[发明专利]一种顶管施工中管道应力监测方法

说明书

本发明涉及一种顶管施工中管道应力监测方法，根据现场实际需求，在待监测区段选取典型断面布设测点；每个断面可布设一个或多个监测仪器，当布设一个时，仪器可安装在管道表面中部靠下，当布设多个时，仪器可安装在管道顶部、底部，中部靠上、靠下等地方并对称布置；监测仪器通过膨胀螺栓固定在混凝土表面，并通过安装金属外壳进行保护；在不同级别顶力条件下进行正向、反向顶进并进行数据采集，通过测频仪连接监测仪器读取数据。该发明能够有效获取管道顶进过程中混凝土表面应力，利于判断管道在顶进受阻情况下顶力传递范围，为顶管脱困采取针对性措施提供依据，保证施工顺利进行。

技术领域

本发明涉及一种顶管施工控制技术，尤其是涉及顶管施工中管道应力监测方法。

背景技术

顶管技术作为一项非开挖技术，具有施工速度快、自动化程度高、节省人力资源、与环境协调相处等优势，已经越来越多地运用到地下隧道建设过程中。为了实现长距离顶管，应尽可能减小并克服管道与周围土或者围岩之间的摩擦力，常见的措施包括施做中继间减小顶进距离、增大顶力以及管道周围注射润滑材料等。然而，在复杂地质条件下，长距离顶管还是经常会碰到顶进受阻的情况，及时脱困才能保证工程顺利。

管道顶进之后，如果发生顶进受阻情况，有必要找出消耗顶力较大的管道，进行管道外围清洗或者破除管道，以便及时脱困。但顶管正常顶进过程中一般不会在管道内部预埋传感器监测其受力情况，一旦发生顶进受阻情况，在管道内部周边布设监测仪器是能获得管道在施加顶力条件下应力变化的有效手段。据此，可以判断顶力传递距离，找出消耗顶力较大的管道，以便采取针对性措施脱困，以使顶管施工顺利进行。

发明内容

本发明的目的是获得顶管施工中管道在一定顶力条件下的应力变化趋势，为准确找到问题管道提供依据，以便有针对性采取措施。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种顶管施工中管道应力监测方法，该监测方法可以在选取的监测断面上布置一个或者多个监测点，其包括如下步骤：

a、 在顶进受阻的区段选取有代表性的监测断面，并布设监测仪器；

b、 正向、反向施加不同级别顶力，通过测频仪连接监测仪器读取数据；

c、 监测数据处理，并绘制顶力传递趋势图。

所述的监测断面的选取由测试仪器数量决定，仪器数量充足可每一环管道均布设一个断面，并在该断面布设多个监测点，否则，可以每两环或三环布置一个断面且每个断面监测点数量减少。

所述的每一个监测断面可布设一个或多个监测点，布设多个监测点则应对称布置，布设一个监测点，则不同监测断面的监测点应布设在管道同一位置。

所述的选取的顶力视实际工程需求选取不同级别的顶力。

所述的正向施加顶力为朝着掘进方向在编号较大中继间施加顶力，反向施加顶力为逆着掘进方向在编号较小中继间施加顶力。

所述的靠近掘进面的中继间为1#中继间，从掘进面向洞外方向中继间由小到大且连续编号。

所述的监测仪器为表面应变计，用于测量混凝土的表面应变。

所述的监测数据处理通过计算各级别顶力下混凝土应变值与0T顶力下混凝土应变值之差，得出因该级别顶力混凝土应变值，与混凝土弹性模量相乘，得到混凝土的表面应力。

所述的绘制的顶力传递趋势图为混凝土表面应力与监测断面编号关系曲线图，据此判断顶力的有效传递距离，找出消耗顶力较大的管道，为顶管施工脱困采取相应措施提供依据。

所述的监测断面编号与管道编号一致，沿着顶进方向编号由大到小且连续编号。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和显著效果：