CN114320464B - 一种隧道管片接缝处预警装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道管片接缝处预警装置，属于隧道工程领域，包括预埋于管片中的套筒，所述套筒位于两个相邻管片接缝的两侧；还包括与两侧所述套筒固定连接的检测板体，所述检测板体中部设置有软质形变部，所述检测板体两侧设置有刚性连接部；所述软质形变部下方固设有支撑立柱，所述支撑立柱下方设置有充气变形体，所述充气变形体端部设置有警报装置；碎石掉落至所述软质形变部上时，所述支撑立柱向下移动戳破所述充气变形体，以使所述充气变形体变形接通所述警报装置。在碎石掉落时可以及时检测，且检测板体可以承接住碎石避免掉落到轨道上。

Description

一种隧道管片接缝处预警装置及方法

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，尤其涉及一种隧道管片接缝处预警装置及方法。

背景技术

伴随着中国城市化的进程，城市的车辆保有量以及人口随之不断增长，为此需要建设越来越多的地下通道和城市地下快速路以解决或缓解城市居民“过街难”和车辆交通拥挤等问题。盾构隧道技术由于具有对周围环境影响小、机械化施工速度快、适于各种埋深、安全性高等特点，在城市建筑密集区和水下隧道工程中得到广泛的应用。目前国内采用盾构法施工的隧道大多采用圆环形衬砌，此种圆环形衬砌具有预制拼装简单、结构受力好等优点；但是圆环形隧道衬砌结构在内部空间利用率上并不高，隧道顶底部和两侧均存在较多未利用区域，特别在单管双洞隧道中由于隧道直径太大，空间利用率更低；圆环形隧道衬砌为满足使用阶段内部空间的限界要求，直径往往都很大，在地下水浮力的作用下，对上部覆土厚度也有较高要求；从断面的有效利用率看，矩形隧道断面比圆形断面更合理，在有效面积相同的条件下，显然矩形断面的外包尺寸比圆环形隧道外包尺寸要更小，占用地下空间更少，隧道顶覆土厚度要求更小。

在隧道以及地铁等工程中，管片接缝处会出现碎块掉落以及渗水等工程问题，影响隧道寿命以及列车行驶安全。由于路线长，空间大，该类问题往往难以及时发现，由此导致问题加剧，甚至引发安全事故，所以，快捷的对该类问题进行预警具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出隧道管片接缝处预警装置及方法，当出现接缝碎块坠落或者渗水等问题时，能够及时的通过警报灯进行警报，让检修人员快速确定问题发生位置以及问题类型，从而能够有针对性的进行处理，最大限度的减小工程问题造成的不良后果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种隧道管片接缝处预警装置，包括预埋于管片中的套筒，所述套筒位于两个相邻管片接缝的两侧；还包括与两侧所述套筒固定连接的检测板体，所述检测板体中部设置有软质形变部，所述检测板体两侧设置有刚性连接部；所述软质形变部下方固设有支撑立柱，所述支撑立柱下方设置有充气变形体，所述充气变形体端部设置有警报装置；碎石掉落至所述软质形变部上时，所述支撑立柱向下移动戳破所述充气变形体，以使所述充气变形体变形接通所述警报装置。

本发明优选地技术方案在于，所述充气变形体从上至下依次包括上压板、充气气囊以及下压板，所述充气变形体两端设置有连接钢板与所述套筒固定连接，所述上压板与所述连接钢板固定连接，所述连接钢板侧壁设置有与所述下压板滑动连接的导向槽，所述警报装置的控制端与所述下压板连接，当所述下压板往上移动时导通所述警报装置。

本发明优选地技术方案在于，所述充气变形体下方设置有固定横杆，所述固定横杆的两端与所述连接钢板固定连接，所述固定横杆与所述充气变形体之间设置有压缩弹簧，以在所述充气气囊戳破时，所述压缩弹簧将所述下压板往上顶起。

本发明优选地技术方案在于，所述警报装置电性连接有警报电源、警报红灯以及位移触发开关，所述位移触发开关一端连接于所述下压板，以使所述下压板往上移动时导通所述位移触发开关。

