CN114018465A - 用于盾尾压力平衡的监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盾构施工过程的检测技术领域，公开了用于盾尾压力平衡的监测装置。包括筒体和设置于筒体一端的锥形头，在筒体远离锥形头一端设置螺纹套筒套接调节螺杆，第一腔室内部调节螺杆末端通过活动件活动连接调节连杆，调节连杆活动连接固定块后通过限位滑块活动套接导向杆，固定块两侧外壁上分别设置限位杆，其末端均贯穿筒体侧壁，在筒体外壁上设置安装座，安装座四周的弧形面上对应限位杆处分别设置弯曲套筒，装置贯穿盾尾注浆孔后利用锥形头进行固定，随后旋转调节把手驱动调节螺杆配合调节连杆推动固定块分离，固定块推动限位杆进入弯曲套筒内进行弯曲，延伸出来的弯曲限位杆延伸至安装孔内进行反向限位固定，增加装置的安装稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工过程的检测技术领域，具体而言，涉及用于盾尾压力平衡的监测装置。
背景技术
盾尾同步注浆是盾构施工过程的重要环节，通过填充管片与开挖边界之间的空隙达到控制地层变形的目的。在盾构PLC上设定的注浆压力时需根据上覆地层的水土压力确定，设定压力过小则无法克服地层压力，如果设定压力过大，可能会劈裂地层或击穿盾尾刷。故注浆压力应根据地层压力的大小确定。在盾构施工过程中，主要通过注浆泵将浆液注入到盾尾注浆口，盾尾注浆口与注浆池通过管道连接，由于注浆管里存在部分空气填充，使得注浆泵的压力并不能完成反映盾构注浆口的浆液压力，注浆压力应在盾尾注浆口实时检测。
现有的对盾尾注浆压力的检测一般都是通过在注浆孔旁均匀设置土压力计来监测周围地层压力。然而，现有的土压力计多是利用固定螺钉进行固定，在注浆孔内注浆时，土压力计受注浆浆液的冲击容易从注浆孔内壁上脱落下来，影响对周围地层压力的监测和检测结果的精度；而且现有的土压力计多是连接有信号传输电缆的，信号传输电缆随土压力计一起设置于盾尾注浆孔中，电缆缺乏安全防护，在其随土压力计进行安装时，信号传输电缆会容易被浆液中锋利的石块等损坏，严重时会造成电缆的直接断裂，影响其正常使用。
因此，我们推出了用于盾尾压力平衡的监测装置。
发明内容
本发明的目的在于提供用于盾尾压力平衡的监测装置，旨在解决上述背景技术中，土压力计通过固定销设置于注浆孔内壁上受浆液冲击容易掉落，影响对周围地层压力的监测和检测结果的精度的问题，以及避免信号传输电缆外露设置，在随土压力计进行安装容易被浆液中锋利的石块等损坏的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于盾尾压力平衡的监测装置，包括筒体和设置于筒体一端的锥形头，锥形头的外壁上设置有限位螺旋齿，筒体的内部设置有隔板，隔板将其内部分隔成第一腔室和第二腔室，筒体远离锥形头一端的第一腔室外壁上设置有螺纹套筒，螺纹套筒的内腔套接有调节螺杆，调节螺杆延伸至第一腔室内部，其末端与限位组件相连接，且第一腔室外部的调节螺杆末端固定连接有调节把手，第二腔室内的隔板外壁上压力测量件，第二腔室对应的筒体两侧外壁上分别开设有通孔，通孔关于压力测量件对称设置，且压力测量件相对的第二腔室内壁上固定连接有辅助测量组件，辅助测量组件一侧的第二腔室外壁上设置有防护管，防护管内安装有信号传输电缆，信号传输电缆电性连接压力测量件和辅助测量组件。
