盾构隧道管片径向受力变形的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，预留管片端面及环面的压力传感器孔位，制作整环试验管片；将其运抵施工现场，在压力传感器孔位内安装压力传感器，然后与试验设备连接；盾构正常空推5‑8环后，连续4环，每环5mm降低负环管片脱出盾尾的支撑体高度，拼装带有压力传感器的试验管片并推进，再连续4环，每环5mm增加负环管片脱出盾尾的支撑体高度直到标准值，推进过程中观测不同变化情况下试验管片间径向及环向应力变化情况；对试验结果进行处理。本发明专利技术通过现场足尺试验，总结成型隧道管片在外力作用下，径向变形的规律，为研究总结成型隧道管片在富水地层、同步注浆量不足等条件下的变形规律提供实测数据。

【技术实现步骤摘要】
盾构隧道管片径向受力变形的检测方法
本专利技术涉及盾构隧道施工
，尤其是涉及一种盾构隧道管片径向受力变形的检测方法。
技术介绍
盾构施工已成为城市轨道交通的主要施工方法，成型盾构隧道管片的受力状态只有理论计算、实验室模拟检测，未见管片受力状态的实测案例。盾构推进过程中，成型隧道管片在地下水丰富、同步注浆量不足或在其他外力作用下，管片产生错台变形与外力的变化关系只有限的理论模拟计算研究，没有实际工程试验研究及总结。随着隧道纵向不均匀变形形态的改变，每个环缝处的变形特征、每一环的收敛变形及环内各纵缝处的变形特征均在随之变化。尽管各环缝处的变形特征、各环的收敛变形及环内纵缝处的变形特征各不相同，但它们彼此间以及与结构纵向不均匀变形形态间却有着内在联系。而目前在理论计算方法和模型试验方面，极缺乏对结构横纵向变形分布特征与相关性问题的研究。为此，本项目通过现场足尺试验，探讨衬砌结构三维空间变形特征及相关性问题，对于研究衬砌结构三维空间受力特征和评判接缝处安全状态均具有重要实际意义。鉴于以上工程背景，通过实际工程试验验证，总结成型隧道管片在外力作用下，径向变形的规律，为研究总结成型隧道管片在富水地层、同步注浆量不足等条件下的变形规律提供实测数据，提高理论研究水平，更好的最大盾构施工，提供一种盾构隧道管片径向受力变形的检测方法是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，通过现场足尺试验，总结成型隧道管片在外力作用下，径向变形的规律，为研究总结成型隧道管片在富水地层、同步注浆量不足等条件下的变形规律提供实测数据，提高了理论研究水平，更好的最大盾构施工。为实现上述目的，本专利技术提供了一种盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，包括以下步骤：(1)管片生产期间，预留管片端面及环面的压力传感器孔位，制作整环试验管片；(2)将步骤(1)制作好的试验管片运抵施工现场，在压力传感器孔位内安装压力传感器，然后与试验设备连接；(3)盾构正常空推5-8环后，连续4环，每环5mm-20mm降低负环管片脱出盾尾的支撑体高度，拼装带有压力传感器的试验管片并推进，再连续4环，每环5mm-20mm增加负环管片脱出盾尾的支撑体高度直到标准值，推进过程中观测试验管片间径向及环向应力变化情况；(4)在步骤(3)的推进过程中，观测不同变化情况下试验管片间径向及环向应力变化情况；(5)对试验结果进行处理，得出试验管片错台-受力的关系图，并进一步研究因管片错台导致的管片螺栓的受力情况。优选的，(1)管片生产期间，预留管片端面及环面的压力传感器孔位，制作整环试验管片；(2)将步骤(1)制作好的试验管片运抵施工现场，在压力传感器孔位内安装压力传感器，然后与试验设备连接；(3)盾构正常空推5-8环后，连续4环，每环5mm降低负环管片脱出盾尾的支撑体高度，拼装带有压力传感器的试验管片并推进，再连续4环，每环5mm增加负环管片脱出盾尾的支撑体高度直到标准值，推进过程中观测试验管片间径向及环向应力变化情况；(4)在步骤(3)的推进过程中，观测不同变化情况下试验管片间径向及环向应力变化情况；(5)对试验结果进行处理，得出试验管片错台-受力的关系图，并进一步研究因管片错台导致的管片螺栓的受力情况。优选的，所述步骤(4)中的不同变化情况包括调整不同区域推进油缸的压力值、试验管片拼装期间和不同环拼装过程中变化试验管片拼装模式下推进油缸油压力值，观察上述三种情况下取得相应的试验管片间径向及环向应力变化情况。优选的，试验管片环面和端面的压力传感器均设置为成对的压力传感器组，相邻的压力传感器组之间、试验管片环面的两端和试验管片端面的两端均设有螺栓孔。因此，本专利技术采用上述盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，通过现场足尺试验，总结成型隧道管片在外力作用下，径向变形的规律，为研究总结成型隧道管片在富水地层、同步注浆量不足等条件下的变形规律提供实测数据，提高了理论研究水平，更好的最大盾构施工。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为负环管片结构示意图；图2为试验管片环面的结构示意图；图3为试验管片端面的结构示意图；图4为隧道纵向变形现场足尺试验示意图。