一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道及地下工程健康监测技术领域，尤其涉及一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构。


背景技术：

2.近些年我国盾构隧道空前发展，隧道运营期监测作为保障隧道运营安全最有利的措施之一被广泛推广。目前运营期监测通常采用在隧道衬砌内埋设监测传感器的方式，对于盾构隧道来说，传感器线缆如何布置成为了关键难点，尤其高铁隧道等对运营环境要求较高，隧道内壁禁止线缆外露，这对线缆布设方案提出了极高的要求。
3.盾构隧道通常采用装配式衬砌，由n块预制管片拼装成环，共同承担外部荷载。目前地铁及公路隧道运营期监测通常采用将传感器线缆预先储存在预制管片内壁的储线盒中，待盾构机将管片拼装成环后，将储线盒打开，把线缆取出，沿盾构隧道内壁布置线缆。但出于对运营安全的考虑，高铁隧道等对隧道内壁线缆外露有着严格要求，因此，研发一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构是个亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，主要应用于高铁盾构隧道监测线缆布置，本结构可将传感器数据传输线缆固定于盾构管片内部，统一引入隧道下部对列车运营无影响的空间进行数据采集，保证了线缆的隐蔽性和行车的安全性。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，包括进线管、两个中间弯管、两个异型弯管和两个u型槽，所述进线管与两个中间弯管相连，所述中间弯管的另一端与异型弯管的一端相连，所述异型弯管的另一端与u型槽相连，所述u型槽位于盾构管片的两端，且开口方向朝外，从而在盾构管片内形成一连通的管路，预埋传感器线缆可通过进线管和三通管引入至预埋管路内。
7.盾构管片内预埋穿线管采用分段拼接，由u型槽、异型弯管、中间弯管与进线管拼接而成。如此设置，能够提升穿线管安装的灵活性，以适应管片内复杂的钢筋布置。
8.进一步的，所述u型槽、异型弯管、中间弯管和进线管均牢固固定在盾构管片的钢筋笼上。
9.如此设置，能够避免盾构管片浇筑混凝土与振捣过程中穿线管整体牢固，不发生位置偏差。
10.进一步的，所述进线管通过钢制三通管与两个中间弯管机械连接。
11.如此设置，能够实现管片内部预埋传感器线缆进入预埋钢管内，也能保证该管片预埋钢管左右两端保持畅通，从而实现此管片既可作为采集数据块，也能实现线缆从该管片内部穿过的功能。
12.进一步的，所述中间弯管的出口端与异型弯管的进口端采用柔性连接件连接。
13.如此设置，能够增加两端钢管之间过渡的灵活性、平顺性，提升穿线效率与质量。
14.进一步的，所述柔性连接件可以是加筋橡胶管或者波纹钢管等柔性且具有足够抗压强度的连接件。
15.进一步的，所述u型槽设置在盾构管片环缝侧中间位置。
16.进一步的，所述异型弯管的出口端与u型槽焊接成整体。
17.如此设置，能够避免管片浇筑混凝土振捣过程中造成位置偏差，影响穿线效果。
18.相对于现有技术，本实用新型所述的隐藏式盾构管片预埋穿线结构具有以下优势：
19.(1)通过预埋管实现盾构隧道监测传感器及线缆全预埋，实时监测施工、运营期管片受力、内力以及变形情况。
20.(2)通过预埋管实现传感器线缆由盾构管片内穿过，将接线操作设置在盾构管片环缝处，最终将线缆从隧道底部安全位置取出，引入至轨下箱涵设立采集站。待下一环拼装后实现线缆全封闭，真正做到隧道内壁无线缆外露，避免施工、运营期隧道内壁有线缆外露，杜绝了安全隐患。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1是本实用新型的立剖面结构示意图；
23.图2是本实用新型的平剖面结构示意图；
24.图3是本实用新型的使用方法示意图；
25.图4是相邻盾构管片环缝处的放大图。
26.附图标记说明：