进一步地，限位组件包括活动连接于第一腔室内调节螺杆末端的活动件，活动件两侧外壁分别与调节连杆的一端活动相连，调节连杆的另一端分别活动连接于固定块的一侧外壁，固定块远离调节连杆的一侧外壁上设置有限位滑块，限位滑块分别活动套接于设置于第一腔室两侧内壁间的导向杆外壁上，限位滑块贴合第一腔室内壁设置，且固定块相背的一侧外壁上分别均匀设置有限位杆，限位杆的末端均贯穿第一腔室两侧的筒体侧壁。
进一步地，限位杆对应的筒体两侧外壁上分别设置有弯曲件，弯曲件包括分别固定连接于筒体两侧外壁上安装座，安装座的两端分别呈一大一小状设置，且小端头固定连接于筒体的外壁上，安装座的四周分别设置有弧形面，弧形面均呈内凹状设置，弧形面的外壁上分别固定连接有弯曲套筒，弯曲套筒分别对应限位杆设置，弯曲套筒用于限位杆在其内部滑动时将其弯曲。
进一步地，弯曲套筒的端口与限位杆贯穿筒体侧壁的贯穿孔相对齐，限位滑块相互靠近时限位杆的末端均活动套接于弯曲套筒进口处，且限位杆的长度大于弯曲套筒长度的二分之三倍。
进一步地，压力测量件包括固定连接于第二腔室内的隔板外壁上的固定座，固定座通过嵌合固定连接于隔板外壁上，固定座的外壁上设置有背板，背板远离固定座一侧的外壁上设置有感应板，感应板与背板间设置有激振电磁线圈，感应板通过电极电性连接信号传输电缆的一端。
进一步地，辅助测量组件包括固定连接于第二腔室内壁上的压力传感器，压力传感器对应压力测量件设置，且压力传感器的两侧外壁上分别设置有连接弹簧，连接弹簧的末端分别固定连接于移动触板的两侧外壁上，移动触板活动卡合于第二腔室内壁间，且移动触板外壁上对应压力传感器处设置有顶压杆，压力传感器通过电极电性连接信号传输电缆。
进一步地，防护管与筒体构成一体式结构，防护管包括中心管，中心管的外壁上套接有防爆玻璃管一，防爆玻璃管一的外壁上分别均匀间隔设置有加强块，加强块的末端分别固定连接于防爆玻璃管二的内壁上。
进一步地，加强块呈十字型对称分布设置，且加强块间的防爆玻璃管一和防爆玻璃管二侧壁间设置成真空腔，真空腔抽真空处理，且防爆玻璃管二的外壁上均匀设置有缓冲球，缓冲球的外壁上包裹设置有防护外套管，防护外套管为不锈钢材料所制成的构件。
进一步地，缓冲球为半球状结构，其内部呈中空状，且缓冲球间的外部缝隙内填充有陶瓷粒。
进一步地，中心管为双层叠合的蜂窝状结构，其内壁上固定连接有保温板层，保温板层为聚氨酯材料所制成的构件，保温板层通过粘黏压合固定连接于中心管的内壁上。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明提出的用于盾尾压力平衡的监测装置，在筒体远离锥形头一端的第一腔室外壁上设置螺纹套筒，螺纹套筒的内腔套接调节螺杆，调节螺杆延伸至第一腔室内部，其末端通过活动件分别与调节连杆活动连接，调节连杆活动连接固定块后通过限位滑块活动套接第一腔室两侧内壁间的导向杆，固定块相背的外壁上分别均匀设置限位杆，限位杆的末端均贯穿第一腔室两侧的筒体侧壁，并在其外壁上设置弯曲件的安装座，安装座四周的弧形面上对应限位杆处分别设置弯曲套筒，将装置贯穿盾尾的注浆孔后利用锥形头进行连接固定，并将筒体上的通孔对准注浆孔，随后旋转调节把手驱动调节螺杆配合调节连杆推动固定块分离，固定块推动限位杆进入弯曲套筒内进行挤压弯曲，从弯曲套筒末端延伸出来的弯曲限位杆即可延伸至安装座对应的安装孔内进行反向限位固定，增加装置的安装稳定性。
