[实用新型]黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置

说明书

技术领域

本实用新型属于黄土隧道工程建设技术领域，具体涉及一种黄土隧道超前管棚受力监测应变片保护装置。

背景技术

我国分布着大约64万km²黄土面积，为满足社会发展对交通运输的需求，越来越多的公路和铁路将穿越黄土地区。受地形条件的限制，修建的黄土隧道越来越多。为有效控制黄土隧道洞口段的围岩变形、防止洞口塌方，超前大管棚在浅埋偏压黄土隧道进出口段得到广泛应用。目前，由于管棚与土体相互作用机制不清楚，受力状况不明确，管棚参数的确定仍处于探索、经验积累阶段。为了解管棚的受力状况，摸清黄土隧道洞口段管棚受力机制，国内外一些专家和学者开展了相关的试验研究。大量工程实践表明，黄土隧道管棚施工的复杂性导致监测管棚受力状况的应变片成活率低，监测结果往往不能满足预期的目标。如何有效保护监测管棚受力状况的应变片，提高其成活率则一直困扰着工程技术人员。因此，在结合黄土隧道超前大管棚施工经验的基础上，本实用新型给出了黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置。

发明内容

针对目前黄土隧道施工中监测超前大管棚受力状况的应变片成活率低的问题，本实用新型提供了一种黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置，正确使用此装置可解决超前大管棚施工中应变片保护困难，成活率低的技术难题，达到提高应变片成活率，科学监测施工中超前大管棚实际受力状况的目的。

本实用新型所述的黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置，由加劲箍1、薄壁钢圆台2、薄壁钢圆环3和引线孔5四个结构单元组成，所述加劲箍1由钢筋构成，其内径与超前大管棚7的钢管外径相同，加劲箍1与超前大管棚7的钢管正交牢固焊接；薄壁钢圆台2台顶内径与超前大管棚7的钢管外径相同，薄壁钢圆台2台顶与加劲箍1牢固焊接，其中线位置与受力片4齐平；薄壁钢圆环3内径与超前大管棚7的钢管外径相同，其外径与薄壁钢圆台2的台底外径相同，并与薄壁钢圆台2牢固焊接；所述引线孔5设置于超前大管棚7的钢管外侧上且距离薄壁钢圆环2cm，其孔平面的法线与超前大管棚7钢管的中心线垂直。

本实用新型所述的黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置，所述的加劲箍1是由直径6～10mm的HPB300钢筋构成。

本实用新型所述的黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置，所述的薄壁钢圆台2壁厚6～10mm，薄壁钢圆台2高度6～8cm，其母线与轴心连线的水平夹角为10-15°。

本实用新型所述的黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置，所述的薄壁钢圆环3壁厚2～3mm。

本实用新型所述的黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置，所述的引线孔5直径为5～8mm。

本实用新型的有益效果：实用新型应用到黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护中，可提高应变片的成活率，科学监测施工中超前大管棚实际受力状况，具有较好的工程应用价值。

附图说明

图1为黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置的工作示意图，1-加劲箍、2-薄壁钢圆台、3-薄壁钢圆环、4-应变片、5-引线孔、6-导线、7-超前大管棚；

图2为加劲箍1的正视图；

图3为薄壁钢圆台2的正视图；

图4为薄壁钢圆环3的正视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型所述的黄土隧道超前大管棚受力监测应变片保护装置做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。

实施例1

某浅埋高速公路小净距黄土隧道洞口段拱部135°范围内采用直径108mm、壁厚6mm的热轧无缝钢管，管棚长度30m，环向间距0.4m。管棚长度范围内共布设4个监测点，加劲箍1采用直径6mmHPB300钢筋制作，并与超前大管棚7钢管正交牢固焊接；薄壁钢圆台2采用壁厚8mm，高度8cm，母线与轴心连线的水平夹角为15°，薄壁钢圆台2的台顶与加劲箍1牢固焊接；薄壁钢圆环3采用壁厚3mm，薄壁钢圆环3的内、外径分别与超前大管棚7钢管外径、薄壁钢圆台2台底外径相同；引线孔5设置于超前大管棚7的钢管外侧上且距离薄壁钢圆环2cm，直径为5mm。薄壁钢圆台2和薄壁钢圆环3与超前大管棚7钢管之间形成的空腔可有效保护应变片4不受破坏，应变片4的导线6可穿过穿线孔5从超前大管棚7钢管内壁引出。采用此装置监测超前大管棚的受力状况，应变片4及其导线6可得到有效保护，应变片4的成活率可大大提高，其监测数据可合理反映管棚的实际受力状况，具有较好的工程应用价值。

实施例2

某深埋高速公路黄土连拱隧道洞口段拱部135°范围内采用直径127mm、壁厚6mm的热轧无缝钢管，管棚长度35m，环向间距0.3m。管棚长度范围内共布设4个监测点，装置加劲箍1采用直径8mmHPB300钢筋制作，并与超前大管棚钢管正交牢固焊接；薄壁钢圆台2采用壁厚6mm，高度6cm，母线与轴心连线的水平夹角为12°，薄壁钢圆台2的台顶与加劲箍1牢固焊接；薄壁钢圆环3采用壁厚2mm，薄壁钢圆环3的内、外径分别与超前大管棚7钢管外径、薄壁钢圆台2台底外径相同；引线孔5设置于超前大管棚7的钢管外侧上且距离薄壁钢圆环2cm，直径为6mm。薄壁钢圆台2和薄壁钢圆环3与超前大管棚7钢管之间形成的空腔可有效保护应变片4不受破坏，应变片4的导线6可穿过穿线孔5从超前大管棚7钢管内壁引出。采用此装置监测超前大管棚的受力状况，应变片4及其导线6可得到有效保护，应变片4的成活率可大大提高，其监测数据可合理反映管棚的实际受力状况，具有较好的工程应用价值。