CN114017062B - 一种大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，通过在二衬分阶段浇筑施工的前提下，在口子件两侧回填混凝土浇筑前通过支架和电缆导槽将线缆穿至口子件回填位置，并固定在特定位置，使传感器电缆线绕出至二衬混凝土钢模板外侧，待二衬混凝土浇筑后，将线缆固定至二衬混凝土表面，完成线缆固定。本发明可避免在二衬混凝土结构中开洞、减小对二衬混凝土结构的整体影响，同时减少管线出现渗漏水的概率。线缆布置灵活，采用本发明方法可在二衬混凝土浇筑前、浇筑中和浇筑后各个阶段中进行监测，监测中断时间短，保证监测时间的连贯性。线缆可整根一次连接到采集仪，减少线缆接头，以避免线缆接头造成的信号损耗。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，具体而言，尤其涉及一种大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，为用于大直径盾构并设计施做二衬结构的隧道结构健康监测技术。
背景技术
盾构法隧道施工采用盾构机掘进，刀盘在前方切屑地层，盾体内安装管片进行支护。
大直径盾构普遍设计有现浇二次混凝土结构，统称二衬。
大直径盾构施工流程为：工厂预制混凝土管片—运输安装管片至隧道现场-—进行二衬现浇。
大直径盾构隧道普遍带有现浇二衬结构，大直径盾构一般用于双线轨道交通隧道、公路隧道。
在大直径盾构管片结构健康监测时，传感器线缆最终应固定至二衬结构表面的数据采集器内，因此传感器线缆会受到二衬结构影响。
发明内容
根据上述提出的现有大直径盾构管片结构健康监测时，安装的传感器线缆会受到二衬结构影响的技术问题，而提供一种大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法。本发明主要通过在二衬分阶段浇筑施工的前提下，在口子件两侧回填混凝土浇筑前，使用支架及电缆导槽将线缆穿至口子件回填位置，绕出至二衬混凝土钢模板外侧，待二衬混凝土浇筑后，将线缆固定至二衬混凝土表面，完成线缆固定。
本发明采用的技术手段如下：
一种大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，在二衬分阶段浇筑施工的前提下，通过在口子件两侧回填混凝土浇筑前将传感器线缆穿至口子件回填位置，并固定在特定位置，使传感器线缆绕出至二衬混凝土钢模板外侧，待二衬混凝土浇筑后，将传感器线缆固定至二衬混凝土表面，完成线缆固定，使线缆通过二衬。
进一步地，通过支架和电缆导槽将传感器线缆穿至口子件回填位置。
进一步地，所述支架和电缆导槽均采用金属构件，通过膨胀螺栓将支架固定至管片表面，支架和电缆导槽用以将传感器线缆固定在特定位置。
进一步地，在口子件两侧回填混凝土前，使用支架和电缆导槽将传感器线缆固定在距离隧道二衬及钢模板、模板支撑外侧5cm位置，以达到通过二衬的目的。
进一步地，二衬浇筑后，通过膨胀螺栓将传感器线缆固定至二衬表面，用于连接数据采集仪。
进一步地，具体包括如下步骤：
S1、首先测量口子件回填位置处二衬结构水平投影宽度d1；
S2、测量二衬模板及模板支撑水平投影宽度d2；
S3、下料、制作支架；
S4、将安装固定传感器线缆的电缆导槽焊接在支架上；
S5、使用膨胀螺栓将支架固定在管片上；
S6、通过扎带或铁丝将传感器线缆固定在电缆导槽内；
S7、将传感器线缆伸出段固定在管片表面；
S8、待隧道二衬施工前，将传感器线缆伸出段卷好，以减小其体积；
S9、安装二衬模板、模板支撑、模板支架，并将卷好的传感器线缆伸出段放于模板支架之间；
S10、浇筑二衬混凝土后，拆除位于施工后二衬混凝土钢模板外侧位置的二衬模板、模板支撑、模板支架，将传感器线缆伸出段固定于二衬表面；
S11、后续待施工完成后，将传感器线缆伸出段连接至数据采集仪，即可进行结构健康监测。