本发明优选地技术方案在于，所述上压板顶部设置有开口槽，所述支撑立柱为倒锥台形状，所述支撑立柱下端设置有尖锥体，所述尖锥体位于所述开口槽上方。

本发明优选地技术方案在于，所述软质形变部上侧设置有集水槽，所述集水槽一端设置有漏水检测电路，在所述集水槽中有水时，所述漏水检测电路导通，所述漏水检测电路上的检测绿灯亮起。

本发明优选地技术方案在于，所述刚性连接部的外侧壁设置有齿槽，所述齿槽中设置有贯穿所述刚性连接部侧壁的螺栓孔；所述检测板体两侧设置有若干个连接耳片，所述连接耳片的一端与所述套筒固定连接；所述连接耳片的另一端设置有与所述螺栓孔配合的螺栓柱，所述连接耳片下侧面设置有与所述齿槽配合的齿。

一种隧道管片接缝处预警装置的预警方法，包括渗水预警：初始状态下将检测板体安装在两个管片的接缝处，将漏水检测电路安装于所述检测板体的集水槽中，电路接通用的水触开关放置于集水槽中，当集水槽中有水时导通漏水检测电路使得绿灯亮起；

包括碎块预警：初始状态下充气变形体充满气体膨胀，使得下压板处于底端，软质形变部未变形时，支撑立柱与充气变形体之间有间；在软质形变部变形时使得支撑立柱向下戳破充气变形体，从而使得下压板往上移动导通位移触发开关，使得警报装置的警报红灯发光。

本发明优选地技术方案在于，在碎块预警时，充气变形体被戳破后，支撑立柱下端与充气变形体相抵，同时压缩弹簧给充气变形体提供支撑力，从而使得支撑立柱支撑住软质形变部防止进一步变形。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种隧道管片接缝处预警装置，包括预埋于管片中的套筒，所述套筒位于两个相邻管片接缝的两侧；还包括与两侧所述套筒固定连接的检测板体，所述检测板体中部设置有软质形变部，所述检测板体两侧设置有刚性连接部；所述软质形变部下方固设有支撑立柱，所述支撑立柱下方设置有充气变形体，所述充气变形体端部设置有警报装置；碎石掉落至所述软质形变部上时，所述支撑立柱向下移动戳破所述充气变形体，以使所述充气变形体变形接通所述警报装置。在碎石掉落时可以及时检测，且检测板体可以承接住碎石避免掉落到轨道上。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供的隧道管片接缝处预警装置整体示意图；

图2是本发明具体实施方式中提供的检测板体结构示意图；

图3是本发明具体实施方式中提供的检测板体与连接耳片安装示意图；

图4是本发明具体实施方式中提供的检测电路部分示意图；

图5是本发明具体实施方式中提供的充气变形体示意图；

图中：

1、检测板体；2、支撑立柱；3、充气变形体；4、警报装置；5、压缩弹簧；6、固定横杆；7、连接钢板；11、防水黏条；12、集水槽；13、连接耳片；14、水触开关；15、电池；16、警报绿灯；101、软质形变部；102、刚性连接部；1021、齿槽；1022、螺栓孔；131、螺栓柱；21、尖锥体；31、上压板；32、充气气囊；33、下压板；41、警报电源；42、警报红灯；43、位移触发开关。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-5所示，本实施例提供一种隧道管片接缝处预警装置，包括预埋于管片中的套筒，所述套筒位于两个相邻管片接缝的两侧；在预制管片时，事先在边缘位置预埋套筒。还包括与两侧所述套筒固定连接的检测板体1，所述检测板体1中部设置有软质形变部101，所述检测板体1两侧设置有刚性连接部102；在两个管片拼接之后安装检测板体1在缝隙处。优选的，所述软质形变部101下方固设有支撑立柱2，所述支撑立柱2下方设置有充气变形体3，所述充气变形体3端部设置有警报装置4；碎石掉落至所述软质形变部101上时，所述支撑立柱2向下移动戳破所述充气变形体3，以使所述充气变形体3变形接通所述警报装置4。软质形变部101采用易变形的橡胶材质，使得在碎石掉落在软质形变部101上时会导致其往下形变，从而使得支撑立柱2下移戳破充气变形体3，从而使得警报装置4接通，从而进行预警。同时软质形变部101可以承接住掉落的碎石，避免碎石掉落至轨道上造成危险。同时软质形变部101向下形变会增加上方的空间，使得可以更好的容纳碎石，使得碎石掉落的情况可以被及时发现。而掉落一定程度后，支撑立柱2又可以对软质形变部101提供一定的支撑力，避免其过重而导致脱落。

