一种多功能隔热土压力盒固定装置及其使用方法

布设好适量温敏计，再将预先准备的土压力盒固定于安装底座之上；
16.之后将固定有土压力盒、温敏计及隔热膜的安装底座通过螺栓固定于固定装置之上， 调节固定装置的松动弹簧，盖上土压力盒盖板，并用固定卡扣将其固定牢靠；
17.之后将固定装置固定与爪式焊接端在伸缩支撑杆上，将拼装完成后的固定装置一端 贴合在岩面之上，通过调节伸缩杆将爪式焊接端固定于钢拱架上，并采用焊接方式焊接牢 固；
18.最后将温敏计及土压力盒的导线从导线槽处引出，并引向预设位置处，读取数据。
19.与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
20.本发明的一种多功能隔热土压力盒固定装置及其使用方法，对目前存在的不足进行 了改进，既在土压力盒固定装置的安装底座上增加了温敏计，这样既可以对所测的应力应 变进行温度补偿又可以对隧道内岩土体的温度进行温度监测；此外采用可变内径的固定底 座对传统固定装置的一种改进，这可大大兼容不同厂家的不同土压力盒直径。
21.本发明既可消除由于预埋时固定焊接温度而造成的土压力盒“成活率”下降问题， 还可有效固定土压力盒，进而对隧道沉降变形进行有效监测。
22.解决了土压力盒在提前预埋时由于焊接时温度过高而造成土压力盒“成活率”较低 的问题。解决了土压力盒在提前预埋时由于操作不当而造成的应力应变的测量误差并使隧 道新开挖围岩的变形预警不准确的问题。
附图说明
23.图1一种多功能隔热土压力盒固定装置及其使用方法原理图；
24.图2多功能隔热土压力盒固定装置结构示意图；
具体实施方式
25.本发明提供一种多功能隔热土压力盒固定装置及其使用方法
26.包括土压力盒本身1、土压力盒安装底座2、土压力盒盖板3、隔热膜4、温敏计5、 轻型移动电缆6、伸缩支撑杆7、爪式焊接端头8、松动弹簧9、固定卡扣10、导线槽11、 固定螺栓12、数据处理服务器13。
27.安装底座2设有临时固定装置(金属贴膜)及通孔，并与固定装置采用螺栓连接， 以方便现场施工人员预先安装，防止高空作业时脱落风险而引发安全隐患。
28.在硬岩隧道开挖过程中，常采用爆破形式进行开挖，岩面往往呈现不规则等特点， 为使土压力盒受力均匀，同时保护土压力盒外膜不受磨损，更好的反映隧道沉降变形情况， 本发明在靠近隧道岩面一面设计了一块盖板用于传递岩面受力情况。
29.温敏计通过轻型移动电缆将数据转换器中的温度数据和土压力盒中的应力应变数据 收集，并传输给数据处理服务器。
30.支撑杆件两端端部采用螺纹结构分别与土压力盒安装底座及焊接端头相连，用于将 拱架土压力盒固定形成整体。
31.爪式焊接端头采用硬质钢材，一端与支撑杆件采用螺纹连接，靠近拱架端采用焊接 方式固定在拱架或钢筋上，以固定支撑杆架不被移动。
32.数据采集器通过轻型移动电缆将数据转换器中的温度数据和光纤光栅监测器中
的应 力应变数据收集，并传输给数据处理服务器。
33.弹簧设立于土压力盒安装底座外侧，具体安装位置见详图2，其作用为灵活改变安 装底座外径，以适应任意大小土压力盒装置。
34.固定装置用于固定土压力盒安装底座，用以确保安装后的土压力盒不受外力变化而 发生偏移，确保测量数据的准确性。
35.导线槽用于疏通导线以及土压力盒安装装置疏水作用，防止导线在外力作用下被破 坏，及隧道渗水对土压力盒的影响。
36.具体操作方法和过程：
37.为使得本发明的目的、技术方案、优点表示更清楚，下面结合图例对本发明进行详 细阐述，本发明的示意性实施方式及说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
38.实施例
39.14.一种多功能隔热土压力盒固定装置及其使用方法，包括土压力盒本身，需要 说明的是，本发明主要由四部分构架组成，除土压力盒1外，其余三部分均采用螺栓连接， 其目的是使得装置更为便捷、更为灵活。考虑土压力盒1为市场任意购买元件，元件规格 不一，无固定体积和直径，因此本发明将固定装置的上半部分结构分为两部分，(以伸缩 支撑杆为界，伸缩支撑杆7以上为上半部分，伸缩支撑杆以下包含伸缩支撑杆为下半部分，) 分别为土压力盒安装底座2及其他，安装底座由底板、隔热膜4、温敏计5、轻型移动电 缆6、固定螺栓12组成，底板作为承托板，分上下两层，中间用以布设隔热膜、温敏计 等，上部承托板粘有金属贴膜，用于初步固定土压力盒，固定螺栓用以固定土压力盒安装 底座。其他部分为上部固定装置，包含土压力盒盖板3、松动弹簧9、固定卡扣10、导线 槽11，松动弹簧9用于调节固定装置外径，以适应土压力盒外径，土压力盖板用于保护 土压力盒外膜，作为岩面直接接触面传递围岩压力，固定卡扣10用于固定盖板与固定装 置，保证土压力盒在偏压作用下不发生位移，确保数据的准确性。
40.具体实施步骤如下
41.布设前，先将土压力盒安装底座取出，并在安装底座上搁置好预先准备的隔热膜， 布设好适量温敏计，再将预先准备的土压力盒固定于安装底座之上；
42.之后将固定有土压力盒、温敏计及隔热膜的安装底座通过螺栓固定于固定装置之上， 调节固定装置的松动弹簧9，盖上土压力盒盖板，并用固定卡扣10将其固定牢靠，避免 产生位移；
43.之后将固定装置固定与爪式焊接端在伸缩支撑杆上。将拼装完成后的固定装置一端 贴合在岩面之上，通过调节伸缩杆将爪式焊接端固定于钢拱架上，并采用焊接方式焊接牢 固。
44.最后将温敏计及土压力盒的导线从导线槽处引出，并引向预设位置处，读取数据。


