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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

摘要：本发明公开了一种成型盾构隧道管片及其受力测试方法，包括管片本体，管片本体由若干环管片相互交叉连接而成环形结构，管片为弧形结构，管片的弧面上设置有注浆孔；管片上设置有安装孔，安装孔内由顶部至底部依次设置有压力传感器、钢套环和泡沫块，压力传感器的芯模处向内弧面设置导线引槽，钢套环的外侧面上设置有应变片；管片的外弧面上设置有一个压力传感器。本发明提供了测试方法，简单实用，能够分析出隧道管片径向力对隧道变形的影响程度。

主权项：1.成型盾构隧道管片的受力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在管片生产厂内，管片模拟组装完毕，各项检验合格后，根据试验设计空间尺寸，在管片的环面、端面及外弧面上确定预留压力传感器的位置，进行标记，每个压力传感器的芯模处向内弧面预留导线引槽；B、在每环管片的端面、环面及外弧面上设置安装压力传感器的安装孔，管片外弧面上安装孔的位置位于注浆孔处，对安装孔进行密封处理；C、安装管片环面及端面的压力传感器，每环管片上的压力传感器安装在以盾构掘进方向为基准的左端面上，每环管片上以盾构掘进方向为基准的前环面上安装两个压力传感器，将管片外弧面上压力传感器安装在注浆孔处，将导线引出与试验设备连接；D、将安装好压力传感器的管片运至现场，盾构正常掘进，观测管片端面、环面及外弧面上的压力传感器数据变化情况，根据实际情况调整不同区域推进油缸压力值，观测压力传感器数据变化情况；E、盾构隧道成型后，每间隔一个月测试一次管片变形及所受外力变化值，在隧道运营期内可择时测试管片受外力数据；F、分析总结数据，总结不同时间段管片受外力与管片变形的关系；成型盾构隧道管片包括管片本体，所述管片本体由若干环管片相互交叉连接而成环形结构，所述管片为弧形结构，所述管片上设置有注浆孔；所述管片上设置有安装孔，所述安装孔内由顶部至底部依次设置有压力传感器、钢套环和泡沫块，所述泡沫块与所述钢套环连接，所述钢套环与所述压力传感器连接，所述压力传感器的芯模处向内弧面设置导线引槽，所述钢套环的外侧面上设置有应变片；管片的环面上设置有若干个第一螺栓孔，每两个相邻的所述第一螺栓孔之间设置有两个压力传感器，两个所述压力传感器之间的距离为10-12cm；管片的端面上设置有若干个第二螺栓孔，每两个相邻的所述第二螺栓孔之间设置有两个压力传感器，两个所述压力传感器之间的距离为10-12cm；管片的外弧面上设置有一个压力传感器；所述泡沫块设置为空心的圆柱形结构，且所述泡沫块的内壁上设置有与所述应变片相适应的凹槽；所述钢套环设置为空心的圆柱形结构，所述钢套环的内径与所述压力传感器的直径相一致。

全文数据：成型盾构隧道管片及其受力测试方法技术领域本发明涉及盾构隧道施工技术领域，尤其是涉及一种成型盾构隧道管片及其受力测试方法。背景技术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是有限的理论模拟计算研究，没有实际工程试验研究及总结。在盾构施工过程中盾构推力的变化对管片错台的影响，在成型盾构隧道受外力作用发生上浮时，浮力对管片错台、螺栓受力的影响程度一直未见实际试验测试结果。鉴于上述原因，提供一种成型盾构隧道管片及其受力测试方法是很有必要的，该管片同时可满足地层中水土压力对管片产生上浮力产生的要求。发明内容本发明的目的是提供一种成型盾构隧道管片及其受力测试方法，提供了测试方法，简单实用，能够分析出隧道管片径向力对隧道变形的影响程度。为实现上述目的，本发明提供了一种成型盾构隧道管片，包括管片本体，所述管片本体由若干环管片相互交叉连接而成环形结构，所述管片为弧形结构，所述管片的弧面上设置有注浆孔；所述管片上设置有安装孔，所述安装孔内由顶部至底部依次设置有压力传感器、钢套环和泡沫块，所述泡沫块与所述钢套环连接，所述钢套环与所述压力传感器连接，所述压力传感器的芯模处向内弧面设置导线引槽，所述钢套环的外侧面上设置有应变片；所述管片的环面上设置有若干个第一螺栓孔，每两个相邻的所述第一螺栓孔之间设置有两个压力传感器，两个所述压力传感器之间的距离为10-12cm；所述管片的端面上设置有若干个第二螺栓孔，每两个相邻的所述第二螺栓孔之间设置有两个压力传感器，两个所述压力传感器之间的距离为10-12cm；所述管片的外弧面上设置有一个压力传感器。