具体实施方式本专利技术依托某盾构隧道下穿地下空间综合管廊结构，盾构空推通过约40m轨道交通隧道与综合管廊合建结构施工，进行盾构空推管片受力姿态变化试验；在试验管片环面、端面埋设压力传感器，在盾构空推过程中，根据试验管片错台5-20mm调低脱出盾尾管片的支撑高度，试验管片先降低支撑后再升高支撑高度到设计值，通过支撑高度的变化，形成试验管片错台，并在盾构空推过程中观测试验管片径向、环向受力情况，得出管片错台-受力的关系图。图1为负环管片结构示意图，图2为试验管片环面的结构示意图，图3为试验管片端面的结构示意图，如图所示，本专利技术提供了一种盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，包括以下步骤：(1)管片生产期间，预留管片端面及环面的压力传感器孔位，制作整环试验管片；(2)将步骤(1)制作好的试验管片运抵施工现场，在压力传感器孔位内安装压力传感器，然后与试验设备连接；(3)盾构正常空推5-8环后，连续4环，每环5mm-20mm降低负环管片脱出盾尾的支撑体高度，拼装带有压力传感器的试验管片并推进，再连续4环，每环5mm-20mm增加负环管片脱出盾尾的支撑体高度直到标准值，推进过程中观测试验管片间径向及环向应力变化情况；(4)在步骤(3)的推进过程中，观测不同变化情况下试验管片间径向及环向应力变化情况，；(5)对试验结果进行处理，得出试验管片错台-受力的关系图，并进一步研究因管片错台导致的管片螺栓的受力情况。实施例本专利技术提供了一种盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，包括以下步骤：(1)管片生产期间，预留管片端面及环面的压力传感器孔位，制作整环试验管片；(2)将步骤(1)制作好的试验管片运抵施工现场，在压力传感器孔位内安装压力传感器，然后与试验设备连接；(3)盾构正常空推5-8环后，连续4环，每环5mm降低负环管片1脱出盾尾的支撑体高度，拼装带有压力传感器的试验管片并推进，再连续4环，每环5mm增加负环管片1脱出盾尾的支撑体高度直到标准值，推进过程中观测试验管片间径向及环向应力变化情况；(4)在步骤(3)的推进过程中，观测不同变化情况下试验管片间径向及环向应力变化情况，具体为调整不同区域推进油缸的压力值，观测试验管片间径向、环向应力变化情况，并观测试验管片拼装期间，观测试验管片间径向、环向应力变化情况，并在不同环拼装过程中变化试验管片拼装模式下推进油缸油压值，取得相应的试验管片间径向、环向应力变化情况；(5)图4为隧道纵向变形现场足尺试验示意图，如图所示，对试验结果进行处理，得出试验管片错台-受力的关系图，并进一步研究因管片错台导致的管片螺栓的受力情况。进一步的，试验管片2环面和端面的压力传感器3均设置为成对的压力传感器组，相邻的压力传感器组之间、试验管片环面的两端和试验管片端面的两端均设有螺栓孔4。因此，本专利技术采用上述盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，通过现场足尺试验，总结成型隧道管片在外力作用下，径向变形的规律，为研究总结成型隧道管片在富水地层、同步注浆量不足等条件下的变形规律本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)管片生产期间，预留管片端面及环面的压力传感器孔位，制作整环试验管片；(2)将步骤(1)制作好的试验管片运抵施工现场，在压力传感器孔位内安装压力传感器，然后与试验设备连接；(3)盾构正常空推5‑8环后，连续4环，每环5mm‑20mm降低负环管片脱出盾尾的支撑体高度，拼装带有压力传感器的试验管片并推进，再连续4环，每环5mm‑20mm增加负环管片脱出盾尾的支撑体高度直到标准值，推进过程中观测试验管片间径向及环向应力变化情况；(4)在步骤(3)的推进过程中，观测不同变化情况下试验管片间径向及环向应力变化情况；(5)对试验结果进行处理，得出试验管片错台‑受力的关系图，并进一步研究因管片错台导致的管片螺栓的受力情况。

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)管片生产期间，预留管片端面及环面的压力传感器孔位，制作整环试验管片；(2)将步骤(1)制作好的试验管片运抵施工现场，在压力传感器孔位内安装压力传感器，然后与试验设备连接；(3)盾构正常空推5-8环后，连续4环，每环5mm-20mm降低负环管片脱出盾尾的支撑体高度，拼装带有压力传感器的试验管片并推进，再连续4环，每环5mm-20mm增加负环管片脱出盾尾的支撑体高度直到标准值，推进过程中观测试验管片间径向及环向应力变化情况；(4)在步骤(3)的推进过程中，观测不同变化情况下试验管片间径向及环向应力变化情况；(5)对试验结果进行处理，得出试验管片错台-受力的关系图，并进一步研究因管片错台导致的管片螺栓的受力情况。2.根据权利要求1所述的盾构隧道管片径向受力变形的检测方法，其特征在于：(1)管片生产期间，预留管片端面及环面的压力传感器孔位，制作整环试验管片；(2)将步骤(1)制作好的试验管片运抵施工现场，在压力传感器孔位内安装压力传感器，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：温法庆，王永军，李明宇，周建国，孙连勇，王秋昌，李春林，
申请(专利权)人：中铁十八局集团有限公司，中铁十八局集团第三工程有限公司，郑州大学，济南轨道交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12