2.本发明提出的用于盾尾压力平衡的监测装置，在第二腔室内的隔板外壁上嵌合固定连接的固定座，固定座的外壁上设置依次设置背板和感应板，并在感应板相对的第二腔室内壁上设置压力传感器，且压力传感器的两侧外壁上分别设置连接弹簧，连接弹簧的末端分别固定连接于移动触板的两侧外壁上，移动触板活动卡合于第二腔室内壁间，且移动触板外壁上对应压力传感器处设置有顶压杆，压力传感器通过电极电性连接传输电缆，注浆浆液从通孔流入第二腔室内部，分别推挤感应板和移动触板，感应板受推动直接检测注浆时土层压力，同时移动触板受推动后驱动顶压杆挤压压力传感器，压力传感器第二次检测到注浆压力，利用两次检测结果的对比来反应同点处的注浆土层压力，提高检测的准确性。
3.本发明提出的用于盾尾压力平衡的监测装置，在防护管的中心管的外壁上套接防爆玻璃管一，防爆玻璃管一的外壁上设置加强块连接防爆玻璃管二，强块呈十字型对称分布设置，且加强块间的防爆玻璃管一和防爆玻璃管二侧壁间设置成真空腔，真空腔抽真空处理，防爆玻璃管二的外壁上均匀设置缓冲球，缓冲球的外壁上包裹设置有防护外套管，防护外套管为不锈钢材料所制成的构件，缓冲球为半球状结构，其内部呈中空状，且缓冲球间的外部缝隙内填充有陶瓷粒，不锈钢的防护外套管受冲击变形后挤压缓冲球，同时陶瓷粒对挤压变形处提供缓冲抵抗，防止防护外套管严重变形，随后双层防爆玻璃管及内部的真空腔则提供足够的刚性强度，完全抵消冲击损伤，将其内部的信号传输电缆有效保护在内，避免其注浆时受损影响使用。
附图说明
图1为本发明用于盾尾压力平衡的监测装置的整体结构示意图；
图2为本发明用于盾尾压力平衡的监测装置的整体安装结构示意图；
图3为本发明用于盾尾压力平衡的监测装置的筒体截面图；
图4为本发明用于盾尾压力平衡的监测装置的图3中A处放大结构示意图；
图5为本发明用于盾尾压力平衡的监测装置的弯曲件结构示意图；
图6为本发明用于盾尾压力平衡的监测装置的弯曲件弯曲限位杆结构示意图；
图7为本发明用于盾尾压力平衡的监测装置的压力测量件结构示意图；
图8为本发明用于盾尾压力平衡的监测装置的防护管截面图。
图中：1、筒体；2、锥形头；3、限位螺旋齿；4、隔板；5、第一腔室；6、第二腔室；7、螺纹套筒；8、调节螺杆；9、限位组件；91、活动件；92、调节连杆；93、固定块；94、限位滑块94，限位滑块；95、限位杆；10、调节把手；11、压力测量件；111、固定座；112、背板；113、感应板；12、通孔；13、辅助测量组件；131、压力传感器；132、连接弹簧；133、移动触板；134、顶压杆；14、防护管；141、中心管；142、防爆玻璃管一；143、加强块；144、防爆玻璃管二；145、真空腔；146、缓冲球；147、防护外套管；148、保温板层；15、信号传输电缆；16、弯曲件；161、安装座；162、弧形面；163、弯曲套筒；17、导向杆。
具体实施方式
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。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。
请参阅图1-3，用于盾尾压力平衡的监测装置，包括筒体1和设置于筒体1一端的锥形头2，锥形头2的外壁上设置有限位螺旋齿3，筒体1的内部设置有隔板4，隔板4将其内部分隔成第一腔室5和第二腔室6，筒体1远离锥形头2一端的第一腔室5外壁上设置有螺纹套筒7，螺纹套筒7的内腔套接有调节螺杆8，调节螺杆8延伸至第一腔室5内部，其末端与限位组件9相连接，且第一腔室5外部的调节螺杆8末端固定连接有调节把手10，第二腔室6内的隔板4外壁上压力测量件11，第二腔室6对应的筒体1两侧外壁上分别开设有通孔12，通孔12关于压力测量件11对称设置，且压力测量件11相对的第二腔室6内壁上固定连接有辅助测量组件13，辅助测量组件13一侧的第二腔室6外壁上设置有防护管14，防护管14内安装有信号传输电缆15，信号传输电缆15电性连接压力测量件11和辅助测量组件13。
