用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置及方法。兩根第一槽鋼安裝在靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架底部的兩側(cè)，兩根第一槽鋼兩端的腹板之間均通過(guò)鋼管固定連接，第二槽鋼橫跨地對(duì)稱(chēng)固定架在兩根第一槽鋼頂面之間，第二槽鋼位于鋼管的正上方，兩個(gè)第二槽鋼上均安裝有壓板組件和反力支撐調(diào)節(jié)組件；壓板組件包括角鋼和壓板；反力支撐調(diào)節(jié)組件包括固定管、螺桿和兩個(gè)限位螺母。本發(fā)明反力裝置充分利用了地鐵隧道襯砌的混凝土管片上螺栓及螺栓孔，能進(jìn)行斜向和水平向的靜力觸探試驗(yàn)，保證試驗(yàn)過(guò)程的安全，克服了現(xiàn)有反力裝置在隧道內(nèi)進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)時(shí)存在的不足。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置及方法，用于地鐵隧道中進(jìn)行的靜力觸探試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]靜力觸探試驗(yàn)是采用雙橋探頭或者三橋探頭在地面上貫入土體進(jìn)行探測(cè)的試驗(yàn)，該試驗(yàn)可以記錄探頭在向下貫入土層過(guò)程中的錐尖阻力、側(cè)壁阻力以及孔隙水壓力，通過(guò)這些參數(shù)可以對(duì)土體性質(zhì)有一個(gè)初步了解。要將探頭貫入土體，必須搭設(shè)反力裝置，以提供貫入過(guò)程所需反力。
[0003]目前的技術(shù)，通常是將螺旋形地錨通過(guò)液壓裝置旋轉(zhuǎn)插入土體，再將反力梁通過(guò)螺栓固定在地錨上，進(jìn)而將壓入動(dòng)力裝置安裝在反力梁上。但是，這樣的反力裝置對(duì)于要在地鐵隧道內(nèi)進(jìn)行的靜力觸探試驗(yàn)并不適用，因?yàn)槟壳暗罔F隧道的襯砌都是由混凝土管片拼裝而成，不能使用地錨固定。并且，在進(jìn)行隧道內(nèi)靜力觸探試驗(yàn)時(shí)，由于襯砌外部有加固漿液、地下水、泥沙、淤泥，在破孔時(shí)會(huì)噴涌進(jìn)入隧道內(nèi)部，必須采取一定的防護(hù)措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置及方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一、一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置:
[0007]裝置包括靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架、兩根第一槽鋼、兩根第二槽鋼、壓板組件和反力支撐調(diào)節(jié)組件;兩根第一槽鋼水平平行安裝在靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架底部的兩側(cè)，兩根第一槽鋼兩端的腹板之間均通過(guò)鋼管固定連接，兩根第二槽鋼垂直于第一槽鋼并對(duì)稱(chēng)布置在第一槽鋼的兩端，第二槽鋼橫跨地固定架在兩根第一槽鋼頂面之間，第二槽鋼位于鋼管的正上方，兩個(gè)第二槽鋼上均安裝有壓板組件和反力支撐調(diào)節(jié)組件。
[0008]所述的靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架底面通過(guò)螺栓安裝在第一槽鋼的上翼緣上，第二槽鋼下翼緣的兩端與第一槽鋼上翼緣之間通過(guò)螺栓固定連接，第二槽鋼下翼緣的中部與鋼管之間通過(guò)螺栓固定。
[0009]所述的壓板組件包括角鋼和壓板，兩根角鋼通過(guò)螺栓豎直平行地安裝在第二槽鋼腹板外側(cè)面上，壓板鉸接于兩根角鋼底端之間，其鉸接軸與第二槽鋼長(zhǎng)度方向相同，兩個(gè)壓板通過(guò)螺栓安裝在隧道內(nèi)部的混凝土管片上。