进一步地，所述步骤S3中，支架的最大宽度大于d，d＝d1+d2+传感器线缆直径。
进一步地，所述步骤S4中，电缆导槽为U型槽结构，用以安装固定传感器线缆，防止浇筑回填混凝土时，传感器线缆破坏或者沿隧道纵向位置偏移；
电缆导槽垂直于隧道纵向剖面形状采用倒梯形形状，以保证传感器线缆在电缆导槽内转角的转弯半径达到线缆直径的20倍，避免线缆转角破坏。
进一步地，所述步骤S4中，电缆导槽出回填混凝土位置处梯形面最大宽度大于d，d＝d1+d2+传感器线缆直径。
进一步地，所述步骤S5中，支架上表面低于回填混凝土上表面5cm。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，避免在二衬混凝土结构中开洞、减小对二衬混凝土结构的整体影响，同时减少管线出现渗漏水的概率。
2、本发明提供的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，线缆布置灵活，采用该方法可在二衬混凝土浇筑前、浇筑中和浇筑后各个阶段中进行监测，监测中断时间短，保证监测时间的连贯性。
3、本发明提供的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，线缆可整根一次连接到采集仪，减少线缆接头，以避免线缆接头造成的信号损耗。
综上，应用本发明的技术方案能够解决现有大直径盾构管片结构健康监测时，安装的传感器线缆会受到二衬结构影响的问题。
基于上述理由本发明可在隧道工程等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明浇筑二衬时的断面图。
图2为图1的局部放大图。
图3为本发明二衬施工后的断面图。
图中：11、管片；12、口子件；13、回填混凝土；14、二村；21、传感器；22、传感器线缆；23、传感器线缆伸出段；31、支架；32、膨胀螺栓；33、电缆导槽；41、二衬模板；42、模板支撑；43、模板支架。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图所示，本发明提供了一种大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，在二衬分阶段浇筑施工的前提下，通过在口子件12两侧回填混凝土13浇筑前将传感器21的传感器线缆22穿至口子件回填位置，并固定在特定位置，使传感器线缆22绕出至二衬混凝土钢模板外侧，待二衬混凝土浇筑后，将传感器线缆固定至二衬混凝土表面，完成线缆固定，使线缆通过二衬14。
作为优选的实施方式，通过支架31和电缆导槽33将传感器线缆穿至口子件回填位置。
作为优选的实施方式，所述支架31和电缆导槽33均采用金属构件，通过膨胀螺栓32将支架31固定至管片11表面，支架31和电缆导槽33用以将传感器线缆22固定在特定位置。
作为优选的实施方式，在口子件两侧回填混凝土前，使用支架31和电缆导槽33将传感器线缆22固定在距离隧道二衬及钢模板、模板支撑42外侧5cm位置，以达到通过二衬14的目的。
作为优选的实施方式，二衬14浇筑后，通过膨胀螺栓32将传感器线缆22固定至二衬14表面，用于连接数据采集仪。
作为优选的实施方式，所述方法具体包括如下步骤：
S1、首先测量口子件12回填位置处二衬结构水平投影宽度d1；
S2、测量二衬模板41及模板支撑42水平投影宽度d2；
S3、下料、制作支架31；
S4、将安装固定传感器线缆22的电缆导槽33焊接在31支架上；
S5、使用膨胀螺栓32将支架31固定在管片11上；
S6、通过扎带或铁丝将传感器线缆22固定在电缆导槽33内；
S7、将传感器线缆伸出段23固定在管片11表面；
S8、待隧道二衬14施工前，将传感器线缆伸出段23卷好，以减小其体积；
S9、安装二衬模板41、模板支撑42、模板支架43，并将卷好的传感器线缆伸出段23放于模板支架43之间；
