本發(fā)明涉及巖土體地下水孔隙水壓力監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種巖體地下空間拱頂、拱頂邊角位置的孔壓計快速安裝的裝置。

背景技術(shù)：

孔壓計也常稱為滲壓計，是用于測量巖土體內(nèi)孔隙水壓力或滲透壓力的專用儀器。所測得的孔隙水壓力用以分析巖土體內(nèi)孔隙水的運動情況，來控制施工速度，保證施工安全。一般在地下洞室圍巖內(nèi)埋設(shè)孔壓計需要用水平淺孔埋設(shè)，同時要在孔底內(nèi)填細砂，將孔壓計埋在細砂中，并將孔口用蓋板封上，然后用水泥砂漿封住，砂漿終凝后方可填筑混凝土。但是在巖體地下空間頂部安裝較為困難，巖體地下空間頂部基本不可能鉆出水平孔，因而將細砂填入拱頂鉆孔存在較大困難，同時要保證孔壓計埋入細砂中更加困難，最后還需要在孔口用蓋板封上，再用水泥砂漿封住。可以看出，采用傳統(tǒng)孔壓計安裝方式，要將孔壓計安裝在隧道拱頂，不僅操作困難，而且費時費力，影響施工進度，同時也難以保證孔壓計的埋設(shè)質(zhì)量。因此，需要設(shè)計出一種可以將孔壓計快速地簡便地安裝在巖體地下空間頂部的裝置。

經(jīng)檢索，中國專利文獻CN2777042Y公開了一種多孔壓計埋設(shè)的封孔裝置，包括籠體和柱狀本體，籠身由網(wǎng)格狀材料圍合而成，籠底由封閉材料圍合而成，所述本體底部為泥土層，中部泥球?qū)樱喜繛樯澳喾指魧?。具備封孔裝置整體性強，容易控制封孔標高等特點。但是其僅適用于下沉式安裝，鐵絲籠用兩根鐵絲吊裝到指定標高，仍無法解決地下洞室頂部安裝孔壓計所遇到的問題。

可見，設(shè)計一種一體的、快速安裝且適用于隧道拱頂安裝的孔壓計安裝裝置，已成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于巖體地下空間的孔壓計安裝裝置，該裝置構(gòu)造簡單、操作快捷，解決了巖體地下空間頂部安裝孔壓計過程中填細砂困難、孔口封堵費力費時的問題。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的用于巖體地下空間的孔壓計安裝裝置，包括外筒和內(nèi)部框架，外筒與內(nèi)部框架組成錨栓，在內(nèi)部框架內(nèi)具有用于安裝孔壓計的空腔，外筒和內(nèi)部框架上均具有滲水孔，外筒的一端具有封堵結(jié)構(gòu)。該封堵結(jié)構(gòu)可采用端部封堵橡膠，與外筒下端部采用JL-499耐150℃高溫型瞬間膠相粘結(jié)。

作為優(yōu)選，所述內(nèi)部框架包括依次連接的上固定頭、固定板和下固定頭，所述上固定頭的端部具有楔狀結(jié)構(gòu)，所述外筒頂端具有與所述楔狀結(jié)構(gòu)相匹配的擴脹瓣，可以直接在外筒頂端預制六個可擴開口。

作為優(yōu)選，所述下固定頭的外壁與外筒的內(nèi)壁通過螺紋聯(lián)接，所述下固定頭的底端中心具有用于適配旋具的凸臺。凸臺的形狀按照旋具來設(shè)計，比如用扳手的六角端頭。

作為優(yōu)選，所述凸臺上具有用于穿出導線的過孔，所述過孔與導線之間具有密封裝置。

作為優(yōu)選，所述固定板是均布的2~6片豎板，所述固定板的兩端分別與上固定頭和下固定頭通過平頭螺釘固定聯(lián)接。

作為優(yōu)選，所述空腔從外到內(nèi)依次填充鋼絲網(wǎng)、土工布、細沙和孔壓計。

作為優(yōu)選，所述上固定頭上均布有滲水孔，所述下固定頭與外筒之間還安裝有防水橡膠圈，在下固定頭周向上可以車出套設(shè)防水橡膠圈的凹槽。

本發(fā)明同時提供使用上述裝置安裝孔壓計的方法，包括以下步驟：

步驟1，將整個裝置放入水中自然飽和或者真空快速飽和；

步驟2，在監(jiān)測位置通過鉆機鉆孔，所使用的鉆頭直徑與外筒直徑一致，鉆孔深度略大于整個裝置的長度，同時將鉆孔外壁周圍粗糙面磨平，磨平范圍應略大于端部封堵橡膠；