[0010]所述的反力支撐調(diào)節(jié)組件包括固定管、螺桿和兩個(gè)限位螺母，第二槽鋼的兩端部固定焊接有豎直安裝的固定管，螺桿活動(dòng)套在固定管中，螺桿整段均帶有螺紋，固定管上方和下方的螺桿上各套有限位螺母，螺桿底端連接有腳輪，腳輪用于與在隧道內(nèi)部的混凝土管片表面接觸。
[0011 ]所述的第二槽鋼腹板側(cè)為外側(cè)，開(kāi)口側(cè)為內(nèi)偵U。
[0012]所述的兩根角鋼的一側(cè)面固定在腹板側(cè)，壓板鉸接在兩根角鋼另一側(cè)面之間，并且朝向外側(cè)旋轉(zhuǎn)安裝。
[0013]二、一種隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的方法，包括如下步驟:
[0014]I)將閥門(mén)通過(guò)螺管安裝在混凝土管片的注漿孔上；
[0015]2)打開(kāi)閥門(mén)，將水鉆鉆頭穿過(guò)機(jī)械式閥門(mén)和螺管伸入到注漿孔進(jìn)行破孔，破孔后拔出鉆頭并關(guān)閉閥門(mén)；
[0016]3)將權(quán)利要求1?6任一所述的反力裝置安裝在地鐵隧道的混凝土管片上；
[0017]4)將靜力觸探試驗(yàn)裝置安裝在靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架上，打開(kāi)閥門(mén)，將靜力觸探的探頭伸入注漿孔，進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)；
[0018]5)靜力觸探試驗(yàn)結(jié)束后，將探頭拔出，關(guān)閉閥門(mén)，卸下靜力觸探試驗(yàn)裝置；
[0019]6)從混凝土管片上卸下壓板，移除反力裝置；
[0020]7)卸下閥門(mén)，用快硬早強(qiáng)水泥封閉注漿孔。
[0021]所述步驟3)具體是先將壓板安裝在隧道內(nèi)混凝土管片用于固定的螺栓孔上，使靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架位于注漿孔正上方，再通過(guò)調(diào)節(jié)裝置四角的限位螺母調(diào)節(jié)靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架安裝的傾斜度，并擰緊固定管上下方的限位螺母使得靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架位置固定。
[0022]所述步驟I)中，螺管的兩端均具有外螺紋，一端與混凝土管片注漿孔的內(nèi)螺紋相連，另一端與閥門(mén)的內(nèi)螺紋相連。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]本發(fā)明結(jié)合地鐵隧道內(nèi)的特定環(huán)境，設(shè)計(jì)了所述反力裝置，可將靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架與混凝土管片牢固連接，再采用四周螺桿上的限位螺母進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架的調(diào)平。
[0025]因此，本發(fā)明反力裝置充分利用了地鐵隧道襯砌的混凝土管片上螺栓及螺栓孔，不僅能進(jìn)行常規(guī)水平裝置的豎直方向的靜力觸探試驗(yàn)，而且能進(jìn)行斜向的靜力觸探試驗(yàn)。并且試驗(yàn)方法采用了閥門(mén)，有效防止隧道外部的漿體、泥沙、淤泥、地下水等涌入隧道，保證試驗(yàn)過(guò)程的安全，克服了現(xiàn)有反力裝置在隧道內(nèi)進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)時(shí)存在的不足。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明反力裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架、第一槽鋼、鋼管的安裝示意圖；
[0028]圖3為反力支撐調(diào)節(jié)組件的安裝示意圖；
[0029]圖4為固定管在螺桿上的局部安裝放大示意圖；
[0030]圖5為鋼管與第一槽鋼連接的局部安裝放大示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明裝置在隧道內(nèi)斜向靜力觸探試驗(yàn)的安裝剖面示意圖；
