一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置及检测方法，涉及止水结构的检测领域，损伤检测装置包括积算控制仪、分析终端和隧道内止水结构；积算控制仪通过云端服务器与分析终端建立通讯连接，积算控制仪通过电缆连接孔隙水压计，孔隙水压计设置钻孔内，钻孔设置在平行于隧道内止水结构外侧的投影断面内，孔隙水压计呈网格状分布。本发明专利技术采用上述结构，通过积算控制仪通过云端服务器与分析终端建立通讯连接，以进行监测数据的远程实时传输；分析终端将获取的多组不同孔隙水压力的监测数据及计算差值处理结果绘制测线曲线图或相应等值线图，以确定隧道内止水结构是否存在较大渗漏及确定渗漏损伤的位置。存在较大渗漏及确定渗漏损伤的位置。存在较大渗漏及确定渗漏损伤的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置及检测方法


[0001]本专利技术涉及止水结构的损伤检测领域，尤其是涉及一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置及检测方法。

技术介绍

[0002]近年来，基于北京市地下水资源的保护要求，地铁隧道工程不降水施工成为了未来的新常态，隧道导洞内止水兼维护结构的新形式随之出现，但由于施工工艺、周围环境、工程地质、水文地质等条件所限，隧道内止水结构难以做到完全咬合，出现缺陷问题难以避免，导致隧道工程的建设出现难以估量的损失与危害，保证隧道工程安全和施工顺利进展的重要前提是隧道止水结构损伤的精准探测和潜在危害评价。
[0003]目前，用于检测止水结构损伤的方法主要有电阻率法及电磁法等，但对于地下水位较高又具有复杂地质条件的隧道工程内止水结构来说，这类方法的检测效果不理想，损伤位置难以确定，相关技术也没有在行业内推广应用。针对隧道内止水结构隐患尺度小，深径比大等渗漏损伤检测的技术难题，如何进行快速、精确的损伤定位成为当前研究的热点和难点。
[0004]因此，有必要提供一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置及检测方法，来解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置及检测方法，解决隧道内止水结构的渗漏损伤检测这一技术难题，快速、精确的定位损伤位置。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置，包括积算控制仪、分析终端和隧道内止水结构，所述积算控制仪通过云端服务器与所述分析终端建立通讯连接，所述积算控制仪通过电缆连接孔隙水压计，所述孔隙水压计设置在钻孔内，所述钻孔设置在平行于所述隧道内止水结构外侧的投影断面内，所述孔隙水压计呈网格状分布。
[0007]积算控制仪通过云端服务器与所述分析终端建立通讯连接，以进行监测数据的远程实时传输；分析终端，将获取的多组不同孔隙水压计的监测数据及计算差值处理结果绘制测线曲线图或相应等值线图，以确定隧道内止水结构是否存在较大渗漏及渗漏损伤的位置。
[0008]优选的，所述孔隙水压计采用振弦式孔隙水压计，所述孔隙水压计的内部设置有芯片，所述芯片通过电缆与所述积算控制仪连接。
[0009]优选采用YT
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ZX
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0600系列振弦式孔隙水压计，根据张力弦原理制造，使用频率作为输出信号，抗干扰能力强，远距离输送产生的误差极小，分辨率为0.0001MPa
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0.001MPa；振弦式孔隙水压计的原理可简述为：在观测过程中压力水通过透水石汇集到承压腔，作用于承压膜片上，膜片中心产生扰曲引起钢弦应力发生变化，钢弦的自振频率随之发生变化，
再由公式将频率值换算为孔隙水压力(P为孔隙水压力；K为孔隙水压计的标定系数；f0为测量安装前孔隙水压计初始频率平均值；f
i
为测量时孔隙水压计的频率平均值)。孔隙水压计的内部有计算芯片，通过电缆与积算控制仪连接后可自动对测量数据进行换算并直接输出物理量，减少人工换算的失误和误差；可以较好地满足隧道内止水结构附近孔隙水压力测量的现实需求。
[0010]优选的，两排所述投影断面均等间距设置有所述钻孔，同一所述投影断面上的所述钻孔间距不小于1m，所述钻孔的直径为110
‑
130mm，所述钻孔偏差小于1.5％，所述钻孔依次经过土层一、土层二和土层三竖直插入地下层，所述钻孔的底端高度高于土层三的底部高度0.2
‑
0.3m。
[0011]优选的，所述孔隙水压计的周围使用净砂作为滤层，所述孔隙水压计通过膨润土进行封孔。