请参阅图3和图4，限位组件9包括活动连接于第一腔室5内调节螺杆8末端的活动件91，活动件91两侧外壁分别与调节连杆92的一端活动相连，调节连杆92的另一端分别活动连接于固定块93的一侧外壁，固定块93远离调节连杆92的一侧外壁上设置有限位滑块94，限位滑块94分别活动套接于设置于第一腔室5两侧内壁间的导向杆17外壁上，限位滑块94贴合第一腔室5内壁设置，且固定块93相背的一侧外壁上分别均匀设置有限位杆95，限位杆95的末端均贯穿第一腔室5两侧的筒体1侧壁。
请参阅图1、图3、图5和图6，限位杆95对应的筒体1两侧外壁上分别设置有弯曲件16，弯曲件16包括分别固定连接于筒体1两侧外壁上安装座161，安装座161的两端分别呈一大一小状设置，且小端头固定连接于筒体1的外壁上，安装座161的四周分别设置有弧形面162，弧形面162均呈内凹状设置，弧形面162的外壁上分别固定连接有弯曲套筒163，弯曲套筒163分别对应限位杆95设置，弯曲套筒163用于限位杆95在其内部滑动时将其弯曲，弯曲套筒163的端口与限位杆95贯穿筒体1侧壁的贯穿孔相对齐，限位滑块94相互靠近时限位杆95的末端均活动套接于弯曲套筒163进口处，且限位杆95的长度大于弯曲套筒163长度的二分之三倍，将装置贯穿盾尾的注浆孔后利用锥形头2进行连接固定，并将筒体1上的通孔12对准注浆孔，随后旋转调节把手10驱动调节螺杆8配合调节连杆92推动固定块93分离，固定块93推动限位杆95进入弯曲套筒163内进行挤压弯曲，从弯曲套筒163末端延伸出来的弯曲限位杆95即可延伸至安装座161对应的安装孔内进行反向限位固定，增加装置的安装稳定性。
请参阅图3和图7，压力测量件11包括固定连接于第二腔室6内的隔板4外壁上的固定座111，固定座111通过嵌合固定连接于隔板4外壁上，固定座111的外壁上设置有背板112，背板112远离固定座111一侧的外壁上设置有感应板113，感应板113与背板112间设置有激振电磁线圈，感应板113通过电极电性连接信号传输电缆15的一端。
辅助测量组件13包括固定连接于第二腔室6内壁上的压力传感器131，压力传感器131对应压力测量件11设置，且压力传感器131的两侧外壁上分别设置有连接弹簧132，连接弹簧132的末端分别固定连接于移动触板133的两侧外壁上，移动触板133活动卡合于第二腔室6内壁间，且移动触板133外壁上对应压力传感器131处设置有顶压杆134，压力传感器131通过电极电性连接信号传输电缆15，注浆浆液从通孔12流入第二腔室6内部，分别推挤感应板113和移动触板133，感应板113受推动直接检测注浆时土层压力，同时移动触板133受推动后驱动顶压杆134挤压压力传感器131，压力传感器131第二次检测到注浆压力，利用两次检测结果的对比来反应同点处的注浆土层压力，提高检测的准确性。
