[發(fā)明專利]一種頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下接頭密封及受力傳遞監(jiān)測裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN114184484A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾川峰;羅毅初;鄔彪彪;梁唐杰;傅志浩;柳春芳;聶敬玉;陳志婷;劉潔雅;何燕玉;劉欣婕
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山電力設(shè)計院有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01M3/04
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 高劍鋒

本發(fā)明屬于技術(shù)領(lǐng)域，涉及非開挖工程頂管技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下接頭密封及受力傳遞監(jiān)測裝置及方法，本發(fā)明主要針對在不同地層中頂管施工出現(xiàn)的頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)后，探究對于頂管管節(jié)接頭密封性的影響以及管節(jié)之間的受力傳遞方式，提出一種頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下接頭密封及受力傳遞監(jiān)測裝置，為頂管施工中的管節(jié)偏轉(zhuǎn)問題提供技術(shù)支持以及指導(dǎo)作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非開挖工程頂管技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下接頭密封及受力傳遞監(jiān)測裝置及方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著社會現(xiàn)代化進程的加快，非開挖技術(shù)尤其是頂管技術(shù)得到迅速地推廣和應(yīng)用。但是在施工頂進以及在施工完成后，會出現(xiàn)因為管節(jié)偏轉(zhuǎn)出現(xiàn)一系列的問題。在頂進施工過程中，由于地層情況的復(fù)雜性，管節(jié)會發(fā)生一定的軸線偏差，之后對于偏差進行糾偏，需要進行糾偏，在此過程中，管節(jié)可能會因為在偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下接頭密封性能不好，比如說出現(xiàn)管節(jié)接頭破壞管節(jié)接頭漏水的情況；另外，在頂管施工完成后，地基可能發(fā)生不均勻沉降，引起管節(jié)間剪切或偏轉(zhuǎn)。在管節(jié)偏轉(zhuǎn)情況下，管節(jié)的接頭密封性能，沒有具體具體的裝置去測試。

另外，在頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下，頂管管節(jié)之間的受力傳遞也不不明確，需要進一步的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要針對在不同地層中頂管施工出現(xiàn)的頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)后，探究對于頂管管節(jié)接頭密封性的影響以及管節(jié)之間的受力傳遞方式，提出一種頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下接頭密封及受力傳遞監(jiān)測裝置，為頂管施工中的管節(jié)偏轉(zhuǎn)問題提供技術(shù)支持以及指導(dǎo)作用。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的具體方案為：一種頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下接頭密封及受力傳遞監(jiān)測裝置，其特征在于：所述裝置由固定及加載裝置、接頭密封測試裝置以及管節(jié)受力監(jiān)測裝置組成；所述固定及加載裝置由試驗坑、導(dǎo)軌、千斤頂支架、偏轉(zhuǎn)千斤頂、主頂千斤頂組成，所述試驗坑包括底板、側(cè)墻、受力墻、承臺托座；所述側(cè)墻作為擋土結(jié)構(gòu)位于試驗坑側(cè)面；所述受力墻依據(jù)擋土墻承載能力計算公式設(shè)計，用于承受主頂千斤頂頂力反力作用，受力墻包括前背墻和后背墻，相連接的若干個頂管管節(jié)位于前背墻和后背墻之間；所述承臺托座的內(nèi)部預(yù)埋螺栓，用于導(dǎo)軌固定限位，試驗坑的底板上設(shè)置若干個不相連的承臺托座；所述導(dǎo)軌安裝在承臺托座上，在靠近前背墻的第一個頂管管節(jié)的接口位置，截斷導(dǎo)軌，用于安裝接頭密封測試裝置，導(dǎo)軌上放置頂管管節(jié)；所述千斤頂支架用于安放主頂千斤頂，千斤頂支架與主頂千斤頂位于靠近后背墻的第一個頂管管節(jié)與后背墻之間，后背墻用于承受頂進力反力作用于頂管管節(jié)上；所述偏轉(zhuǎn)千斤頂位于待偏轉(zhuǎn)的頂管管節(jié)下方用于使頂管管節(jié)偏轉(zhuǎn)；所述接頭密封測試裝置由鋼制環(huán)、橡膠氣囊、法蘭盤、環(huán)狀橡膠板、壓力水袋、自動排氣閥、數(shù)顯壓力表組成，所述鋼制環(huán)為螺旋鋼管，螺旋鋼管內(nèi)徑比頂管管節(jié)外徑大，所述橡膠氣囊內(nèi)徑比頂管管節(jié)外徑大，橡膠氣囊用于加氣擠壓環(huán)狀橡膠條使鋼制環(huán)固定在頂管管節(jié)上，保持密封性測試裝置的密閉性，所述法蘭盤用于將鋼制環(huán)與環(huán)狀橡膠板連接為一個整體，且環(huán)狀橡膠板位于兩個鋼制環(huán)中間，環(huán)狀橡膠板作為一個柔性裝置用于承受施加的不同水壓，所述自動排氣閥用于排出密封測試裝置內(nèi)的空氣，所述數(shù)顯壓力表用于向注滿水的接頭密封測試裝置中加注水壓，模擬不同的注漿壓力情況下管節(jié)偏轉(zhuǎn)情況下管節(jié)的密封性；所述管節(jié)受力監(jiān)測裝置由應(yīng)變片、薄膜壓力傳感器組成，在每個頂管管節(jié)內(nèi)壁的軸向中心位置處布置環(huán)形和縱向的應(yīng)變片，用于測量頂管管節(jié)環(huán)向以及縱向的應(yīng)變；所述薄膜壓力傳感器貼于木墊板上，每個連接處截面均勻分布有若干個薄膜壓力傳感器，應(yīng)變片和薄膜壓力傳感器的組數(shù)與管道連接位置數(shù)量相同，應(yīng)變片和薄膜壓力傳感器用于測量管節(jié)在不同偏轉(zhuǎn)角度以及剪切位移下管道的應(yīng)力、應(yīng)變以及受力傳遞。

而且，所述底板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述側(cè)墻采用磚混加橫梁制作，所述承臺托座為鋼筋混凝土澆筑，所述導(dǎo)軌為鋼制材料。

用于所述裝置的方法，具體步驟為：

步驟1.試驗坑包括受力墻和側(cè)墻，受力墻包括前背墻和后背墻，前后背墻體用于抵抗千斤頂以及管節(jié)的頂力，試驗坑底板的前背墻和后背墻之間設(shè)置有3個以上承臺托座，左側(cè)軌道以及右側(cè)軌道安裝于承臺托座上，左側(cè)軌道與右側(cè)軌道的分隔位置為靠近前背墻的第一個頂管管節(jié)的接口位置；