27.1、第一u型槽；2、第二u型槽；3、第一异型弯管；4、第二异型弯管；5、第一中间弯管；6、第二中间弯管；7、进线管；8、第一柔性连接件；9、第二柔性连接件；10、三通管；11、预埋传感器；12、传感器线缆；13、受弯主筋；14、拉筋；15、纵向钢筋。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另
有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
32.如图1至图2所示，一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，包括第一u型槽1、第二u型槽2、第一异型弯管3、第二异型弯管4、第一中间弯管5、第二中间弯管6、进线管7、第一柔性连接件8、第二柔性连接件9、三通管10以及相应封堵材料。所述第一柔性连接件8和第二柔性连接件9可以是加筋橡胶管、柔性波纹钢管等。所述第一异型弯管3的出口端与第一u型槽1采用焊接方式连接，所述第二异型弯管4的出口端与第二u型槽2采用焊接方式连接，所述第一异型弯管3的进口端与第一中间弯管5的出口端采用第一柔性连接件8连接，所述第二异型弯管4的进口端与第二中间弯管6的出口端采用第二柔性连接件9连接，所述第一中间弯管5和第二中间弯管6的进口端与所述进线管7通过三通管10机械连接，从而在盾构管片内形成一连通管路，预埋传感器线缆12可通过进线管7和三通管10引入至预埋管路内。盾构管片浇筑成型后，第一u型槽1和第二u型槽2外侧裸露在盾构管片环缝端部，多个管片拼装完成后与相邻块一侧u型槽形成一完整凹槽，提供穿线与接线操作空间。待多个管片拼装完成后进行穿线、接线操作，从而将传感器线缆12引入隧道下部安全空间进行数据采集。
33.具体的，预埋传感器11安装在指定位置后，将传感器线缆12通过进线管7进入穿线管，依次通过第一中间弯管5、第一异型弯管3到达第一异型弯管3出口端储存，或者依次通过第二中间弯管6、第二异型弯管4到达第二异型弯管4出口端储存，待盾构管片浇筑成型后取出线缆，由u型槽1和2取出线缆以备连接。
34.在盾构管片内设置的受弯主筋13、拉筋14和纵向钢筋15组成盾构管片的钢筋笼。
35.如图3及图4所示，待盾构管片拼装成环后，相邻两块盾构管片的第一u型槽1和第二u型槽2会对拼成一完整凹槽空间，将相邻两块盾构管片预埋穿线管中的线缆取出，在凹槽处进行接线、穿线操作，以形成通路。
36.本实施例的工作过程：首先第一u型槽1、第二u型槽2焊接至盾构管片两端钢筋笼指定位置，再将第一异型弯管3、第二异型弯管4放入钢筋笼指定位置，在出口端与第一u型槽1、第二u型槽2焊接成整体，并固定至钢筋笼上，接着将第一中间弯管5、第二中间弯管6固定至钢筋笼特定位置，然后将其出口端与第一异型弯管3、第二异型弯管4的进口端采用第一柔性连接件8、第二柔性连接件9连接，出口端则与进线管7通过三通管10机械连接，然后将拟预埋传感器11安装至指定待测位置，将传感器线缆12分为左、右两股，分别由左、右侧进线管7进入，通过第一中间弯管5、第二中间弯管6，穿至第一异型弯管3、第二异型弯管4的出口处储存，然后将所有管口处加以封堵，以待混凝土浇筑。
37.待混凝土浇筑养护完成后，将第一异型弯管3、第二异型弯管4出口处封堵打开，取出储存线缆备用，待管片拼装成环后，将此处线缆与相邻盾构管片第一u型槽1、第二u型槽2内线缆连接，以形成通路，然后将线缆尾端从轨下管片引出至隧道底部轨下结构中，接入采集站，最后将管片相邻处凹槽封堵保护，待下一环管片拼装后实现数据传输线缆的全预埋。
38.一种采用隐藏式盾构管片预埋穿线结构的穿线方法，其过程如下：
39.第一步，将进线管、中间弯管、异型弯管和u型槽依次拼装和固定，形成完整穿线管，并与盾构管片的钢筋笼牢固固定；
40.第二步，将测试传感器安装在待测点处的钢筋笼上，同时将传感器线缆通过进线管引入预埋穿线管内部，引至异型弯管与u型槽连接处固定，而后对各个管口进行封堵；
41.第三步，浇筑管片混凝土，待管片混凝土养护结束后进行下一步操作；