[0032]圖7為本發(fā)明實(shí)施例探測(cè)點(diǎn)位置示意圖；
[0033]圖8為本發(fā)明實(shí)施例的深度與錐尖阻力的關(guān)系數(shù)據(jù)圖。
[0034]圖中:靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架1、第一槽鋼2、鋼管3、第二槽鋼4、腳輪5、角鋼6、壓板7、螺桿8、固定管9、限位螺母10。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0036]如圖1所示，本發(fā)明反力裝置安裝在地鐵隧道的混凝土管片上，包括靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架I，包括兩根第一槽鋼2、兩根第二槽鋼4、壓板組件和反力支撐調(diào)節(jié)組件;兩根第一槽鋼2水平平行安裝在靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架I底部的兩側(cè)，兩根第一槽鋼2兩端的腹板之間均通過(guò)鋼管3固定連接，兩根第二槽鋼4垂直于第一槽鋼2并對(duì)稱(chēng)布置在第一槽鋼2的兩端，第二槽鋼4橫跨地固定架在兩根第一槽鋼2頂面之間，第二槽鋼4位于鋼管3的正上方，兩個(gè)第二槽鋼4上均安裝有壓板組件和反力支撐調(diào)節(jié)組件，兩端的壓板組件和反力支撐調(diào)節(jié)組件相對(duì)稱(chēng)布置。
[0037]具體實(shí)施為便于安裝，第一槽鋼2的上翼緣開(kāi)有螺孔，腹板上開(kāi)有通孔。
[0038]如圖1和圖2所示，靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架I底面通過(guò)螺栓安裝在第一槽鋼2的上翼緣上，第二槽鋼4下翼緣的兩端與第一槽鋼2上翼緣之間通過(guò)螺栓固定連接，如圖5所示，第二槽鋼4下翼緣的中部與鋼管3之間通過(guò)螺栓固定，螺栓穿過(guò)鋼管3用螺母擰緊固定。
[0039]如圖3所示，壓板組件包括角鋼6和壓板7，兩根角鋼6通過(guò)螺栓豎直平行地安裝在第二槽鋼4腹板外側(cè)面上，壓板7鉸接于兩根角鋼6底端之間，其鉸接軸與第二槽鋼4長(zhǎng)度方向相同，兩個(gè)壓板7通過(guò)螺栓安裝在隧道內(nèi)部的混凝土管片上。
[0040]如圖3和圖4所示，反力支撐調(diào)節(jié)組件包括固定管9、螺桿8和兩個(gè)限位螺母10，第二槽鋼4的兩端部固定焊接有豎直安裝的固定管9，螺桿8活動(dòng)套在固定管9中，螺桿8整段均帶有螺紋，固定管9上方和下方的螺桿8上各套有限位螺母10，螺桿8底端連接有腳輪5，腳輪5用于與在隧道內(nèi)部的混凝土管片表面接觸;如圖5所示，通過(guò)調(diào)節(jié)限位螺母10在螺桿8上的位置，使得螺桿8和固定管9相對(duì)固定，進(jìn)而使整個(gè)裝置處于水平狀態(tài)或與隧道相適應(yīng)的傾斜狀態(tài)。
[0041]兩個(gè)第二槽鋼4的開(kāi)口側(cè)相正對(duì)朝內(nèi)安裝，使得第二槽鋼4腹板側(cè)為外側(cè)，開(kāi)口側(cè)為內(nèi)偵U。
[0042]第二槽鋼4的兩個(gè)角鋼6開(kāi)口側(cè)相正對(duì)朝內(nèi)安裝，使得角鋼6的一側(cè)面固定在腹板偵U，另一側(cè)面位于外側(cè)。
[0043]兩根角鋼6的一側(cè)面固定在腹板側(cè)，壓板7鉸接在兩根角鋼6另一側(cè)面之間，并且朝向外側(cè)旋轉(zhuǎn)安裝。
[0044]本發(fā)明的實(shí)施例及其實(shí)施工作過(guò)程如下:
[0045]本發(fā)明在地鐵隧道管片拼裝完畢的情況下進(jìn)行實(shí)際使用和觸探實(shí)驗(yàn)。
[0046](I)將閥門(mén)通過(guò)螺管安裝在混凝土管片注漿孔上，閥門(mén)采用機(jī)械式球閥，螺管的兩端具有外螺紋，一端與混凝土管片注漿孔的內(nèi)螺紋相連，另一端與閥門(mén)的內(nèi)螺紋相連;閥門(mén)能有效防止隧道外部的漿體、泥沙、淤泥、地下水等涌入隧道，保證試驗(yàn)過(guò)程的安全。
[0047](2)打開(kāi)閥門(mén)，將水鉆的鉆頭伸入注漿孔進(jìn)行破孔；
