CN114165241A - 隧道衬砌土压力的检测系统及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种隧道衬砌土压力的检测系统，隧道内壁铺设有若干相互拼接的管片，包括：间隔埋设于管片中的若干土压力计，土压力计的检测头贴合于管片靠近隧道内壁的侧面，土压力计的缆线凸伸出管片并位于隧道内，以测量管片的土压力数值；连接于若干缆线且固定于隧道的底部的数据采集单元，以获取土压力计测量的土压力数值；以及与数据采集单元无线连接的终端，通过终端接收数据获取单元收集到的土压力数值。本发明解决了传统检测方式操作困难的技术问题，提高了对隧道的土压力检测效率，提高了隧道施工的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体来说涉及一种隧道衬砌土压力的检测系统及其施工方法。
背景技术
在盾构法进行施工时，盾构衬砌会不可避免的受到施工荷载的影响，施工荷载主要泛指作用在衬砌上的临时荷载，主要包含千斤顶推力、注浆压力、盾尾刷压力和盾壳压力等，这些荷载将直接影响到衬砌的受力并进而影响到隧道的安全使用和耐久性，故盾构施工中需要对衬砌的压力进行检测，现有的检测方法一般是采用汽车、升降机、脚手架等占用较大空间的方式对隧道进行检测，这种方式操作不便、工作效率低、安全风险大、还可能的影响了线路交通。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供一种隧道衬砌土压力的检测系统，通过间隔埋设于所述管片的土压力计，以便于检测管片受到的隧道土层的土压力数值，进而通过数据采集单元收集并传输土压力数值，之后终端对该些土压力数值进行处理，以生成数据报表，便于施工人员直观的观察隧道内壁的土压力值变化，从而便于指导施工，解决了传统检测方式操作困难的技术问题，提高了对隧道的土压力检测效率，提高了隧道施工的安全性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种隧道衬砌土压力的检测系统，隧道内壁铺设有若干相互拼接的管片，包括：
间隔埋设于管片中的若干土压力计，以测量管片受到的土压力数值；
连接于若干土压力计且固定于位于底部的管片的数据采集单元，以获取土压力计测量的土压力数值；以及
与数据采集单元无线连接的终端，通过终端接收数据采集单元获取的土压力数值。
本发明隧道衬砌土压力的检测系统的进一步改进在于，土压力计包括贴合于管片靠近隧道内壁的侧面的检测头以及一端与检测头相连接且另一端穿过管片并自管片远离隧道的内壁一侧向外伸出的缆线，缆线的伸出部分和数据采集单元连接。
本发明隧道衬砌土压力的检测系统的进一步改进在于，数据采集单元包括电连接于缆线且固定于位于底部的管片的若干采集器、电连接于若干采集器且固定于位于底部的管片的控制器以及电连接于若干控制器且可发射无线信号的交换机。
本发明隧道衬砌土压力的检测系统的进一步改进在于，隧道形成于砾层；
土压力计沿隧道的横截面间隔设置有六个。
本发明隧道衬砌土压力的检测系统的进一步改进在于，隧道形成于砂层；
土压力计沿隧道的横截面间隔设置有七个。
本发明隧道衬砌土压力的检测系统的进一步改进在于，终端为电脑。
本发明隧道衬砌土压力的检测系统的进一步改进在于，隧道的一个横截面相互拼接设置有八个管片，一个管片设置有一个土压力计。
一种隧道衬砌土压力的检测系统的施工方法，包括如下步骤：
利用土压力计检测管片受到土压力数值；
通过数据采集单元获取土压力计测量的土压力数值；
利用终端接收数据采集单元获取的土压力数值，进而根据采集的时间以及位置生成数据报表。
进一步的，管片上开设有安装孔，土压力计包括检测头和缆线；
将土压力计的检测头置于管片靠近所述隧道内壁的侧面，并将缆线穿设于安装孔中，进而于安装孔中浇筑混凝土以形成注浆层，从而土压力计的检测头固定于管片，且部分缆线埋设于注浆层，进而将数据采集单元和缆线相连接。
进一步的，数据采集单元包括电连接于缆线且固定于位于底部的管片的若干采集器、电连接于若干采集器且固定于位于底部的管片的控制器以及电连接于若干控制器且可发射无线信号的交换机；
收集土压力数值时，利用采集器采集土压力计测量的土压力数值，进而传输给控制器；
利用控制器将土压力数值转换为对应的电信号，并将电信号传输给交换机；
利用交换机将电信号转换为无线信号，进而终端获取无线信号。