42.第四步，凿开u型槽处表层混凝土，取出封堵材料，将线缆引出混凝土结构备用；
43.第五步，盾构隧道掘进过程中，将n块盾构管片拼装成环，每相邻两块盾构管片端部u型槽形成完整凹槽，作为接线操作空间；
44.第六步，在每相邻两块盾构管片接缝凹槽处进行接线操作，形成完整通路，并将线缆尾端从隧道底部盾构管片穿出；
45.第七步，在隧道底部出线孔处进行传感器数据的检查测试，确保传感器线缆已形成通路，并检查数据准确后对盾构管片接缝凹槽进行封堵；
46.第八步，拼装下一环盾构管片，完成隧道底部轨下结构施工；
47.第九步，待轨下结构施工完成后将出线孔处线缆引入轨下结构内，开始后续采集站布设工作，至此完成传感器及线缆的全预埋。
48.在第一步中u型槽沿盾构管片厚度方向的安装高度可通过放置模板或精确测量的方式定位。通过上述方式能够提高定位精确度，提高后续拼装精确度与接线效率。
49.在第二步中盾构管片内传感器线缆可分两股，分别沿左右两侧穿线管穿出。如此设置，对于光纤类传感器，一侧可用以数据采集，另一侧线缆作为数据校核或备用；对于通过单线传输的传感器，如此可减少单侧线缆数量，提升穿线效率。
50.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，其特征在于：包括进线管、两个中间弯管、两个异型弯管和两个u型槽，所述进线管与两个中间弯管相连，所述中间弯管的另一端与异型弯管的一端相连，所述异型弯管的另一端与u型槽相连，所述u型槽位于盾构管片的两端，且开口方向朝外，使得盾构管片内形成一连通的管路，预埋传感器线缆通过进线管和三通管引入至所述管路内。2.根据权利要求1所述的一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，其特征在于：所述u型槽、异型弯管、中间弯管和进线管均固定在盾构管片的钢筋笼处。3.根据权利要求1或2所述的一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，其特征在于：所述中间弯管的出口端与异型弯管的进口端通过柔性连接件连接。4.根据权利要求1所述的一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，其特征在于：所述进线管通过钢制三通管与两个中间弯管相连。5.根据权利要求3所述的一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，其特征在于：所述柔性连接件为加筋橡胶管或者波纹钢管。6.根据权利要求1所述的一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，其特征在于：所述u型槽设置在盾构管片环缝侧中间位置。7.根据权利要求1所述的一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，其特征在于：所述异型弯管的出口端与u型槽焊接成整体。

技术总结
本实用新型提供一种隐藏式盾构管片预埋穿线结构，包括进线管、两个中间弯管、两个异型弯管和两个U型槽，所述进线管与两个中间弯管相连，所述中间弯管的另一端与异型弯管的一端相连，所述异型弯管的另一端与U型槽相连，所述U型槽位于盾构管片的两端，且开口方向朝外，使得盾构管片内形成一连通管路，预埋传感器线缆通过进线管和三通管引入至所述管路内。通过预埋管实现传感器线缆由盾构管片内穿过，将接线操作设置在盾构管片环缝处，最终将线缆从隧道底部安全位置取出，引入至轨下箱涵设立采集站。待下一环拼装后实现线缆全封闭，真正做到隧道内壁无线缆外露，避免施工、运营期隧道内壁有线缆外露，杜绝了安全隐患。杜绝了安全隐患。杜绝了安全隐患。


技术研发人员：白鸿国 张浩 王浩 王帅 禚一 孟庆余 李艳 宋树峰 顾津申 郑荣政 李瑶 邸昊 霍思逊 段忠辉 王旭 赵青
受保护的技术使用者：中国铁路设计集团有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/27