技术特征：
1.一种多功能隔热土压力盒固定装置，其特征在于，包括土压力盒(1)、安装底座(2)、固定装置和爪式焊接端头(8)；土压力盒(1)设置在安装底座(2)上，安装底座(2)设置在固定装置内部，爪式焊接端头(8)设置在固定装置底部；固定装置包括盖板(3)、松动弹簧(9)和壳体；安装底座(2)平行于壳体底部设置在壳体内部，若干松动弹簧(9)设置在壳体底部和安装底座(2)之间，壳体顶部设置有盖板(3)。2.根据权利要求1所述的一种多功能隔热土压力盒固定装置，其特征在于，盖板(3)通过固定卡扣(10)固定。3.根据权利要求1所述的一种多功能隔热土压力盒固定装置，其特征在于，安装底座(2)和土压力盒(1)之间设置有隔热膜(4)。4.根据权利要求3所述的一种多功能隔热土压力盒固定装置，其特征在于，隔热膜(4)上设置有若干温敏计(5)，每个温敏计(5)通过移动电缆(6)连接到外部数据处理服务器。5.根据权利要求4所述的一种多功能隔热土压力盒固定装置，其特征在于，壳体侧面设置有导线槽(11)，移动电缆(6)穿过导线槽(11)设置。6.根据权利要求1所述的一种多功能隔热土压力盒固定装置，其特征在于，壳体底部通过螺将壳体和安装底座(2)连接。7.根据权利要求1所述的一种多功能隔热土压力盒固定装置，其特征在于，壳体底部通过伸缩支撑杆(7)与爪式焊接端头(8)连接。8.根据权利要求7所述的一种多功能隔热土压力盒固定装置，其特征在于，爪式焊接端头(8)为钢端头，爪式焊接端头(8)的一端与伸缩支撑杆(7)采用螺纹连接，另一端采用焊接方式固定在拱架或钢筋上。9.一种多功能隔热土压力盒固定装置的使用方法，其特征在于，基于权利要求1至8任意一项所述的一种多功能隔热土压力盒固定装置，包括以下步骤：布设前，先将土压力盒安装底座取出，并在安装底座上搁置好预先准备的隔热膜，布设好适量温敏计，再将预先准备的土压力盒固定于安装底座之上；之后将固定有土压力盒、温敏计及隔热膜的安装底座通过螺栓固定于固定装置之上，调节固定装置的松动弹簧，盖上土压力盒盖板，并用固定卡扣将其固定牢靠；之后将固定装置固定与爪式焊接端在伸缩支撑杆上，将拼装完成后的固定装置一端贴合在岩面之上，通过调节伸缩杆将爪式焊接端固定于钢拱架上，并采用焊接方式焊接牢固；最后将温敏计及土压力盒的导线从导线槽处引出，并引向预设位置处，读取数据。

技术总结
一种多功能隔热土压力盒固定装置及其使用方法，包括土压力盒、安装底座、固定装置和爪式焊接端头；土压力盒设置在安装底座上，安装底座设置在固定装置内部，爪式焊接端头设置在固定装置底部；本发明既可消除由于预埋时固定焊接温度而造成的土压力盒“成活率”下降问题，还可有效固定土压力盒，进而对隧道沉降变形进行有效监测。解决了土压力盒在提前预埋时由于焊接时温度过高而造成土压力盒“成活率”较低的问题。解决了土压力盒在提前预埋时由于操作不当而造成的应力应变的测量误差并使隧道新开挖围岩的变形预警不准确的问题。开挖围岩的变形预警不准确的问题。开挖围岩的变形预警不准确的问题。


技术研发人员：付大喜 侯乐乐 郭炎伟 徐卫奖 董长武 王小伟 秦成伟 郭梦真
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/11/23