[0048](3)破孔完成后，拔出鉆頭，關(guān)閉閥門(mén)；
[0049](4)先將壓板7安裝在隧道內(nèi)混凝土管片用于固定的螺栓孔上，使靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架I位于注漿孔正上方，再通過(guò)調(diào)節(jié)裝置四角的限位螺母10調(diào)節(jié)靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架I安裝的傾斜度，并擰緊固定管9上下方的限位螺母10使得靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架I位置固定，如圖6所不O
[0050](5)通過(guò)八個(gè)限位螺母10調(diào)節(jié)反力裝置的傾斜度；
[0051](6)將靜力觸探試驗(yàn)裝置安裝在靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架I上，打開(kāi)閥門(mén)，將探頭伸入注漿孔，進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)。
[0052](7)靜力觸探試驗(yàn)結(jié)束后，將探頭拔出，關(guān)閉閥門(mén)，卸下靜力觸探試驗(yàn)裝置；
[0053](8)從混凝土管片上卸下壓板7，移除反力裝置；
[0054](9)卸下閥門(mén)，用快硬早強(qiáng)水泥封閉注漿孔，確保隧道安全。
[0055]實(shí)施例采用本發(fā)明裝置后的靜力觸探試驗(yàn)位置點(diǎn)如圖7所示，其結(jié)果如圖8所示，圖中可明顯判斷出在盾構(gòu)施工前后進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)，比較所得到的錐尖阻力，盾構(gòu)施工后，隧道底部約2米范圍內(nèi)，錐尖阻力遠(yuǎn)大于原狀土，說(shuō)明有注漿加固區(qū)域，往外區(qū)域(約9米深)錐尖阻力小于原狀土，是施工擾動(dòng)區(qū)域，再往外的區(qū)域，錐尖阻力基本不變，說(shuō)明施工擾動(dòng)已經(jīng)不明顯。
[0056]由此可判斷盾構(gòu)施工對(duì)土體造成的擾動(dòng)范圍和程度。
[0057]由實(shí)施例可見(jiàn)，本發(fā)明其技術(shù)效果顯著突出，能進(jìn)行常規(guī)水平和斜向的靜力觸探試驗(yàn)，保證試驗(yàn)過(guò)程的安全，有效防止隧道外部的漿體、泥沙、淤泥、地下水等涌入隧道，克服了現(xiàn)有反力裝置在隧道內(nèi)進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)時(shí)存在的不足。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置，包括靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架(I)，其特征在于:包括兩根第一槽鋼(2)、兩根第二槽鋼(4)、壓板組件和反力支撐調(diào)節(jié)組件;兩根第一槽鋼(2)水平平行安裝在靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架(I)底部的兩側(cè)，兩根第一槽鋼(2)兩端的腹板之間均通過(guò)鋼管(3)固定連接，兩根第二槽鋼(4)垂直于第一槽鋼(2)并對(duì)稱(chēng)布置在第一槽鋼(2)的兩端，第二槽鋼(4)橫跨地固定架在兩根第一槽鋼(2)頂面之間，第二槽鋼(4)位于鋼管(3)的正上方，兩個(gè)第二槽鋼(4)上均安裝有壓板組件和反力支撐調(diào)節(jié)組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置，其特征在于:所述的靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架(I)底面通過(guò)螺栓安裝在第一槽鋼(2)的上翼緣上，第二槽鋼(4)下翼緣的兩端與第一槽鋼(2)上翼緣之間通過(guò)螺栓固定連接，第二槽鋼(4)下翼緣的中部與鋼管(3)之間通過(guò)螺栓固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