[实用新型]一种海底隧道管片结构水土压力测试装置

说明书

本实用新型提供了一种海底隧道管片结构水土压力测试装置，包括受测的管片结构、土压力盒、渗压计；其中，所述管片结构是由若干块管片连接组成的环形结构；所述土压力盒通过楔形木块固定安装于每块所述管片上的管片预留凹槽中，所述土压力盒感应方向垂直于所述管片外弧面；所述渗压计通过管片吊装孔安装于每块所述管片的外侧形心处；所述土压力盒与所述渗压计设置的高度相同。本实用新型能够实时、准确地监测管片结构所受水土压力，明晰管片的工作状态，能有效的指导现场施工，保证施工安全；安装操作简单、方便快捷，对现场施工的干扰小，不影响隧道施工进度。

技术领域

本实用新型属于隧道施工监测技术，特别涉及一种海底隧道管片结构水土压力测试装置。

背景技术

盾构法常用于水下隧道施工，海底隧道埋深大，水压高，施工难度极大，工程风险高，因此，对海底隧道盾构管片结构的水土压力进行现场测试和研究，掌握其实际外部荷载情况，可及时了解结构的安全状态，指导施工。另外，成功的监测方法和研究成果可为今后海底隧道的设计、施工提供参考。

目前分析海底隧道管片结构水土压力的方法主要有：1.经验法，根据规范要求或工程类比的方法计算水土压力，此方法虽然具有一定普适性，但对于某一工程很难达到安全可靠、经济合理的建设目标；2.理论分析及数值模拟方法，这两种方法可根据具体工程情况计算水土压力，但需要做出大量假设简化计算，因此，得到准确的计算结果很难；3.应变片法，在混凝土结构表面粘贴应变片监测管片内力，应变片具有分辨率高、误差小和价格低廉等优点，但是操作复杂繁琐，并且应变片易损坏；3.现场试验，现场试验仪器可使用应变片、光纤传感器和振弦式传感器等，应变片具有分辨率高、误差小和价格低廉等优点，但是操作复杂繁琐，并且稳定性及耐久性不佳，光纤传感器具有灵敏度高，数据传输损耗小，抗电磁干扰强的优点，但价格昂贵，经济效益低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种海底隧道管片结构水土压力测试装置，使用土压力盒和渗压计两种振弦式传感器，形成一套完整的管片结构水土压力监测体系，能够实时、准确地监测管片结构水土压力，明晰管片的工作状态，稳定性好、数据可靠，价格合理，经济效益高。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供了一种海底隧道管片结构水土压力测试装置，包括受测的管片结构、土压力盒、渗压计；其中，所述管片结构是由若干块管片连接组成的环形结构；所述土压力盒通过楔形木块固定安装于每块所述管片上的管片预留凹槽中，所述土压力盒感应方向垂直于所述管片外弧面；所述渗压计通过管片吊装孔安装于每块所述管片的外侧形心处；所述土压力盒与所述渗压计设置的高度相同。

可选的，所述土压力盒与所述渗压计沿隧道纵向间隔的距离为20cm。

可选的，所述土压力盒为振弦式土压力盒，用于监测所述管片结构受土压力；所述渗压计为振弦式渗压计，用于监测所述管片结构受水压力。

可选的，所述管片预留凹槽中所述土压力盒四周的空隙填充有水泥砂浆。

可选的，所述管片外侧保护层厚度为8cm，所述管片预留凹槽深度为5cm。

可选的，所述管片吊装孔内设有圆形钻孔，所述圆形钻孔深度超出所述管片外表面10cm，所述圆形钻孔底部设有一个装砂布袋，所述渗压计设置于所述圆形钻孔中，所述渗压计四周空隙填充有细砂，水泥砂浆封堵所述管片吊装孔。

可选的，所述管片结构是由六块所述管片连接组成的左右对称的环形结构，所述管片包括一块封顶块、两个连接块和三个标准块，所述封顶块位于所述管片结构拱顶处。

可选的，所述土压力盒、渗压计的传输电缆从所述管片吊装孔引出，所述传输电缆成束放置于保护箱内。

第二方面，本实用新型还提供了一种海底隧道管片结构水土压力测试装置的测试方法，所述方法包括如下步骤：