本发明隧道衬砌土压力的检测系统通过间隔埋设于管片的土压力计，以便于检测管片收到的隧道土层的土压力数值，进而通过数据采集单元收集并传输土压力数值，之后终端对该些土压力数值进行处理，以生成数据图或报表，便于施工人员直观的观察隧道内壁的土压力值变化，从而便于指导施工，解决了传统检测方式操作困难的技术问题，提高了对隧道的土压力检测效率，提高了隧道施工的安全性。
附图说明
图1是本发明隧道衬砌土压力的检测系统中隧道形成于砾层时的正面剖视图。
图2是本发明隧道衬砌土压力的检测系统中隧道形成于砂层时的正面剖视图。
附图标记与部件的对应关系如下：隧道1，管片2，土压力计3。
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1至图2，本发明提供一种隧道衬砌土压力的检测系统，隧道1内壁铺设有若干相互拼接的管片2，包括：
间隔埋设于管片2中的若干土压力计3，以测量管片2受到的土压力数值；
连接于若干土压力计3且固定于位于底部的管片2的数据采集单元，以获取土压力计3测量的土压力数值；以及
与数据采集单元无线连接的终端，通过终端接收数据采集单元获取的土压力数值。
本发明隧道衬砌土压力的检测系统一种较佳实施案例为，土压力计3包括贴合于管片2靠近隧道内壁的侧面的检测头以及一端与检测头相连接且另一端穿过管片2并自管片2远离隧道的内壁一侧向外伸出的缆线，缆线的伸出部分与数据采集单元连接。
较佳地，管片2在浇筑过程中埋设有预埋件，当管片的混凝土凝固后，将预埋件取出，对应预埋件的位置形成安装孔，土压力计3安装于安装孔。
进一步的，数据采集单元包括电连接于缆线且固定于位于底部的管片2的若干采集器、电连接于若干采集器且固定于位于底部的管片2的控制器以及电连接于若干控制器且可发射无线信号的交换机；
通过采集器采集土压力数值，进而传输给控制器使得土压力数值转换为对应的电信号，进而电信号传输给交换机转换为无线信号，进而终端收集无线信号。
进一步的，如图1所示，隧道1形成于砾层；土压力计3沿隧道1的横截面间隔设置有六个。
进一步的，如图2所示，隧道1形成于砂层；土压力计3沿隧道1的横截面间隔设置有七个。
较佳地，砾层的土质颗粒较大，砂层的土质颗粒较小，当隧道施工过程中由砾层进入砂层，或者由砂层进入砾层时，隧道铺设的管片受到的土压力数值会发生明显的改变，且砂层的土质颗粒较小，随每个管片的作用力随高度以及设置方向会发生明显的变化，因此对应砂层的管片处间隔设置七个土压力计，以便于提高对管片2受到的土压力数值的检测。
具体的，一个采集器最多可与三个土压力计3电连接。
具体的，一个控制器可以与最多三个采集器电连接。
较佳地，终端为电脑。
较佳地，隧道的一个横截面相互拼接设置有八个管片2，一个管片2设置有一个土压力计3。
一种隧道衬砌土压力的检测系统的施工方法，包括如下步骤：
利用土压力计3检测管片2受到的土压力值；
通过数据采集单元获取土压力计3测量的土压力数值；
利用终端接收数据采集单元收集到的土压力数值，进而根据采集的时间以及位置并生成数据报表。
进一步的，管片2上开设有安装孔，土压力计3包括检测头和缆线；；
将土压力计3的检测头置于管片2靠近隧道1内壁的侧面，并将缆线穿设于安装孔中，进而于安装孔中浇筑混凝土以形成注浆层，从而土压力计3的检测头固定于管片，且部分缆线埋设于注浆层，进而将数据采集单元和缆线相连接。
进一步的，数据采集单元包括电连接于缆线且固定于位于底部的管片2的若干采集器、电连接于若干采集器且固定于位于底部的管片2的控制器以及电连接于若干控制器且可发射无线信号的交换机；
收集土压力数值时，利用采集器采集土压力计3测量的土压力数值，进而传输给控制器；
利用控制器将土压力数值转换为对应的电信号，并将电信号传输给交换机；
利用交换机将电信号转换为无线信号，进而终端获取无线信号。
本发明隧道衬砌土压力的检测系统的具体实施案例为，
当隧道1开挖进入砂层时，将对应隧道一个环向的若干管片2的安装孔中间隔安装七个土压力计3，其中，土压力计3的检测头置于管片2靠近隧道1内壁的侧面，并将缆线穿设于安装孔，进而于安装孔中浇筑混凝土以形成注浆层，从而土压力计3的检测头固定于管片，且部分缆线埋设于注浆层；
提供三个采集器，将采集器固定于位于底部的管片2，将七个土压力计3的缆线分别电连接于采集器，其中一个采集器最多与三个缆线电连接，将控制器电连接于若干采集器并固定于隧道的底部，将交换机电连接于控制器；