优选的，所述管片环面上的压力传感器与相邻的所述第一螺栓孔之间的弧线距离为30cm。优选的，所述泡沫块设置为空心的圆柱形结构，且所述泡沫块的内壁上设置有与所述应变片相适应的凹槽。优选的，所述钢套环设置为空心的圆柱形结构，所述钢套环的内径与所述压力传感器的直径相一致。优选的，所述安装孔的深度为15mm。一种成型盾构隧道管片的受力测试方法，包括以下步骤：A、在管片生产厂内，管片模拟组装完毕，各项检验合格后，根据试验设计空间尺寸，在管片的环面、端面及外弧面上确定预留压力传感器的位置，进行标记，每个压力传感器的芯模处向内弧面预留导线引槽；B、在每环管片的端面、环面及外弧面上设置安装压力传感器的安装孔，管片外弧面上安装孔的位置位于注浆孔处，对所述安装孔进行密封处理；C、安装管片环面及端面的压力传感器，每环管片上的压力传感器安装在以盾构掘进方向为基准的左端面上，每环管片上以盾构掘进方向为基准的前环面上安装两个压力传感器，将管片外弧面上压力传感器安装在注浆孔处，将导线引出与试验设备连接；D、将安装好压力传感器的管片运至现场，盾构正常掘进，观测管片端面、环面及外弧面上的压力传感器数据变化情况，根据实际情况调整不同区域推进油缸压力值，观测压力传感器数据变化情况；E、盾构隧道成型后，每间隔一个月测试一次管片变形及所受外力变化值，在隧道运营期内可择时测试管片受外力数据；F、分析总结数据，总结不同时间段管片受外力与管片变形的关系。优选的，所述管片端面的压力传感器设置为两个。优选的，所述注浆孔在试验时作为压力传感器的导线引出孔。因此，本发明采用上述结构的成型盾构隧道管片及其受力测试方法，提供了测试方法，简单实用，能够分析出隧道管片径向力对隧道变形的影响程度。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本发明一种成型盾构隧道管片的结构示意图；图2为本发明一种成型盾构隧道管片的环面结构示意图；图3为本发明一种成型盾构隧道管片的端面结构示意图；图4为本发明一种成型盾构隧道管片的整体结构示意图。具体实施方式实施例图1为本发明一种成型盾构隧道管片的结构示意图，图2为本发明一种成型盾构隧道管片的环面结构示意图，图3为本发明一种成型盾构隧道管片的端面结构示意图，图4为本发明一种成型盾构隧道管片的整体结构示意图。如图所示，本发明提供了一种成型盾构隧道管片，包括管片本体，所述管片本体由若干环管片1相互交叉连接而成环形结构，管片1为弧形结构，管片1的弧面上设置有注浆孔2；管片1上设置有安装孔3，安装孔3的深度为15mm，安装孔3内由顶部至底部依次设置有压力传感器4、钢套环5和泡沫块6，泡沫块6与钢套环5连接，钢套环5与压力传感器4连接，压力传感器4的芯模处向内弧面设置导线引槽7，钢套环5的外侧面上设置有应变片8；管片1的环面上设置有若干个第一螺栓孔9，每两个相邻的第一螺栓孔9之间设置有两个压力传感器4，两个压力传感器4之间的距离为10-12cm；管片1的端面上设置有若干个第二螺栓孔10，每两个相邻的第二螺栓孔10之间设置有两个压力传感器4，两个压力传感器4之间的距离为10-12cm；管片1的外弧面上设置有一个压力传感器4。管片1环面上的压力传感器4与相邻的第一螺栓孔9之间的弧线距离为30cm。泡沫块6设置为空心的圆柱形结构，且泡沫块6的内壁上设置有与应变片8相适应的凹槽，钢套环5设置为空心的圆柱形结构，钢套环5的内径与压力传感器4的直径相一致。