[實用新型]黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置

有效

• 申請號: 201320738746.3
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN203629727U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 宿鐘鳴;張軍;薛曉輝;孫志杰
• 申請（專利權）人: 山西省交通科學研究院;山西交科公路勘察設計院
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本實用新型屬于黃土隧道工程建設技術領域，具體涉及一種黃土隧道超前管棚受力監測應變片保護裝置。

背景技術

我國分布著大約64萬km²黃土面積，為滿足社會發展對交通運輸的需求，越來越多的公路和鐵路將穿越黃土地區。受地形條件的限制，修建的黃土隧道越來越多。為有效控制黃土隧道洞口段的圍巖變形、防止洞口塌方，超前大管棚在淺埋偏壓黃土隧道進出口段得到廣泛應用。目前，由于管棚與土體相互作用機制不清楚，受力狀況不明確，管棚參數的確定仍處于探索、經驗積累階段。為了解管棚的受力狀況，摸清黃土隧道洞口段管棚受力機制，國內外一些專家和學者開展了相關的試驗研究。大量工程實踐表明，黃土隧道管棚施工的復雜性導致監測管棚受力狀況的應變片成活率低，監測結果往往不能滿足預期的目標。如何有效保護監測管棚受力狀況的應變片，提高其成活率則一直困擾著工程技術人員。因此，在結合黃土隧道超前大管棚施工經驗的基礎上，本實用新型給出了黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置。

發明內容

針對目前黃土隧道施工中監測超前大管棚受力狀況的應變片成活率低的問題，本實用新型提供了一種黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置，正確使用此裝置可解決超前大管棚施工中應變片保護困難，成活率低的技術難題，達到提高應變片成活率，科學監測施工中超前大管棚實際受力狀況的目的。

本實用新型所述的黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置，由加勁箍1、薄壁鋼圓臺2、薄壁鋼圓環3和引線孔5四個結構單元組成，所述加勁箍1由鋼筋構成，其內徑與超前大管棚7的鋼管外徑相同，加勁箍1與超前大管棚7的鋼管正交牢固焊接；薄壁鋼圓臺2臺頂內徑與超前大管棚7的鋼管外徑相同，薄壁鋼圓臺2臺頂與加勁箍1牢固焊接，其中線位置與受力片4齊平；薄壁鋼圓環3內徑與超前大管棚7的鋼管外徑相同，其外徑與薄壁鋼圓臺2的臺底外徑相同，并與薄壁鋼圓臺2牢固焊接；所述引線孔5設置于超前大管棚7的鋼管外側上且距離薄壁鋼圓環2cm，其孔平面的法線與超前大管棚7鋼管的中心線垂直。

本實用新型所述的黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置，所述的加勁箍1是由直徑6～10mm的HPB300鋼筋構成。

本實用新型所述的黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置，所述的薄壁鋼圓臺2壁厚6～10mm，薄壁鋼圓臺2高度6～8cm，其母線與軸心連線的水平夾角為10-15°。

本實用新型所述的黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置，所述的薄壁鋼圓環3壁厚2～3mm。

本實用新型所述的黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置，所述的引線孔5直徑為5～8mm。

本實用新型的有益效果：實用新型應用到黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護中，可提高應變片的成活率，科學監測施工中超前大管棚實際受力狀況，具有較好的工程應用價值。

附圖說明

圖1為黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置的工作示意圖，1-加勁箍、2-薄壁鋼圓臺、3-薄壁鋼圓環、4-應變片、5-引線孔、6-導線、7-超前大管棚；

圖2為加勁箍1的正視圖；

圖3為薄壁鋼圓臺2的正視圖；

圖4為薄壁鋼圓環3的正視圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型所述的黃土隧道超前大管棚受力監測應變片保護裝置做進一步說明，但是本實用新型的保護范圍并不限于此。

實施例1

某淺埋高速公路小凈距黃土隧道洞口段拱部135°范圍內采用直徑108mm、壁厚6mm的熱軋無縫鋼管，管棚長度30m，環向間距0.4m。管棚長度范圍內共布設4個監測點，加勁箍1采用直徑6mmHPB300鋼筋制作，并與超前大管棚7鋼管正交牢固焊接；薄壁鋼圓臺2采用壁厚8mm，高度8cm，母線與軸心連線的水平夾角為15°，薄壁鋼圓臺2的臺頂與加勁箍1牢固焊接；薄壁鋼圓環3采用壁厚3mm，薄壁鋼圓環3的內、外徑分別與超前大管棚7鋼管外徑、薄壁鋼圓臺2臺底外徑相同；引線孔5設置于超前大管棚7的鋼管外側上且距離薄壁鋼圓環2cm，直徑為5mm。薄壁鋼圓臺2和薄壁鋼圓環3與超前大管棚7鋼管之間形成的空腔可有效保護應變片4不受破壞，應變片4的導線6可穿過穿線孔5從超前大管棚7鋼管內壁引出。采用此裝置監測超前大管棚的受力狀況，應變片4及其導線6可得到有效保護，應變片4的成活率可大大提高，其監測數據可合理反映管棚的實際受力狀況，具有較好的工程應用價值。

實施例2

某深埋高速公路黃土連拱隧道洞口段拱部135°范圍內采用直徑127mm、壁厚6mm的熱軋無縫鋼管，管棚長度35m，環向間距0.3m。管棚長度范圍內共布設4個監測點，裝置加勁箍1采用直徑8mmHPB300鋼筋制作，并與超前大管棚鋼管正交牢固焊接；薄壁鋼圓臺2采用壁厚6mm，高度6cm，母線與軸心連線的水平夾角為12°，薄壁鋼圓臺2的臺頂與加勁箍1牢固焊接；薄壁鋼圓環3采用壁厚2mm，薄壁鋼圓環3的內、外徑分別與超前大管棚7鋼管外徑、薄壁鋼圓臺2臺底外徑相同；引線孔5設置于超前大管棚7的鋼管外側上且距離薄壁鋼圓環2cm，直徑為6mm。薄壁鋼圓臺2和薄壁鋼圓環3與超前大管棚7鋼管之間形成的空腔可有效保護應變片4不受破壞，應變片4的導線6可穿過穿線孔5從超前大管棚7鋼管內壁引出。采用此裝置監測超前大管棚的受力狀況，應變片4及其導線6可得到有效保護，應變片4的成活率可大大提高，其監測數據可合理反映管棚的實際受力狀況，具有較好的工程應用價值。