[發明專利]一種頂管施工中管道應力監測方法

在審

• 申請號: 201810122592.2
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108332884A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 張新彬;劉新榮;趙彥春;鐘祖良;楊慶輝;鄧志云;李超;翁超;白繼軍;吳曉志
• 申請（專利權）人: 中鐵十八局集團有限公司;中鐵十八局集團隧道工程有限公司;重慶大學
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 李玉州

本發明涉及一種頂管施工中管道應力監測方法，根據現場實際需求，在待監測區段選取典型斷面布設測點；每個斷面可布設一個或多個監測儀器，當布設一個時，儀器可安裝在管道表面中部靠下，當布設多個時，儀器可安裝在管道頂部、底部，中部靠上、靠下等地方并對稱布置；監測儀器通過膨脹螺栓固定在混凝土表面，并通過安裝金屬外殼進行保護；在不同級別頂力條件下進行正向、反向頂進并進行數據采集，通過測頻儀連接監測儀器讀取數據。該發明能夠有效獲取管道頂進過程中混凝土表面應力，利于判斷管道在頂進受阻情況下頂力傳遞范圍，為頂管脫困采取針對性措施提供依據，保證施工順利進行。

技術領域

本發明涉及一種頂管施工控制技術，尤其是涉及頂管施工中管道應力監測方法。

背景技術

頂管技術作為一項非開挖技術，具有施工速度快、自動化程度高、節省人力資源、與環境協調相處等優勢，已經越來越多地運用到地下隧道建設過程中。為了實現長距離頂管，應盡可能減小并克服管道與周圍土或者圍巖之間的摩擦力，常見的措施包括施做中繼間減小頂進距離、增大頂力以及管道周圍注射潤滑材料等。然而，在復雜地質條件下，長距離頂管還是經常會碰到頂進受阻的情況，及時脫困才能保證工程順利。

管道頂進之后，如果發生頂進受阻情況，有必要找出消耗頂力較大的管道，進行管道外圍清洗或者破除管道，以便及時脫困。但頂管正常頂進過程中一般不會在管道內部預埋傳感器監測其受力情況，一旦發生頂進受阻情況，在管道內部周邊布設監測儀器是能獲得管道在施加頂力條件下應力變化的有效手段。據此，可以判斷頂力傳遞距離，找出消耗頂力較大的管道，以便采取針對性措施脫困，以使頂管施工順利進行。

發明內容

本發明的目的是獲得頂管施工中管道在一定頂力條件下的應力變化趨勢，為準確找到問題管道提供依據，以便有針對性采取措施。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種頂管施工中管道應力監測方法，該監測方法可以在選取的監測斷面上布置一個或者多個監測點，其包括如下步驟：

a、 在頂進受阻的區段選取有代表性的監測斷面，并布設監測儀器；

b、 正向、反向施加不同級別頂力，通過測頻儀連接監測儀器讀取數據；

c、 監測數據處理，并繪制頂力傳遞趨勢圖。

所述的監測斷面的選取由測試儀器數量決定，儀器數量充足可每一環管道均布設一個斷面，并在該斷面布設多個監測點，否則，可以每兩環或三環布置一個斷面且每個斷面監測點數量減少。

所述的每一個監測斷面可布設一個或多個監測點，布設多個監測點則應對稱布置，布設一個監測點，則不同監測斷面的監測點應布設在管道同一位置。

所述的選取的頂力視實際工程需求選取不同級別的頂力。

所述的正向施加頂力為朝著掘進方向在編號較大中繼間施加頂力，反向施加頂力為逆著掘進方向在編號較小中繼間施加頂力。

所述的靠近掘進面的中繼間為1#中繼間，從掘進面向洞外方向中繼間由小到大且連續編號。

所述的監測儀器為表面應變計，用于測量混凝土的表面應變。

所述的監測數據處理通過計算各級別頂力下混凝土應變值與0T頂力下混凝土應變值之差，得出因該級別頂力混凝土應變值，與混凝土彈性模量相乘，得到混凝土的表面應力。

所述的繪制的頂力傳遞趨勢圖為混凝土表面應力與監測斷面編號關系曲線圖，據此判斷頂力的有效傳遞距離，找出消耗頂力較大的管道，為頂管施工脫困采取相應措施提供依據。

所述的監測斷面編號與管道編號一致，沿著頂進方向編號由大到小且連續編號。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和顯著效果：