一种成型盾构隧道管片的受力测试方法，包括以下步骤：A、在管片生产厂内，管片模拟组装完毕，各项检验合格后，根据试验设计空间尺寸，在管片的环面、端面及外弧面上确定预留压力传感器的位置，进行标记，每个压力传感器的芯模处向内弧面预留导线引槽；B、在每环管片的端面、环面及外弧面上设置安装压力传感器的安装孔，管片外弧面上安装孔的位置位于注浆孔处，对所述安装孔进行密封处理；C、安装管片环面及端面的压力传感器，每环管片上的压力传感器安装在以盾构掘进方向为基准的左端面上，每环管片上以盾构掘进方向为基准的前环面上安装两个压力传感器，将管片外弧面上压力传感器安装在注浆孔处，将导线引出与试验设备连接；D、将安装好压力传感器的管片运至现场，盾构正常掘进，观测管片端面、环面及外弧面上的压力传感器数据变化情况，根据实际情况调整不同区域推进油缸压力值，观测压力传感器数据变化情况；E、盾构隧道成型后，每间隔一个月测试一次管片变形及所受外力变化值，在隧道运营期内可择时测试管片受外力数据；F、分析总结数据，总结不同时间段管片受外力与管片变形的关系。进一步的，所述管片端面的压力传感器设置为两个。进一步的，所述注浆孔在试验时作为压力传感器的导线引出孔。因此，本发明采用上述结构的成型盾构隧道管片及其受力测试方法，提供了测试方法，简单实用，能够分析出隧道管片径向力对隧道变形的影响程度。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种成型盾构隧道管片，包括管片本体，其特征在于：所述管片本体由若干环管片相互交叉连接而成环形结构，所述管片为弧形结构，所述管片的弧面上设置有注浆孔；所述管片上设置有安装孔，所述安装孔内由顶部至底部依次设置有压力传感器、钢套环和泡沫块，所述泡沫块与所述钢套环连接，所述钢套环与所述压力传感器连接，所述压力传感器的芯模处向内弧面设置导线引槽，所述钢套环的外侧面上设置有应变片；所述管片的环面上设置有若干个第一螺栓孔，每两个相邻的所述第一螺栓孔之间设置有两个压力传感器，两个所述压力传感器之间的距离为10-12cm；所述管片的端面上设置有若干个第二螺栓孔，每两个相邻的所述第二螺栓孔之间设置有两个压力传感器，两个所述压力传感器之间的距离为10-12cm；所述管片的外弧面上设置有一个压力传感器。2.根据权利要求1所述的成型盾构隧道管片，其特征在于：所述管片环面上的压力传感器与相邻的所述第一螺栓孔之间的弧线距离为30cm。3.根据权利要求2所述的成型盾构隧道管片，其特征在于：所述泡沫块设置为空心的圆柱形结构，且所述泡沫块的内壁上设置有与所述应变片相适应的凹槽。4.根据权利要求3所述的成型盾构隧道管片，其特征在于：所述钢套环设置为空心的圆柱形结构，所述钢套环的内径与所述压力传感器的直径相一致。5.根据权利要求4所述的成型盾构隧道管片，其特征在于：所述安装孔的深度为15mm。6.一种如权利要求1-5任一项所述的成型盾构隧道管片的受力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在管片生产厂内，管片模拟组装完毕，各项检验合格后，根据试验设计空间尺寸，在管片的环面、端面及外弧面上确定预留压力传感器的位置，进行标记，每个压力传感器的芯模处向内弧面预留导线引槽；B、在每环管片的端面、环面及外弧面上设置安装压力传感器的安装孔，管片外弧面上安装孔的位置位于注浆孔处，对所述安装孔进行密封处理；C、安装管片环面及端面的压力传感器，每环管片上的压力传感器安装在以盾构掘进方向为基准的左端面上，每环管片上以盾构掘进方向为基准的前环面上安装两个压力传感器，将管片外弧面上压力传感器安装在注浆孔处，将导线引出与试验设备连接；D、将安装好压力传感器的管片运至现场，盾构正常掘进，观测管片端面、环面及外弧面上的压力传感器数据变化情况，根据实际情况调整不同区域推进油缸压力值，观测压力传感器数据变化情况；E、盾构隧道成型后，每间隔一个月测试一次管片变形及所受外力变化值，在隧道运营期内可择时测试管片受外力数据；F、分析总结数据，总结不同时间段管片受外力与管片变形的关系。7.根据权利要求6所述的成型盾构隧道管片的受力测试方法，其特征在于：所述管片端面的压力传感器设置为两个。8.根据权利要求6所述的成型盾构隧道管片的受力测试方法，其特征在于：所述注浆孔在试验时作为压力传感器的导线引出孔。

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