[發明專利]一種用于精確測試隧道圍巖接觸壓力的高度可調壓力檢測裝置及安裝檢測方法

有效

• 申請號: 202010791335.5
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111927554B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 王利明;張兵;李宏波;陳瑞祥;翟乾智;潘東江;文斌;楊光;楊賜金;董長平;秦銀平;楊振興;孫飛祥;呂乾乾;王凱
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;盾構及掘進技術國家重點實驗室
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00;G01L5/00
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 李偉

本發明公開了一種用于精確測試隧道圍巖接觸壓力的高度可調壓力檢測裝置，包括平底圓筒、密封蓋、壓力盒傳感器、傳力系統、支撐系統；密封蓋的中心部位開設有上螺紋通孔；平底圓筒的底部中心部位開設有下螺紋通孔，平底圓筒的側壁上設有導線孔，導線從導線孔中穿出；平底圓筒的底部焊接固定有支架；支架與拱架焊接固定；傳力系統包括觸力球、傳力桿，傳力板；傳力桿貫穿上螺紋通孔；觸力與隧道圍巖緊貼；傳力板與壓力盒傳感器抵接；上螺紋通孔內設置有連接密封套，連接密封套包括依次連接的外螺紋管、防水軟管、內螺紋管；支撐系統包括支撐板，以及垂直支撐板設置的調節螺紋桿，調節螺紋桿與支撐板轉動連接，調節螺紋桿延伸至平底圓筒的外部。

技術領域

本發明涉及隧道工程圍巖壓力測試技術領域，具體涉及一種用于精確測試隧道圍巖壓力的高度可調壓力檢測裝置及安裝檢測方法。

背景技術

隧道工程施工中進行圍巖壓力的測試不僅可以掌握隧道結構的安全穩定性，而且可以為隧道結構優化設計提供必要的參考依據。

從狹義上講，圍巖壓力是指隧道開挖后圍巖作用在支護結構上的壓力，而目前對其測試主要采用振弦式壓力盒進行預埋監測，壓力盒進行預埋安裝的方法主要為圍巖錨固式和拱架焊接式。前者以錨固進圍巖內作為支撐反力，而后者以拱架為臨時支撐固定，兩者都將壓力盒受力面直接與隧道圍巖接觸進行壓力測試，但隧道工程開挖施工時其圍巖不一定平整，尤其鉆爆法施工時圍巖更是凸凹不平，即使對圍巖進行整平也難免使壓力盒受力不均勻，同時壓力盒與圍巖間存在間隙易使壓力盒松動造成測量數據偏小。另外錨固式安裝壓力盒進行接觸壓力測試時，由于壓力盒支撐反力與圍巖嵌固為一體共同變形，使得壓力盒讀數偏小，影響隧道圍巖壓力分析。在富水破碎地層，隧道外圍水壓可直接作用在壓力盒受力面上，因此壓力盒受到圍巖接觸壓力和水壓共同作用，測試所得隧道圍巖接觸壓力較實際值偏大。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，發明了一種結構簡單、安裝方便、高度可調的壓力檢測裝置，實現了隧道圍巖接觸壓力精確測試，同時還公開了該壓力盒裝置現在安裝方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于精確測試隧道圍巖接觸壓力的高度可調壓力檢測裝置，包括平底圓筒、與平底圓筒螺紋連接的密封蓋、放置在平底圓筒內的壓力盒傳感器、傳力系統、支撐系統；

所述密封蓋的中心部位開設有上螺紋通孔；所述平底圓筒的開口方向朝向隧道圍巖設置，所述平底圓筒的底部中心部位開設有下螺紋通孔，所述平底圓筒的側壁上設有導線孔，所述壓力盒傳感器的導線從導線孔中穿出；所述平底圓筒的底部焊接固定有支架；所述支架與拱架焊接固定；

所述傳力系統包括依次連接的觸力球、傳力桿以及傳力板；所述傳力桿貫穿所述上螺紋通孔；所述觸力球位于所述平底圓筒的外側，并與隧道圍巖緊貼；所述傳力板位于所述平底圓筒內，并與所述與壓力盒傳感器抵接；所述上螺紋通孔內設置有連接密封套，所述連接密封套包括依次連接的與上螺紋通孔配合的外螺紋管、防水軟管、與傳力桿螺紋配合的內螺紋管，所述內螺紋管設置于靠近觸力球的一端；

所述支撐系統包括設置在平底圓筒內的位于壓力盒傳感器另一側的支撐板，以及垂直支撐板設置的用于調節壓力盒傳感器高度的調節螺紋桿，所述調節螺紋桿與所述支撐板轉動連接，所述調節螺紋桿與所述下螺紋孔配合并延伸至所述平底圓筒的外部。

進一步地，所述平底圓筒的筒壁厚度不小于20mm，深度不小于兩倍壓力盒傳感器的厚度。

進一步地，所述調節螺紋桿為丁字螺桿。

進一步地，所述密封蓋與所述平底圓筒之間設置有O型密封圈。