[发明专利]一种隧道地层土压检测传感器及施工方法

说明书

一种隧道地层土压检测传感器，包括安装固定套、膨胀管组件、传感器组件；膨胀管组件设置有膨胀管，其固定设置在安装固定套的内孔中，传感器组件固定设置在膨胀管组件上部；土压检测传感器施工时，膨胀管设置在隧道环片外侧的隧道外地层中，通过充填高压工作介质油使膨胀管发生膨胀，膨胀管内的工作介质油连通至传感器组件；当隧道外地层的压力变化时作用在膨胀管外壁的压力发生变化，使膨胀管内的工作介质油压力产生相应变化，工作介质油压力的变化传递至传感器组件，输出压力变化信号；本发明的隧道地层土压检测传感器在损坏时，可以通过更换膨胀管组件、传感器组件予以修复，解决了现有土压检测传感器损坏无法修复的问题。

技术领域

本发明涉及隧道地层土压监测技术领域，具体涉及一种隧道地层土压检测传感器及施工方法。

背景技术

现有用于监测隧道地层土压变化的土压传感器，是在隧道施工过程中，预埋在隧道环片外侧的地层中；随着土压传感器的长期使用，因各种原因会使土压传感器损坏，由于土压传感器预埋在隧道环片外侧的地层中，其无法更换，因此最终导致隧道地层土压变化监测的失效，但目前尚无技术手段解决此问题。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种隧道地层土压检测传感器及施工方法，隧道地层土压检测传感器包括安装固定套、膨胀管组件、传感器组件，膨胀管组件固定设置在安装固定套的内孔中，传感器组件固定设置在膨胀管组件上部；膨胀管组件设置有膨胀管，土压检测传感器施工时，膨胀管设置在隧道环片外侧的隧道外地层中，膨胀管内充有高压的工作介质油而发生膨胀，膨胀管内的工作介质油连通至传感器组件；土压检测传感器工作时，隧道外地层的压力发生变化导致作用在膨胀管外壁的压力发生变化，使膨胀管内的工作介质油压力相应产生变化，工作介质油压力的变化传递至传感器组件，输出压力变化信号；本发明的隧道地层土压检测传感器可随隧道施工中同步进行施工安装，也可以在隧道施工完成后独立加装；当隧道地层土压检测传感器因各种原因损坏时，可以通过更换膨胀管组件、传感器组件予以修复，因此可长期维持隧道地层土压监测的有效性。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种隧道地层土压检测传感器，包括安装固定套、膨胀管组件、传感器组件，膨胀管组件固定设置在安装固定套的内孔中，传感器组件固定设置在膨胀管组件上部；膨胀管组件设置有膨胀管，土压检测传感器施工时，膨胀管设置在隧道环片外侧的隧道外地层中，膨胀管内通过高压工作介质油而发生膨胀，膨胀管内的工作介质油连通至传感器组件；土压检测传感器工作时，膨胀管内的工作介质油保持一定的压力，用于平衡膨胀管弹性变形压力及隧道外地层压力，当隧道外地层的压力发生变化时，作用在膨胀管外壁的压力发生变化，使膨胀管内的工作介质油压力相应产生变化，此变化传递至传感器组件，传感器组件输出压力变化信号，实现对隧道地层土压的检测。

进一步的，安装固定套为圆管状，内孔上部设有螺纹；安装固定套为土压传感器的安装基础件，其固定设置在隧道环片中；安装固定套有两种方法固定设置在隧道环片中：一种为隧道环片在生产过程中，安装固定套预埋在隧道环片内，为防止在隧道环片在生产过程水泥砂浆进入安装固定套内部，安装固定套两端设置有堵头；另一种为隧道环片已经固定设置在隧道内时，在隧道环片上钻孔，将安装固定套通过粘结的方式固定设置在隧道环片上钻孔中；为保证安装固定套与隧道环片固定连接的可靠性，安装固定套的外圆周面加工有滚花纹。