为了在碎石的重力作用下灵敏的开启警报装置4，所述充气变形体3从上至下依次包括上压板31、充气气囊32以及下压板33，所述充气变形体3两端设置有连接钢板7与所述套筒固定连接，所述上压板31与所述连接钢板7固定连接，所述连接钢板7侧壁设置有与所述下压板33滑动连接的导向槽，所述警报装置4的控制端与所述下压板33连接，当所述下压板33往上移动时导通所述警报装置4。在初始状态下，充气气囊32充满气体，从而将下压板33往下推开。进一步地，所述警报装置4电性连接有警报电源41、警报红灯42以及位移触发开关43，所述位移触发开关43一端连接于所述下压板33，以使所述下压板33往上移动时导通所述位移触发开关43。充气气囊32充气状态下，位移触发开关43处于断开状态。当充气气囊32被戳破时，由于上压板31固定不动，充气气囊32收缩会使得下压板33上移，从而导通位移触发开关43，从而使得警报红灯42发光预警，巡检人员可以及时发现并处置。

为了保证位移触发开关43在充气气囊32被戳破时接通，所述充气变形体3下方设置有固定横杆6，所述固定横杆6的两端与所述连接钢板7固定连接，所述固定横杆6与所述充气变形体3之间设置有压缩弹簧5，以在所述充气气囊32戳破时，所述压缩弹簧5将所述下压板33往上顶起。充气气囊32收缩性有限，使得下压板33上移的距离很小，从而位移触发开关43存在不能触发的可能性。而压缩弹簧5的设置可以提供一个作用力来推动下压板33上移，从而确保位移触发开关43一定会触发。

进一步地，所述上压板31顶部设置有开口槽，所述支撑立柱2为倒锥台形状，所述支撑立柱2下端设置有尖锥体21，所述尖锥体21位于所述开口槽上方。在压缩弹簧5的作用力下会将下压板33往上推至与上压板31贴合，从而提供给上压板31支撑力。支撑立柱2下移戳破充气气囊32后与上压板31相抵，从而上压板31给支撑立柱2提供支撑力，从而可以有效的支撑软质形变部101上的碎石。同时配合压缩弹簧5的作用力可以使得碎石掉落至软质形变部101时提供缓冲作用力，减小装置震动。

同时为了检测漏水情况，所述软质形变部101上侧设置有集水槽12，所述集水槽12一端设置有漏水检测电路，在所述集水槽12中有水时，所述漏水检测电路导通，所述漏水检测电路上的检测绿灯亮起。刚性连接部102与管片连接的一侧设置有防水黏条11，避免大量漏水时溢出。漏水检测电路设置有警报绿灯16、电池15和水触开关14。当有水进入集水槽12中时，水流沿着集水槽12的弧面留至两端，从而使得端部的水触开关14快速导通，发出绿灯警示，从而可以及时处理。

优选的，所述刚性连接部102的外侧壁设置有齿槽1021，所述齿槽1021中设置有贯穿所述刚性连接部102侧壁的螺栓孔1022；所述检测板体1两侧设置有若干个连接耳片13，所述连接耳片13的一端与所述套筒固定连接；所述连接耳片13的另一端设置有与所述螺栓孔1022配合的螺栓柱131，所述连接耳片13下侧面设置有与所述齿槽1021配合的齿。从而使得检测板体1可以牢固稳定的与套筒连接，可以承受较大的碎石掉落的冲击力。

一种隧道管片接缝处预警装置的预警方法，包括渗水预警：初始状态下将检测板体1安装在两个管片的接缝处，将漏水检测电路安装于所述检测板体1的集水槽12中，电路接通用的水触开关14放置于集水槽12中，当集水槽12中有水时导通漏水检测电路使得绿灯亮起；通过检测板体1的导流作用，使得水流不会掉落至轨道上，可以很好的收集至两端，在少量漏水的情况下就可以灵敏的检测出来。若没有及时发现的情况下，水蒸发干了之后，且没有继续漏水警报又可以自动解除，使用简单高效。

