[發(fā)明專(zhuān)利]一種盾構(gòu)隧道圍巖變形超前監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)及監(jiān)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011123608.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112050776A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡亞?wèn)|;張世殊;冉從彥;馬金根
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B21/32
• 分類(lèi)號(hào): G01B21/32
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張嚴(yán)芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種盾構(gòu)隧道圍巖變形超前監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)及監(jiān)測(cè)方法，包括若干監(jiān)測(cè)段、柔性連接段以及位于監(jiān)測(cè)段上的角度感應(yīng)裝置組成的監(jiān)測(cè)主體，其中，柔性連接段的兩端分別與相鄰兩個(gè)監(jiān)測(cè)段的首段和尾端連接，角度感應(yīng)裝置用于監(jiān)測(cè)其上的監(jiān)測(cè)段與水平面和鉛垂面的角度。本裝置具有沿隧道洞軸線(xiàn)方向進(jìn)行長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)的功能，并通過(guò)監(jiān)測(cè)主體的多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以獲取洞軸線(xiàn)不同樁號(hào)圍巖的變形數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道領(lǐng)域，具體涉及一種盾構(gòu)隧道圍巖變形超前監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)及監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

目前大多數(shù)隧道工程監(jiān)測(cè)技術(shù)均是針對(duì)鉆爆法施工隧道而創(chuàng)造并使用的，而由于盾構(gòu)機(jī)本身機(jī)身極為龐大、采用刀頭破巖的掘進(jìn)方式、內(nèi)部封閉、有限的操作空間且不具有與圍巖的接觸通道，限制了盾構(gòu)法施工隧道監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，使其無(wú)法像鉆爆法施工隧道一樣具有廣闊的操作空間，可以采用各種類(lèi)型的監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

對(duì)于盾構(gòu)隧道而言，在鉆爆法施工隧道中被廣泛采用的土壓力盒、多點(diǎn)位移計(jì)、鋼筋計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器也極少被采用或效果較差。特別是由于盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部封閉，操作空間有限且不具有與圍巖的接觸通道的特點(diǎn)，限制了多種隧道超前預(yù)報(bào)手段在盾構(gòu)法施工隧道中的采用，而且不能布置長(zhǎng)距離隧道變形監(jiān)測(cè)儀器，這樣對(duì)盾構(gòu)法施工隧道安全穩(wěn)定掘進(jìn)十分不利，也對(duì)隧道運(yùn)行期的長(zhǎng)期穩(wěn)定十分不利。

現(xiàn)有的少量針對(duì)盾構(gòu)隧道的監(jiān)測(cè)技術(shù)均通過(guò)在盾構(gòu)管片上布置土壓力盒、鋼筋計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)隧道運(yùn)行期的變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是現(xiàn)有的盾構(gòu)隧道監(jiān)測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)主要是：

(1)不具備在隧道掘進(jìn)中進(jìn)行超前監(jiān)測(cè)并及時(shí)反饋圍巖變形數(shù)據(jù)的能力，也就不能為襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和后期加固處理提供支撐；

(2)通過(guò)在盾構(gòu)管片布置監(jiān)測(cè)儀器僅能對(duì)隧道運(yùn)行期管片斷面的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不能對(duì)隧道洞軸線(xiàn)方向進(jìn)行長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)；

(3)只能對(duì)一個(gè)方向的圍巖變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不能進(jìn)行三維方向的圍巖變形監(jiān)測(cè)，也不能監(jiān)測(cè)到圍巖的具體變形方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的盾構(gòu)隧道的監(jiān)測(cè)裝置中，不僅不能從多個(gè)方向較好的在挖掘中反饋圍巖的變形數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)效率較低，目的在于提供一種盾構(gòu)隧道圍巖變形超前監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)及監(jiān)測(cè)方法，解決盾構(gòu)隧道在挖掘中的監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種盾構(gòu)隧道圍巖變形超前監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)及監(jiān)測(cè)方法，包括若干監(jiān)測(cè)段、柔性連接段以及位于監(jiān)測(cè)段上的角度感應(yīng)裝置組成的監(jiān)測(cè)主體，其中，柔性連接段的兩端分別與相鄰兩個(gè)監(jiān)測(cè)段的首段和尾端連接，角度感應(yīng)裝置用于監(jiān)測(cè)其上的監(jiān)測(cè)段與水平面和鉛垂面的角度。

進(jìn)一步的，本監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)主體包括若干依次連接的監(jiān)測(cè)段和柔性連接段，以及位于監(jiān)測(cè)段上的角度感應(yīng)裝置，在使用時(shí)，將監(jiān)測(cè)主體放置在預(yù)先鉆好的超前鉆孔中，當(dāng)隧道圍巖在不同位置產(chǎn)生變形時(shí)，變形的圍巖帶動(dòng)監(jiān)測(cè)主體發(fā)生相應(yīng)的形變，通過(guò)監(jiān)測(cè)主體中每個(gè)監(jiān)測(cè)段的角度感應(yīng)裝置來(lái)得到變形前和變形后，分別與水平面和鉛垂面之間的角度，進(jìn)而得到每個(gè)監(jiān)測(cè)段處的圍巖的變形數(shù)據(jù)。

本監(jiān)測(cè)主體設(shè)置若干監(jiān)測(cè)段，不僅在于各在更多的位置監(jiān)測(cè)圍巖的變形數(shù)據(jù)，同時(shí)，通過(guò)設(shè)置若干監(jiān)測(cè)段，并通過(guò)柔性連接段進(jìn)行連接，可使各監(jiān)測(cè)段能夠產(chǎn)生任意方向的彎曲變形，并且在彎曲變形時(shí)，不會(huì)損壞本監(jiān)測(cè)主體的完整結(jié)構(gòu)，更便于長(zhǎng)期使用，也更有利于監(jiān)測(cè)變形數(shù)據(jù)。

其次，本結(jié)構(gòu)在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)中和隧道運(yùn)行期一直具有監(jiān)測(cè)功能，監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)，能極大的降低隧道監(jiān)測(cè)成本。

優(yōu)選的，靠近A端的監(jiān)測(cè)段的首端連接有一端為尖錐狀的導(dǎo)向頭。導(dǎo)向頭的作用為固定靠近A端的監(jiān)測(cè)段，即第1監(jiān)測(cè)段，在安裝監(jiān)測(cè)主體時(shí)起導(dǎo)向作用。

更進(jìn)一步的，監(jiān)測(cè)段和柔性連接段上套裝有柔性套管，柔性套管將監(jiān)測(cè)主體套裝在其內(nèi)。