S10、浇筑二衬14混凝土后，拆除位于施工后二衬混凝土钢模板外侧位置的二衬模板41、模板支撑42、模板支架43，将传感器线缆伸出段23固定于二衬14表面；
S11、后续待施工完成后，将传感器线缆伸出段23连接至数据采集仪，即可进行结构健康监测。
作为优选的实施方式，所述步骤S3中，支架31的最大宽度大于d，d＝d1+d2+传感器线缆直径。
作为优选的实施方式，所述步骤S4中，电缆导槽33为U型槽结构，用以安装固定传感器线缆22，防止浇筑回填混凝土13时，传感器线缆22破坏或者沿隧道纵向位置偏移；
电缆导槽33垂直于隧道纵向剖面形状采用倒梯形形状，以保证传感器线缆22在电缆导槽33内转角的转弯半径达到线缆直径的20倍，避免线缆转角破坏。
作为优选的实施方式，所述步骤S4中，电缆导槽33出回填混凝土13位置处梯形面最大宽度大于d，d＝d1+d2+传感器线缆直径。
作为优选的实施方式，所述步骤S5中，支架31上表面低于回填混凝土13上表面5cm。
实施例1
如图1-3所示，本发明提供了一种大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，为一种用于双层衬砌设计下大直径盾构隧道管片监测传感器线缆通过二衬的方法，通过在二衬分阶段浇筑施工的前提下，在口子件两侧回填混凝土浇筑前将线缆穿至口子件回填位置，并固定在特定位置，使传感器电缆线绕出至二衬混凝土钢模板外侧，待二衬混凝土浇筑后，将线缆固定至二衬混凝土表面，完成线缆固定。具体地，在二衬分阶段浇筑施工的前提下，通过在口子件两侧回填混凝土浇筑前，使用支架及电缆导槽将线缆沿周向穿至口子件回填位置，线缆再经电缆导槽内部绕出至二衬混凝土钢模板外侧，待二衬混凝土浇筑后，将线缆固定至二衬混凝土表面，完成线缆固定。其中，支架及电缆导槽均采用金属构件，使用膨胀螺丝固定至管片表面，支架及电缆导槽用以将传感器电缆线固定在特定位置。在口子件两侧回填混凝土回填前，使用支架及电缆导槽将传感器电缆线固定在距离隧道二衬及钢模板、模板支撑外侧5cm位置，以达到通过二衬目的。二衬浇筑后，使用膨胀螺栓将传感器电缆线固定至二衬表面，便于后期连接数据采集仪。
上述方法具体包括如下步骤：
1、首先测量口子件12回填位置处二衬结构水平投影宽度d1。
2、测量二衬模板41及模板支撑42水平投影宽度d2。
3、下料、制作支架31，支架31最大宽度大于d1+d2+线缆直径。
4、电缆导槽33为U型槽结构，用以安装固定传感器线缆22，防止浇筑回填混凝土13时，传感器线缆22破坏或者沿隧道纵向位置偏移。
5、电缆导槽33垂直于隧道纵向剖面形状采用倒梯形形状，以保证传感器线缆22在电缆导槽33内转角的转弯半径达到线缆直径的20倍，避免线缆转角破坏。
6、将电缆导槽33焊接在31支架上，且电缆导槽33出回填混凝土13位置处梯形面最大宽度大于d1+d2+线缆直径。
7、使用膨胀螺栓32将支架31固定在管片11上，使支架31上表面低于回填混凝土13上表面5cm。
8、将传感器线缆22固定在电缆导槽33内，可用扎带或者铁丝固定。
9、将传感器线缆伸出段23固定在管片11表面。
10、待隧道二衬14施工前，将传感器线缆伸出段23卷好，以减小其体积。
11、在回填混凝土13上方安装二衬模板41、模板支撑42、模板支架43，模板支架43的底部与模板支撑42固连，顶部一侧与二衬模板41连接，并将传感器线缆伸出段23放于模板支架43之间，模板支架43的截面形状呈开口朝下的三角形，如图1和图2所示。
12、浇筑二衬14混凝土后，拆除二衬模板41、模板支撑42、模板支架43，将传感器线缆伸出段23固定于二衬14表面，见图3。
13、后续待施工完成后，将传感器线缆伸出段23连接至数据采集仪，即可进行结构健康监测。
本发明说明内容仅是以某具体工程实例为说明，本理论方法可延伸为类似工程进行应用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，在二衬分阶段浇筑施工的前提下，通过在口子件(12)两侧回填混凝土(13)浇筑前将传感器线缆(22)穿至口子件回填位置，并固定在特定位置，使传感器线缆(22)绕出至二衬混凝土钢模板外侧，待二衬混凝土浇筑后，将传感器线缆固定至二衬混凝土表面，完成线缆固定，使线缆通过二衬(14)；