请参阅图1和图8，防护管14与筒体1构成一体式结构，防护管14包括中心管141，中心管141的外壁上套接有防爆玻璃管一142，防爆玻璃管一142的外壁上分别均匀间隔设置有加强块143，加强块143的末端分别固定连接于防爆玻璃管二144的内壁上，加强块143呈十字型对称分布设置，且加强块143间的防爆玻璃管一142和防爆玻璃管二144侧壁间设置成真空腔145，真空腔145抽真空处理，且防爆玻璃管二144的外壁上均匀设置有缓冲球146，缓冲球146的外壁上包裹设置有防护外套管147，防护外套管147为不锈钢材料所制成的构件；缓冲球146为半球状结构，其内部呈中空状，且缓冲球146间的外部缝隙内填充有陶瓷粒；中心管141为双层叠合的蜂窝状结构，其内壁上固定连接有保温板层148，保温板层148为聚氨酯材料所制成的构件，保温板层148通过粘黏压合固定连接于中心管141的内壁上，不锈钢的防护外套管147受冲击变形后挤压缓冲球146，同时陶瓷粒对挤压变形处提供缓冲抵抗，防止防护外套管147严重变形，随后双层防爆玻璃管及内部的真空腔145则提供足够的刚性强度，完全抵消冲击损伤，将其内部的信号传输电缆15有效保护在内，避免其注浆时受损影响使用。
工作原理：将装置贯穿盾尾的注浆孔后利用锥形头2进行连接固定，并将筒体1上的通孔12对准注浆孔，随后旋转调节把手10驱动调节螺杆8配合调节连杆92推动固定块93分离，固定块93推动限位杆95进入弯曲套筒163内进行挤压弯曲，从弯曲套筒163末端延伸出来的弯曲限位杆95即可延伸至安装座161对应的安装孔内进行反向限位固定，增加装置的安装稳定性，不锈钢的防护外套管147受冲击变形后挤压缓冲球146，同时陶瓷粒对挤压变形处提供缓冲抵抗，防止防护外套管147严重变形，随后双层防爆玻璃管及内部的真空腔145则提供足够的刚性强度，完全抵消冲击损伤，将其内部的信号传输电缆15有效保护在内，避免其注浆时受损影响使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.用于盾尾压力平衡的监测装置，包括筒体(1)和设置于筒体(1)一端的锥形头(2)，锥形头(2)的外壁上设置有限位螺旋齿(3)，其特征在于：筒体(1)的内部设置有隔板(4)，隔板(4)将其内部分隔成第一腔室(5)和第二腔室(6)，筒体(1)远离锥形头(2)一端的第一腔室(5)外壁上设置有螺纹套筒(7)，螺纹套筒(7)的内腔套接有调节螺杆(8)，调节螺杆(8)延伸至第一腔室(5)内部，其末端与限位组件(9)相连接，且第一腔室(5)外部的调节螺杆(8)末端固定连接有调节把手(10)，第二腔室(6)内的隔板(4)外壁上压力测量件(11)，第二腔室(6)对应的筒体(1)两侧外壁上分别开设有通孔(12)，通孔(12)关于压力测量件(11)对称设置，且压力测量件(11)相对的第二腔室(6)内壁上固定连接有辅助测量组件(13)，辅助测量组件(13)一侧的第二腔室(6)外壁上设置有防护管(14)，防护管(14)内安装有信号传输电缆(15)，信号传输电缆(15)电性连接压力测量件(11)和辅助测量组件(13)。
2.如权利要求1所述的用于盾尾压力平衡的监测装置，其特征在于：限位组件(9)包括活动连接于第一腔室(5)内调节螺杆(8)末端的活动件(91)，活动件(91)两侧外壁分别与调节连杆(92)的一端活动相连，调节连杆(92)的另一端分别活动连接于固定块(93)的一侧外壁，固定块(93)远离调节连杆(92)的一侧外壁上设置有限位滑块(94)，限位滑块(94)分别活动套接于设置于第一腔室(5)两侧内壁间的导向杆(17)外壁上，限位滑块(94)贴合第一腔室(5)内壁设置，且固定块(93)相背的一侧外壁上分别均匀设置有限位杆(95)，限位杆(95)的末端均贯穿第一腔室(5)两侧的筒体(1)侧壁。
