所述的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，其特征在于，所述护板块(32)包括上护板块(321)、中护板(312)块和下护板(323)，每个所述护板(31)的所述上护板块(321)、至少一个所述中护板块(322)和所述下护板(323)由上至下依次布置；

所述上护板块(321)的上部水平向外突出形成上突块(324)，所述上护板块(321)的下部向下并水平向外突出形成下突块(325)；

所述中护板块(322)的上部向上并水平向外突出形成所述上突块(324)，所述中护板块(322)的下部向下并水平向外突出形成所述下突块(325)；

所述下护板(323)的上部向上并水平向外突出形成所述上突块(324)，所述下护板(323)的下部水平向外突出形成所述下突块(325)；

每个所述护板块(32)上还设置沿上下方向延伸至所述上突块(324)和所述下突块(325)的护板凹槽(326)；

每个所述护板(31)中，相邻两个所述护板块(32)的所述护板凹槽(326)相对设置，每个所述护板块(32)的所述上突块(324)或者所述下突块(325)上下滑动地设置在相邻所述护板块(32)的所述护板凹槽(326)内。

5.如权利要求4所述的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，其特征在于，所述上突块(324)上设置第一安装部(3241)，所述下突块(325)上设置第二安装部(3251)，所述第一安装部(3241)和所述第二安装部(3251)相对设置，所述第一安装部(3241)、所述护板凹槽(326)和所述第二安装部(3251)内穿设护板连接杆(327)，所述护板连接杆(327)为可伸缩杆体，所述护板连接杆(327)上套设弹簧(328)，所述弹簧(328)的两端分别抵靠所述上突块(324)和所述下突块(325)。

6.如权利要求4所述的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，其特征在于：

相邻两个所述上护板块(321)相对一侧的侧壁上，沿其长度方向向外延伸一定距离后再朝向所述上护板块(321)的前侧或后侧延伸形成挂钩(3211)，相邻两个所述上护板块(321)上的所述挂钩(3211)相对设置，相邻两个所述上护板块(321)通过所述挂钩(3211)挂接；

所述挂钩(3211)与其所属的所述上护板块(321)的侧壁之间形成卡槽，所述卡槽的宽度沿所述上护板块(321)的高度方向呈线性变化。

7.如权利要求3所述的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，其特征在于，还包括测针底座(4)，所述测针底座(4)的顶部设置多个测针凹槽(41)，多个所述测针凹槽(41)间隔布置，所述测针凹槽(41)用于容纳所述测针(11)的固定段(112)；

每个所述测针凹槽(41)均设置一个凹槽正极和一个凹槽负极，所述凹槽正极和所述测针负极连接，所述凹槽负极和所述测针正极连接。

8.如权利要求7所述的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，其特征在于，还包括连接板(5)，所述连接板(5)的顶部设置用于容纳所述测针底座(4)的连接凹槽(51)。

9.如权利要求8所述的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置，其特征在于，还包括支架(6)；

所述支架(6)围绕所述测针组件(1)设置，并位于所述测针组件(1)和所述测针保护件(3)之间；

所述支架(6)包括支撑架(61)和支腿(62)，所述支撑架(61)通过四根杆体围合而成，所述支撑架(61)向下延伸设置所述支腿(62)，所述支腿(62)固定在所述连接板(5)上，所述支腿(62)为可伸缩杆体；

所述支撑架(61)的前侧和后侧分别水平向外延伸形成支架连接杆(63)，所述支架连接杆(63)分别固定连接对应的所述测针保护件(3)。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的盾构隧道管片接缝变形量的测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

A1：将所述测针组件(1)的顶部抵靠在相邻两个管片上，按压所述测针组件(1)，所述测针(11)的所述活动段(111)下移，所述测针(11)压缩；

A2：所述电流组件将每个所述测针(11)的压缩量转换为电流强度，并将所述电流强度传输至所述数据采集单元(7)；

A3：所述数据采集单元(7)将所述电流数据转换为所述测针(11)的位置信息，并计算、存储和导出相邻两个管片接缝处的错台量和张开量；

相邻两个管片接缝处错台量的计算方式为：分别位于相邻两个管片的边缘处的两个所述测针(11)的压缩量差值；

相邻两个管片接缝处张开量的计算方式为：分别位于相邻两个管片的边缘处的两个所述测针(11)的间距。

Images