[實用新型]一種新型可溯源和狀態監測的盾構管片

有效

• 申請號: 202020159415.4
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN212254422U
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 楊彪;朱力源;吳傳珍;宋安;陳文龍;張建程
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01L1/10
• 分類號: G01L1/10;G01B17/04
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本實用新型涉及一種新型可溯源和狀態監測的盾構管片，包括盾構管片本體，所述盾構管片本體中預埋有應力應變傳感器和無源RFID芯片盒；所述應力應變傳感器的傳感部位與盾構管片本體中的鋼筋連接在一起，所述應力應變傳感器的連接線纜穿出盾構管片本體。本實用新型使得相較于人工監測，反應更靈敏，報警更迅捷，可以做到24小時全天候實時監測，節約了人力資源成本；本實用新型給予每個管片獨一無二的ID，可以高效的完成對管片從生產、堆場、安裝到運維階段全生命周期的數據更新與維護；本實用新型的內部監控裝置反應靈敏，結構簡單，裝配方便，經濟實用。

技術領域

本實用新型涉及盾構管片狀態監測技術，特別涉及一種新型可溯源和狀態監測的盾構管片。

技術背景

隨著城市發展，應用于隧道施工中的盾構法施工以其自動化程度高、施工速度快、不受氣候影響等特點在工程建設領域得到了廣泛的應用。然而在實際的盾構施工中，盾構管片的追溯問題一直無法得到很好的解決：從生產到堆場到安裝的情況不清晰、不明確，再到施工管理的運維成本的居高不下，都困擾著盾構施工方進一步降費增效，高效管理與運維盾構管片。不僅如此，由于地質水文條件的復雜性，盾構施工存在一定風險。盾構始發、接收、穿越風井、聯絡通道等重要區段的施工會造成管片受力的變化，引起管片變形嚴重的會導致隧道涌水涌沙甚至隧道破壞，發生災難性的后果。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種新型可溯源和狀態監測的盾構管片，以便能夠對盾構管片進行監控。為此，本實用新型采用以下技術方案：

一種新型可溯源和狀態監測的盾構管片，包括盾構管片本體，其特征在于所述盾構管片本體中預埋有應力應變傳感器和無源RFID芯片盒；所述應力應變傳感器的傳感部位與盾構管片本體中的鋼筋連接在一起，所述應力應變傳感器的連接線纜穿出盾構管片本體。

進一步地：它設置有多個應力應變傳感器，所述多個應力應變傳感器分布在盾構管片本體的不同位置。

進一步地：在盾構管片本體的連接線纜穿出部位設置電纜穿出口形狀保持結構。

所述應力應變傳感器可以采用各種大小合適盾構管片尺寸而能埋入盾構管片、傳感部位能與鋼筋連接的應力應變傳感器。比如鋼弦式應力應變傳感器，與鋼筋連接的方式可以采用捆扎的方式連接，也可借助支架、夾具等輔助工具來連接。對于無源RFID芯片盒在盾構管片的預埋位置，以方便便攜式手提RFID讀取設備以及在隧洞內的基站天線與其通信為準，一般，盡可能處在沒有鋼筋或鋼筋比較少的部位，在預埋澆筑時的定位也可借助支架、支座等輔助裝置。為減少和避免約束應力的影響，同時又不影響通信，在厚度方向上，應力應變傳感器與無源RFID芯片盒預埋在盾構管片的中部比較好。

所述應力應變傳感器和無源RFID芯片盒是在盾構管片廠家在生產盾構管片時即將此埋入對應管片內。無源RFID芯片盒內的無源RFID芯片使對應管片具有唯一ID，隨后在管片生產、運輸、堆放、安裝、運維過程中，管理人員均可使用便攜式手提RFID讀取設備讀取管片無源RFID芯片內的輸入信息，并可按照施工需求向其中存入指定信息。應力應變傳感器記錄盾構管片在澆筑、隧洞施工及隧洞投入使用后所承受的應力應變情況。以此為基礎，盾構管片能得到從生產、堆場、安裝到維護階段全生命周期的數據更新與維護，獲得智慧化管理和及時監控管片所受應力情況。盾構管片中應力應變傳感器產生的頻率信號經連接線纜傳輸至頻率讀數裝置或數據采集系統，在經公式換算后即可得到管片的應力變化量，一旦超出閾值，監控系統能夠根據該管片ID而及時告警。

應力應變傳感器記錄管片所承受的應力應變情況，以鋼弦式應力應變傳感器為例，管片受力產生的變形將引起預埋于管片內的應力應變傳感器的應變針鋼弦變形，使得鋼弦發生應力變化從而改變鋼弦的振動頻率，頻率信號經三線制電纜傳輸至頻率讀數裝置或數據采集系統，三線制電纜包括了應力應變傳感器工作所需的電源線、接地線以及數據通信線，并可在三線外用保護管保護。