[發(fā)明專利]隧道內(nèi)注漿加固效果檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210234000.9
• 申請(qǐng)日: 2010-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN102721610A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃明利;呂奇峰;譚忠盛;劉建國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/12
• 分類號(hào): G01N3/12
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 朱印康

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道工程領(lǐng)域，涉及一種隧道內(nèi)注漿加固效果檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

目前，在大規(guī)模的城市地鐵和山嶺隧道的施工中，注漿已成為加固地層、防水堵水的有效常用方法。其好壞將直接影響到隧道出現(xiàn)漏水塌方、發(fā)生事故的概率。而注漿又屬隱蔽工程，其好壞不易探知，目前還未形成一個(gè)有效的、定量的、科學(xué)的評(píng)價(jià)體系。現(xiàn)有的注漿效果檢驗(yàn)方法有：P-Q-t曲線法、原位觸探法、取樣室內(nèi)試驗(yàn)法等，其中P-Q-t曲線法較為常用，它是通過注漿壓力、注漿量、注漿時(shí)間的相互關(guān)系來定性判斷注漿效果的好壞，它可以滿足工程中快速、定性評(píng)價(jià)的作用，但無法取得科研中最重要的力學(xué)參數(shù)。而原位觸探試驗(yàn)測(cè)得的參數(shù)往往需要靠經(jīng)驗(yàn)公式來取得和其他力學(xué)參數(shù)的關(guān)系，若無經(jīng)驗(yàn)公式很難說明注漿前后土體的力學(xué)變化。室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得的力學(xué)參數(shù)往往無法真正反映現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際參數(shù)的變化。而注漿前后土體的力學(xué)參數(shù)變化對(duì)科學(xué)研究來說是至關(guān)重要的，尤其在數(shù)值模擬中，力學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性對(duì)模擬結(jié)果影響很大，必須取得現(xiàn)場(chǎng)土體原位測(cè)量的力學(xué)參數(shù)，而現(xiàn)有的原位測(cè)量方法都是從地面垂直鉆探至地下進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)樽{土體的具體位置又不能從地面準(zhǔn)確測(cè)量，所以從地面鉆探的方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、破壞環(huán)境，且不可避免的做了很多無用功，另外，加之現(xiàn)有的原位測(cè)量裝置體積龐大、自動(dòng)化低、操作不便、測(cè)得參數(shù)難以直接用于數(shù)值計(jì)算，所以原有的方法和裝置都不適合對(duì)隧道內(nèi)注漿土體的檢驗(yàn)。因此提出從隧道內(nèi)掌子面直接水平鉆探測(cè)量的方法，而此時(shí)測(cè)量原理發(fā)生了變化，故原有的測(cè)量?jī)x器的也無法使用。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于解決涉及暗挖法施工的隧道工程中注漿效果的檢驗(yàn)以及土體力學(xué)參數(shù)的原位測(cè)量的方法和裝置，可在施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)裝置測(cè)量數(shù)據(jù)直接計(jì)算出注漿前后土體的力學(xué)參數(shù)，能夠定量、科學(xué)評(píng)價(jià)隧道內(nèi)注漿工程的好壞，提供數(shù)值計(jì)算中注漿土體力學(xué)參數(shù)選取的依據(jù)，通過力學(xué)參數(shù)的變化來說明注漿工程的好壞，預(yù)測(cè)隧道漏水塌方、發(fā)生事故的概率，提出一種隧道內(nèi)注漿加固效果檢測(cè)裝置，其特征在于，檢測(cè)裝置為筒形結(jié)構(gòu)，從前端至尾端依次為鉆進(jìn)段、膨脹測(cè)量段、出渣段、推力器和持力器同軸連接構(gòu)成，鉆進(jìn)段包括刃腳9、耙式螺旋鉆頭21和螺旋鉆桿22，刃腳9為管狀，前端為鋒利的圓形刃，刃腳9的后端與膨脹內(nèi)腔14的前端固接，膨脹測(cè)量段的膨脹內(nèi)腔14后端與出渣段的出渣管20前端固接，出渣管20的后端與推力器固定外殼23的前端固接，推力器固定外殼23的后端與持力器固定外殼29前端固接，耙式螺旋鉆頭9固接在螺旋鉆桿22前端同軸置于刃腳9內(nèi)部，螺旋鉆桿22在膨脹內(nèi)腔14和出渣管20內(nèi)部同軸穿過，螺旋鉆桿22的后端與推力器轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)桿24固接，推力器轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)桿24的后端固接于持力器轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)桿30前端，檢測(cè)裝置使用時(shí)持力器轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)桿30后端固接于鉆機(jī)8的鉆臂33，持力器轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)桿30、推力器轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)桿24、螺旋鉆桿22和耙式螺旋鉆頭21可隨鉆臂33同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

膨脹測(cè)量段中，膨脹內(nèi)腔14為管狀，管壁中部外徑小于兩端的外徑，管狀的膨脹膜12套在膨脹內(nèi)腔14外，兩端用密封裝置將膨脹膜12和膨脹內(nèi)腔14密封，膨脹膜12和膨脹內(nèi)腔14中部的間隙構(gòu)成密封的測(cè)量氣室；在測(cè)量氣室中心位置，膨脹膜12內(nèi)膨脹內(nèi)腔14的正中間橫斷面上布置長(zhǎng)軸位移傳感器15、短軸位移傳感器16和壓力傳感器17，短軸位移傳感器16在膨脹內(nèi)腔14外壁頂部位置垂直固接于膨脹內(nèi)腔14的與膨脹膜12的內(nèi)壁之間，長(zhǎng)軸位移傳感器15在與短軸位移傳感器16在膜內(nèi)膨脹內(nèi)腔14的正中間橫斷面上順時(shí)針或逆時(shí)針相差90度的水平位置徑向固接于膨脹內(nèi)腔14的外壁與膨脹膜12的內(nèi)壁之間，壓力傳感器17固接在膨脹內(nèi)腔14的外壁底部，長(zhǎng)軸位移傳感器15和短軸位移傳感器16分別對(duì)應(yīng)檢測(cè)通氣加壓前后土層內(nèi)橢圓導(dǎo)洞的長(zhǎng)軸和短軸，頂部垂直安裝的短軸位移傳感器16用于測(cè)量短軸徑向位移，中間水平安裝的長(zhǎng)軸位移傳感器15用于測(cè)量長(zhǎng)軸徑向位移，底部的壓力傳感器17用于測(cè)量氣壓，長(zhǎng)軸位移傳感器15、短軸位移傳感器16和壓力傳感器17分別通過數(shù)據(jù)傳輸線19引出測(cè)量氣室與記錄儀6電氣連接；

出渣段的出渣管20中部為半圓形，向下的開口為出渣口，出渣管20中加氣管18的前端固接在膨脹內(nèi)腔14的內(nèi)壁與測(cè)量氣室連通，后端固接在出渣管20并穿過出渣管20的管壁連接到加壓充氣裝置7；

一對(duì)平衡桿27在同一條持力器固定外殼29的直徑上垂直于持力器固定外殼29的軸線水平固接在持力器固定外殼29的后部?jī)蓚?cè)，每個(gè)平衡桿27中部有一個(gè)向上的氣泡室28，氣泡室28內(nèi)含有帶氣泡的透明液體，氣泡室28內(nèi)底部標(biāo)有刻度，當(dāng)氣泡位于氣泡室28的正中間時(shí)，表明裝置處于完全水平狀態(tài)。