将终端与控制器无线连接，利用采集器获取土压力计测量的土压力数值，进而传输给控制器使得土压力数值转换为对应的电信号，进而电信号传输给交换机转换为无线信号，进而终端收集无线信号进行处理，通过终端接收数据采集单元收集到的土压力数值并生成数据报表，施工人员根据数据报表以判断隧道1衬砌的土压力；
当隧道1开挖进入砾层时，将对应隧道一个环向的若干管片2的安装孔中间隔安装六个土压力计3，其中，土压力计3的检测头置于管片2靠近隧道1内壁的侧面，并将缆线穿设于安装孔，进而于安装孔中浇筑混凝土以形成注浆层，从而土压力计3的检测头固定于管片，且部分缆线埋设于注浆层；
提供三个采集器，将采集器固定于位于底部的管片2，将七个土压力计3的缆线分别电连接于采集器，其中一个采集器最多与三个缆线电连接，将控制器电连接于若干采集器并固定于隧道的底部，将交换机电连接于控制器；
将终端与控制器无线连接，利用采集器获取土压力计测量的土压力数值，进而传输给控制器使得土压力数值转换为对应的电信号，进而电信号传输给交换机转换为无线信号，进而终端收集无线信号进行处理，利用终端接收数据采集单元收集到的土压力数值并生成数据报表，施工人员根据数据报表以判断隧道1衬砌的土压力。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种隧道衬砌土压力的检测系统，所述隧道内壁铺设有若干相互拼接的管片，其特征在于，包括：
间隔埋设于所述管片中的若干土压力计，以测量所述管片受到的土压力数值；
连接于若干所述土压力计且固定于位于底部的管片的数据采集单元，以获取所述土压力计测量的土压力数值；以及
与所述数据采集单元无线连接的终端，通过所述终端接收所述数据采集单元获取的土压力数值。
2.根据权利要求1所述的隧道衬砌土压力的检测系统，其特征在于，所述土压力计包括贴合于所述管片靠近所述隧道内壁的侧面的检测头以及一端与所述检测头相连接且另一端穿过所述管片并自所述管片远离所述隧道的内壁一侧向外伸出的缆线，所述缆线的伸出部分和所述数据采集单元连接。
3.根据权利要求2所述的隧道衬砌土压力的检测系统，其特征在于，所述数据采集单元包括电连接于所述缆线且固定于位于底部的管片的若干采集器、电连接于若干所述采集器且固定于位于底部的管片的控制器以及电连接于若干所述控制器且可发射无线信号的交换机。
4.根据权利要求1所述的隧道衬砌土压力的检测系统，其特征在于，所述隧道形成于砾层；
所述土压力计沿所述隧道的横截面间隔设置有六个。
5.根据权利要求1所述的隧道衬砌土压力的检测系统，其特征在于，所述隧道形成于砂层；
所述土压力计沿所述隧道的横截面间隔设置有七个。
6.根据权利要求1所述的隧道衬砌土压力的检测系统，其特征在于，所述终端为电脑。
7.根据权利要求1所述的隧道衬砌土压力的检测系统，其特征在于，所述隧道的一个横截面相互拼接设置有八个管片，一个所述管片设置有一个所述土压力计。
8.一种如权利要求1所述的隧道衬砌土压力的检测系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用所述土压力计检测所述管片受到土压力数值；
通过所述数据采集单元获取所述土压力计测量的土压力数值；
利用所述终端接收所述数据采集单元获取的土压力数值，进而根据采集的时间以及位置生成数据报表。
9.根据权利要求8所述的隧道衬砌土压力的检测系统的施工方法，其特征在于，所述管片上开设有安装孔，所述土压力计包括检测头和缆线；
将所述土压力计的检测头置于所述管片靠近所述隧道内壁的侧面，并将所述缆线穿设于所述安装孔，进而于所述安装孔中浇筑混凝土以形成注浆层，从而所述土压力计的检测头固定于管片，且部分缆线埋设于所述注浆层，进而将所述数据采集单元和所述缆线相连接。
10.根据权利要求9所述的隧道衬砌土压力的检测系统的施工方法，其特征在于，所述数据采集单元包括电连接于所述缆线且固定于位于底部的管片的若干采集器、电连接于若干所述采集器且固定于位于底部的管片的控制器以及电连接于若干所述控制器且可发射无线信号的交换机；
收集所述土压力数值时，利用所述采集器采集所述土压力计测量的所述土压力数值，进而传输给所述控制器；
利用所述控制器将所述土压力数值转换为对应的电信号，并将所述电信号传输给所述交换机；
利用所述交换机将所述电信号转换为无线信号，进而所述终端获取所述无线信号。
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