包括碎块预警：初始状态下充气变形体3充满气体膨胀，使得下压板33处于底端，软质形变部101未变形时，支撑立柱2与充气变形体3之间有间；在软质形变部101变形时使得支撑立柱2向下戳破充气变形体3，从而使得下压板33往上移动导通位移触发开关43，使得警报装置4的警报红灯42发光。碎块掉落时可以被承接住，且软质形变部101向下变形留出较多的空间来承接碎石，使得石块在不稳定是时可以直接掉落，然后被检测出来，避免碎石松动但是又不能掉落下来无法及时检测的问题，且石块不会掉落至轨道影响行车安全。

优选的，在碎块预警时，充气变形体3被戳破后，支撑立柱2下端与充气变形体3相抵，同时压缩弹簧5给充气变形体3提供支撑力，从而使得支撑立柱2支撑住软质形变部101防止进一步变形。软质形变部101不但可以变形预留较大的空间来承接碎石，大量掉落的碎石也可以通过支撑立柱2来支撑住避免掉落引发危险。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种隧道管片接缝处预警装置，其特征在于：

包括预埋于管片中的套筒，所述套筒位于两个相邻管片接缝的两侧；

还包括与两侧所述套筒固定连接的检测板体(1)，所述检测板体(1)中部设置有软质形变部(101)，所述检测板体(1)两侧设置有刚性连接部(102)；

所述软质形变部(101)下方固设有支撑立柱(2)，所述支撑立柱(2)下方设置有充气变形体(3)，所述充气变形体(3)端部设置有警报装置(4)；

碎石掉落至所述软质形变部(101)上时，所述支撑立柱(2)向下移动戳破所述充气变形体(3)，以使所述充气变形体(3)变形接通所述警报装置(4)；

所述充气变形体(3)从上至下依次包括上压板(31)、充气气囊(32)以及下压板(33)，所述充气变形体(3)两端设置有连接钢板(7)与所述套筒固定连接，所述上压板(31)与所述连接钢板(7)固定连接，所述连接钢板(7)侧壁设置有与所述下压板(33)滑动连接的导向槽，所述警报装置(4)的控制端与所述下压板(33)连接，当所述下压板(33)往上移动时导通所述警报装置(4)；

所述充气变形体(3)下方设置有固定横杆(6)，所述固定横杆(6)的两端与所述连接钢板(7)固定连接，所述固定横杆(6)与所述充气变形体(3)之间设置有压缩弹簧(5)，以在所述充气气囊(32)戳破时，所述压缩弹簧(5)将所述下压板(33)往上顶起；

所述上压板(31)顶部设置有开口槽，所述支撑立柱(2)为倒锥台形状，所述支撑立柱(2)下端设置有尖锥体(21)，所述尖锥体(21)位于所述开口槽上方；

所述软质形变部(101)上侧设置有集水槽(12)，所述集水槽(12)一端设置有漏水检测电路，在所述集水槽(12)中有水时，所述漏水检测电路导通，所述漏水检测电路上的检测绿灯亮起；

所述刚性连接部(102)的外侧壁设置有齿槽(1021)，所述齿槽(1021)中设置有贯穿所述刚性连接部(102)侧壁的螺栓孔(1022)；

所述检测板体(1)两侧设置有若干个连接耳片(13)，所述连接耳片(13)的一端与所述套筒固定连接；所述连接耳片(13)的另一端设置有与所述螺栓孔(1022)配合的螺栓柱(131)，所述连接耳片(13)下侧面设置有与所述齿槽(1021)配合的齿。

2.根据权利要求1所述的隧道管片接缝处预警装置，其特征在于：

所述警报装置(4)电性连接有警报电源(41)、警报红灯(42)以及位移触发开关(43)，所述位移触发开关(43)一端连接于所述下压板(33)，以使所述下压板(33)往上移动时导通所述位移触发开关(43)。

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