置，其特征在于:所述的壓板組件包括角鋼(6)和壓板(7)，兩根角鋼(6)通過(guò)螺栓豎直平行地安裝在第二槽鋼(4)腹板外側(cè)面上，壓板(7)鉸接于兩根角鋼(6)底端之間，其鉸接軸與第二槽鋼(4)長(zhǎng)度方向相同，兩個(gè)壓板(7)通過(guò)螺栓安裝在隧道內(nèi)部的混凝土管片上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置，其特征在于:所述的反力支撐調(diào)節(jié)組件包括固定管(9)、螺桿(8)和兩個(gè)限位螺母(10)，第二槽鋼(4)的兩端部固定焊接有豎直安裝的固定管(9)，螺桿(8)活動(dòng)套在固定管(9)中，螺桿(8)整段均帶有螺紋，固定管(9)上方和下方的螺桿(8)上各套有限位螺母(10)，螺桿(8)底端連接有腳輪(5)，腳輪(5)用于與在隧道內(nèi)部的混凝土管片表面接觸。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置，其特征在于:所述的第二槽鋼(4)腹板側(cè)為外側(cè)，開(kāi)口側(cè)為內(nèi)側(cè)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的反力裝置，其特征在于:所述的兩根角鋼(6)的一側(cè)面固定在腹板側(cè)，壓板(7)鉸接在兩根角鋼(6)另一側(cè)面之間，并且朝向外側(cè)旋轉(zhuǎn)安裝。7.—種隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的方法，其特征在于包括如下步驟: 1)將閥門(mén)通過(guò)螺管安裝在混凝土管片的注漿孔上； 2)打開(kāi)閥門(mén)，將水鉆鉆頭穿過(guò)機(jī)械式閥門(mén)和螺管伸入到注漿孔進(jìn)行破孔，破孔后拔出鉆頭并關(guān)閉閥門(mén)； 3)將權(quán)利要求1?6任一所述的反力裝置安裝在地鐵隧道的混凝土管片上； 4)將靜力觸探試驗(yàn)裝置安裝在靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架(I)上，打開(kāi)閥門(mén)，將靜力觸探的探頭伸入注漿孔，進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)； 5)靜力觸探試驗(yàn)結(jié)束后，將探頭拔出，關(guān)閉閥門(mén)，卸下靜力觸探試驗(yàn)裝置； 6)從混凝土管片上卸下壓板(7)，移除反力裝置； 7)卸下閥門(mén)，用快硬早強(qiáng)水泥封閉注漿孔。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的方法，其特征在于:所述步驟3)具體是先將壓板(7)安裝在隧道內(nèi)混凝土管片用于固定的螺栓孔上，使靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架(I)位于注漿孔正上方，再通過(guò)調(diào)節(jié)裝置四角的限位螺母(10)調(diào)節(jié)靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架(I)安裝的傾斜度，并擰緊固定管(9)上下方的限位螺母(10)使得靜力觸探試驗(yàn)機(jī)架(I)位置固定。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種隧道內(nèi)部斜向靜力觸探試驗(yàn)的方法，其特征在于:所述步驟I)中，螺管的兩端均具有外螺紋，一端與混凝土管片注漿孔的內(nèi)螺紋相連，另一端與閥門(mén)的內(nèi)螺紋相連。
【文檔編號(hào)】E02D33/00GK105971025SQ201610321945
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】朱瑤宏, 林偉岸, 葉俊能, 高飛, 邊學(xué)成, 李卓峰, 周燕國(guó), 陳云敏, 王順玉
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué), 寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司