[0012]同一钻孔内孔隙水压计在隧道内止水结构深度范围内按土层分布情况间隔埋设，钻孔内孔隙水压计周围填上净砂作为滤层，并采用膨润土或干燥粘土球进行封孔，使测点位置处的孔隙水与上部土层孔隙水完全隔绝，最终保证两个断面上各钻孔内的全部孔隙水压计呈网格状埋设。
[0013]埋设完毕后通过引出电缆接入积算控制仪并利用分析终端对场内孔隙水压计进行定位，获得每个孔隙水压计的x和y坐标，对每个孔隙水压计的监测值进行插值，计算两个断面上对应监测点的孔压差值，得到两断面间孔隙水压力差等值线，便于后期结果比对。
[0014]一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置的实施方法，包括以下步骤：
[0015]S1：在待检测的隧道内止水结构外侧的两个平行投影界面处，等间距设置钻孔；
[0016]S2：对孔隙水压计进行检验，确保其正常使用，并了解孔隙水压计的具体参数；
[0017]S3：逐个下放孔隙水压计至预埋位置，并在其周围填上净砂作为滤层，采用膨润土或干燥粘土球进行封孔；
[0018]S4：将埋设好的各个孔隙水压计通过电缆连接至积算控制仪；
[0019]S5：待埋设时的超孔隙水压力消散时，测读孔隙水压计的初始读数；
[0020]S6：利用分析终端对孔隙水压计进行定位，获得每个孔隙水压计的x和y坐标；
[0021]S7：在分析终端上编写程序对每个孔隙水压计的监测值进行插值，并计算两个断面上对应监测点的孔压差值，绘制两断面间孔隙水压力差等值线；
[0022]S8：利用等值线图异常突变所在位置上溯对应编号的孔隙水压计精准定位损伤处。
[0023]因此，本专利技术采用上述结构的一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置及检测方法，具备以下有益效果；
[0024](1)本专利技术采用分析终端对场内孔隙水压计进行定位，得到止水结构未发生渗漏损伤时其外侧两断面上多组初始孔压差值及相应等值线图。
[0025](2)本专利技术的孔隙水压计的内部有计算芯片，与积算控制仪连接后可自动对测量数据进行换算并直接输出物理量，减少人工换算的失误和误差。
[0026](3)本专利技术积算控制仪通过云端服务器与所述分析终端建立通讯连接，以进行监测数据的远程实时传输。
[0027](4)本专利技术检测方法操作简单，检测速度快，检测精度高，非常适用于隧道导洞内止水结构的损伤检测。
[0028]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
[0029]图1为本专利技术一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置整体结构的切面图示意图；
[0030]图2为本专利技术一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置的俯视图；
[0031]附图标注
[0032]1、孔隙水压计；2、电缆；3、积算控制仪；4、分析终端；5、钻孔；6、隧道内止水结构；7、膨润土；8、滤层；9、土层一；10、土层二；11、土层三。
具体实施方式
[0033]以下通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0034]除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置，包括积算控制仪、分析终端和隧道内止水结构，其特征在于：所述积算控制仪通过云端服务器与所述分析终端建立通讯连接，所述积算控制仪通过电缆连接孔隙水压计，所述孔隙水压计设置在钻孔内，所述钻孔设置在平行于所述隧道内止水结构外侧的投影断面内，所述孔隙水压计呈网格状分布。2.根据权利要求1所述的一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置，其特征在于：所述孔隙水压计采用振弦式孔隙水压计，所述孔隙水压计的内部设置有芯片，所述芯片通过电缆与所述积算控制仪连接。3.根据权利要求2所述的一种用于隧道导洞内止水结构的损伤检测装置，其特征在于：两排所述投影断面均等间距设置有所述钻孔，同一所述投影断面上的所述钻孔间距不小于1m，所述钻孔的直径为110
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130mm，所述钻孔偏差小于1.5％，所述钻孔依次经过土层一、土层二和土层三竖直插入地下层，所述钻孔的底端高度高于土层三的底部高度0.2
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0.3m。4.根据权利要求3所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光海，宋海山，丁春福，刘雪朝，刘源，黎维桢，胡明，生安香，李珠妍，李立云，
申请(专利权)人：中交路桥建设有限公司，
类型：发明
国别省市：