3.如权利要求2所述的用于盾尾压力平衡的监测装置，其特征在于：限位杆(95)对应的筒体(1)两侧外壁上分别设置有弯曲件(16)，弯曲件(16)包括分别固定连接于筒体(1)两侧外壁上安装座(161)，安装座(161)的两端分别呈一大一小状设置，且小端头固定连接于筒体(1)的外壁上，安装座(161)的四周分别设置有弧形面(162)，弧形面(162)均呈内凹状设置，弧形面(162)的外壁上分别固定连接有弯曲套筒(163)，弯曲套筒(163)分别对应限位杆(95)设置，弯曲套筒(163)用于限位杆(95)在其内部滑动时将其弯曲。
4.如权利要求3所述的用于盾尾压力平衡的监测装置，其特征在于：弯曲套筒(163)的端口与限位杆(95)贯穿筒体(1)侧壁的贯穿孔相对齐，限位滑块(94)相互靠近时限位杆(95)的末端均活动套接于弯曲套筒(163)进口处，且限位杆(95)的长度大于弯曲套筒(163)长度的二分之三倍。
5.如权利要求1所述的用于盾尾压力平衡的监测装置，其特征在于：压力测量件(11)包括固定连接于第二腔室(6)内的隔板(4)外壁上的固定座(111)，固定座(111)通过嵌合固定连接于隔板(4)外壁上，固定座(111)的外壁上设置有背板(112)，背板(112)远离固定座(111)一侧的外壁上设置有感应板(113)，感应板(113)与背板(112)间设置有激振电磁线圈，感应板(113)通过电极电性连接信号传输电缆(15)的一端。
6.如权利要求1所述的用于盾尾压力平衡的监测装置，其特征在于：辅助测量组件(13)包括固定连接于第二腔室(6)内壁上的压力传感器(131)，压力传感器(131)对应压力测量件(11)设置，且压力传感器(131)的两侧外壁上分别设置有连接弹簧(132)，连接弹簧(132)的末端分别固定连接于移动触板(133)的两侧外壁上，移动触板(133)活动卡合于第二腔室(6)内壁间，且移动触板(133)外壁上对应压力传感器(131)处设置有顶压杆(134)，压力传感器(131)通过电极电性连接信号传输电缆(15)。
7.如权利要求1所述的用于盾尾压力平衡的监测装置，其特征在于：防护管(14)与筒体(1)构成一体式结构，防护管(14)包括中心管(141)，中心管(141)的外壁上套接有防爆玻璃管一(142)，防爆玻璃管一(142)的外壁上分别均匀间隔设置有加强块(143)，加强块(143)的末端分别固定连接于防爆玻璃管二(144)的内壁上。
8.如权利要求7所述的用于盾尾压力平衡的监测装置，其特征在于：加强块(143)呈十字型对称分布设置，且加强块(143)间的防爆玻璃管一(142)和防爆玻璃管二(144)侧壁间设置成真空腔(145)，真空腔(145)抽真空处理，且防爆玻璃管二(144)的外壁上均匀设置有缓冲球(146)，缓冲球(146)的外壁上包裹设置有防护外套管(147)，防护外套管(147)为不锈钢材料所制成的构件。
9.如权利要求8所述的用于盾尾压力平衡的监测装置，其特征在于：缓冲球(146)为半球状结构，其内部呈中空状，且缓冲球(146)间的外部缝隙内填充有陶瓷粒。
10.如权利要求7所述的用于盾尾压力平衡的监测装置，其特征在于：中心管(141)为双层叠合的蜂窝状结构，其内壁上固定连接有保温板层(148)，保温板层(148)为聚氨酯材料所制成的构件，保温板层(148)通过粘黏压合固定连接于中心管(141)的内壁上。
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