具体包括如下步骤：
S1、首先测量口子件(12)回填位置处二衬结构水平投影宽度d1；
S2、测量二衬模板(41)及模板支撑(42)水平投影宽度d2；
S3、下料、制作支架(31)；
S4、将安装固定传感器线缆(22)的电缆导槽(33)焊接在支架(31)上；
S5、使用膨胀螺栓(32)将支架(31)固定在管片(11)上；
S6、通过扎带或铁丝将传感器线缆(22)固定在电缆导槽(33)内；
S7、将传感器线缆伸出段(23)固定在管片(11)表面；
S8、待隧道二衬(14)施工前，将传感器线缆伸出段(23)卷好，以减小其体积；
S9、安装二衬模板(41)、模板支撑(42)、模板支架(43)，并将卷好的传感器线缆伸出段(23)放于模板支架(43)之间；
S10、浇筑二衬(14)混凝土后，拆除位于施工后二衬混凝土钢模板外侧位置的二衬模板(41)、模板支撑(42)、模板支架(43)，将传感器线缆伸出段(23)固定于二衬(14)表面；
S11、后续待施工完成后，将传感器线缆伸出段(23)连接至数据采集仪，即可进行结构健康监测。
2.根据权利要求1所述的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，通过支架(31)和电缆导槽(33)将传感器线缆(22)穿至口子件回填位置。
3.根据权利要求2所述的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，所述支架(31)和电缆导槽(33)均采用金属构件，通过膨胀螺栓(32)将支架(31)固定至管片(11)表面，支架(31)和电缆导槽(33)用以将传感器线缆(22)固定在特定位置。
4.根据权利要求1所述的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，在口子件两侧回填混凝土前，使用支架(31)和电缆导槽(33)将传感器线缆(22)固定在距离隧道二衬及钢模板、模板支撑(42)外侧5cm位置，以达到通过二衬(14)的目的。
5.根据权利要求1所述的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，二衬(14)浇筑后，通过膨胀螺栓(32)将传感器线缆(22)固定至二衬(14)表面，用于连接数据采集仪。
6.根据权利要求1所述的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，所述步骤S3中，支架(31)的最大宽度大于d，d＝d1+d2+传感器线缆直径。
7.根据权利要求1所述的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，所述步骤S4中，电缆导槽(33)为U型槽结构，用以安装固定传感器线缆(22)，防止浇筑回填混凝土(13)时，传感器线缆(22)破坏或者沿隧道纵向位置偏移；
电缆导槽(33)垂直于隧道纵向剖面形状采用倒梯形形状，以保证传感器线缆(22)在电缆导槽(33)内转角的转弯半径达到线缆直径的20倍，避免线缆转角破坏。
8.根据权利要求1所述的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，所述步骤S4中，电缆导槽(33)出回填混凝土(13)位置处梯形面最大宽度大于d，d＝d1+d2+传感器线缆直径。
9.根据权利要求1所述的大直径盾构隧道管片监测线缆通过二衬的方法，其特征在于，所述步骤S5中，支架(31)上表面低于回填混凝土(13)上表面5cm。
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