[发明专利]用于隧道内部斜向静力触探试验的反力装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于隧道内部斜向静力触探试验的反力装置及方法，用于地铁隧道中进行的静力触探试验。

背景技术

静力触探试验是采用双桥探头或者三桥探头在地面上贯入土体进行探测的试验，该试验可以记录探头在向下贯入土层过程中的锥尖阻力、侧壁阻力以及孔隙水压力，通过这些参数可以对土体性质有一个初步了解。要将探头贯入土体，必须搭设反力装置，以提供贯入过程所需反力。

目前的技术，通常是将螺旋形地锚通过液压装置旋转插入土体，再将反力梁通过螺栓固定在地锚上，进而将压入动力装置安装在反力梁上。但是，这样的反力装置对于要在地铁隧道内进行的静力触探试验并不适用，因为目前地铁隧道的衬砌都是由混凝土管片拼装而成，不能使用地锚固定。并且，在进行隧道内静力触探试验时，由于衬砌外部有加固浆液、地下水、泥沙、淤泥，在破孔时会喷涌进入隧道内部，必须采取一定的防护措施。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种用于隧道内部斜向静力触探试验的反力装置及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一、一种用于隧道内部斜向静力触探试验的反力装置：

装置包括静力触探试验机架、两根第一槽钢、两根第二槽钢、压板组件和反力支撑调节组件；两根第一槽钢水平平行安装在静力触探试验机架底部的两侧，两根第一槽钢两端的腹板之间均通过钢管固定连接，两根第二槽钢垂直于第一槽钢并对称布置在第一槽钢的两端，第二槽钢横跨地固定架在两根第一槽钢顶面之间，第二槽钢位于钢管的正上方，两个第二槽钢上均安装有压板组件和反力支撑调节组件。

所述的静力触探试验机架底面通过螺栓安装在第一槽钢的上翼缘上，第二槽钢下翼缘的两端与第一槽钢上翼缘之间通过螺栓固定连接，第二槽钢下翼缘的中部与钢管之间通过螺栓固定。

所述的压板组件包括角钢和压板，两根角钢通过螺栓竖直平行地安装在第二槽钢腹板外侧面上，压板铰接于两根角钢底端之间，其铰接轴与第二槽钢长度方向相同，两个压板通过螺栓安装在隧道内部的混凝土管片上。

所述的反力支撑调节组件包括固定管、螺杆和两个限位螺母，第二槽钢的两端部固定焊接有竖直安装的固定管，螺杆活动套在固定管中，螺杆整段均带有螺纹，固定管上方和下方的螺杆上各套有限位螺母，螺杆底端连接有脚轮，脚轮用于与在隧道内部的混凝土管片表面接触。

所述的第二槽钢腹板侧为外侧，开口侧为内侧。

所述的两根角钢的一侧面固定在腹板侧，压板铰接在两根角钢另一侧面之间，并且朝向外侧旋转安装。

二、一种隧道内部斜向静力触探试验的方法，包括如下步骤：

1)将阀门通过螺管安装在混凝土管片的注浆孔上；

2)打开阀门，将水钻钻头穿过机械式阀门和螺管伸入到注浆孔进行破孔，破孔后拔出钻头并关闭阀门；

3)将权利要求1～6任一所述的反力装置安装在地铁隧道的混凝土管片上；

4)将静力触探试验装置安装在静力触探试验机架上，打开阀门，将静力触探的探头伸入注浆孔，进行静力触探试验；

5)静力触探试验结束后，将探头拔出，关闭阀门，卸下静力触探试验装置；

6)从混凝土管片上卸下压板，移除反力装置；

7)卸下阀门，用快硬早强水泥封闭注浆孔。

所述步骤3)具体是先将压板安装在隧道内混凝土管片用于固定的螺栓孔上，使静力触探试验机架位于注浆孔正上方，再通过调节装置四角的限位螺母调节静力触探试验机架安装的倾斜度，并拧紧固定管上下方的限位螺母使得静力触探试验机架位置固定。

所述步骤1)中，螺管的两端均具有外螺纹，一端与混凝土管片注浆孔的内螺纹相连，另一端与阀门的内螺纹相连。

本发明的有益效果是：

本发明结合地铁隧道内的特定环境，设计了所述反力装置，可将静力触探试验机架与混凝土管片牢固连接，再采用四周螺杆上的限位螺母进行静力触探试验机架的调平。

因此，本发明反力装置充分利用了地铁隧道衬砌的混凝土管片上螺栓及螺栓孔，不仅能进行常规水平装置的竖直方向的静力触探试验，而且能进行斜向的静力触探试验。并且试验方法采用了阀门，有效防止隧道外部的浆体、泥沙、淤泥、地下水等涌入隧道，保证试验过程的安全，克服了现有反力装置在隧道内进行静力触探试验时存在的不足。

附图说明

图1为本发明反力装置的整体结构示意图；

图2为静力触探试验机架、第一槽钢、钢管的安装示意图；

图3为反力支撑调节组件的安装示意图；