步驟3，將整個裝置打入鉆孔中，端部封堵橡膠被壓縮入鉆孔與外筒的縫隙中形成端部封堵；

步驟4，通過扳手轉(zhuǎn)動下部固定頭的六角螺栓頭，驅(qū)動上上部固定頭擴脹外筒，外筒端部錨固于鉆孔內(nèi)；

步驟5，將監(jiān)測導線與外部監(jiān)測記錄儀相連，對孔隙水壓力進行監(jiān)測。

使用時，本發(fā)明的用于巖體地下空間的孔壓計安裝裝置，主要由上固定頭、外筒、固定板、平頭螺栓、鋼絲網(wǎng)、土工布、孔壓計、細砂砂、六角固定螺栓、封堵橡膠墊、下固定頭、防水橡膠圈、端部封堵橡膠和監(jiān)測導線組成，上、下固定頭與固定板相連，并形成內(nèi)部框架，內(nèi)部框架中部安放孔壓計，且從外向內(nèi)依次填充有鋼絲網(wǎng)、土工布、細砂，鋼絲網(wǎng)與固定板緊貼，土工布與鋼絲網(wǎng)緊貼、孔壓計位于整個內(nèi)部框架的正中間，在土工布內(nèi)填滿緊實的細砂，端部封堵橡膠粘結(jié)在外筒下端部，外筒與下固定頭相接，與孔壓計相連的監(jiān)測導線從下固定頭正中位置開孔穿出，帶孔六角固定螺栓與下固定頭通過螺紋相連，帶孔封堵橡膠墊位于兩者之間。在外筒上端部有六個可擴開口，下端部內(nèi)部有螺紋，外部有端部封堵橡膠。上固定頭、下固定頭與固定板通過平頭螺栓相連。端部封堵橡膠與外筒下端部采用JL-499耐150℃高溫型瞬間膠相粘結(jié)。外筒與下固定頭之間設(shè)置有相互咬合的螺紋和防水橡膠圈。上固定頭上端有擴頭，下端有用于嵌入固定板的凹槽和帶螺紋的開孔，上端中間存在七個圓形小開孔，下端有圓形內(nèi)部框架，圓形內(nèi)部框架底部有鋼絲網(wǎng)和土工布。下固定頭正中位置有通過監(jiān)測導線的小開孔，上部正中有帶螺紋的開孔，上部周圍有用于嵌入固定板的凹槽和帶螺紋的開孔，下固定頭外壁中部有可以固定兩道防水橡膠圈的凹槽，外壁下部有可以與外筒配合使用的螺紋，底部有可以用扳手的六角端頭。

有益效果：本發(fā)明采用一體化安裝的結(jié)構(gòu)形式，免去了巖體地下空間安裝孔壓計過程中填砂的操作，免去了孔壓計安裝成功后孔口封堵的操作，簡化了孔壓計的安裝過程，整體化安裝有利于模塊化操作，減少了現(xiàn)場施工的難度，提高了施工效率，保證了孔壓計安裝質(zhì)量，可重復使用等優(yōu)點。且構(gòu)造簡單，結(jié)構(gòu)強度大，可減小成孔破壞對于孔壓計的影響，增大了孔壓計免受外力破壞能力。

除了上面所述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征以及由這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點外，本發(fā)明的用于巖體地下空間的孔壓計安裝裝置及方法所能解決的其他技術(shù)問題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征以及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖做出進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是圖1的I-I剖視圖；

圖3是上固定頭的俯視圖；

圖中：1為上固定頭，2為外筒，3為固定板，4為平頭螺栓，5為鋼絲網(wǎng)，6為土工布，7孔壓計，8為細砂，9為六角固定螺栓，10為封堵橡膠墊，11為下固定頭，12為防水橡膠圈，13為端部封堵橡膠，14為監(jiān)測導線。

具體實施方式

實施例：

如圖1所示，本發(fā)明實施例所提供的用于巖體地下空間的孔壓計安裝裝置，包括上固定頭1、外筒2、固定板3、平頭螺栓4、鋼絲網(wǎng)5、土工布6、孔壓計7、細砂8、帶孔六角固定螺栓9、封堵橡膠墊10、下固定頭11、防水橡膠圈12、端部封堵橡膠13、監(jiān)測導線14，上固定頭1與下固定頭11通過固定板3和平頭螺栓4相連，并形成內(nèi)部內(nèi)部框架，內(nèi)部內(nèi)部框架內(nèi)從外向內(nèi)依次分布有鋼絲網(wǎng)5、土工布6、細砂8和孔壓計7，如圖2所示，鋼絲網(wǎng)5與固定板3緊貼，土工布6與鋼絲網(wǎng)5緊貼、孔壓計7位于整個內(nèi)部框架的正中間，在土工布6內(nèi)填滿緊實的細砂8，外筒2上部具有開口，下部端頭采用JL-499耐150℃高溫型瞬間膠將端部封堵橡膠粘結(jié)在外筒2下端部，外筒2與下固定頭11之間設(shè)置有相互咬合的螺紋、防水橡膠圈12，下固定頭11外壁中部設(shè)置有兩道小凹槽用以固定防水橡膠圈12，與孔壓計7相連的監(jiān)測導線14從下固定頭11正中位置開孔穿出，帶孔六角固定螺栓9與下固定頭11通過螺紋相連，帶孔封堵橡膠墊10位于兩者之間，下固定頭11下端部有凸出的六角螺栓頭。

使用該裝置向巖體地下空間頂部安裝孔壓計的方法如下：

在使用整個裝置之前，先要將整個裝置放入水中自然飽和或者真空快速飽和。在指定位置通過鉆機鉆孔，所使用的鉆頭直徑與外筒直徑一致，鉆孔深度略大于整個裝置的長度，同時將鉆孔外壁周圍粗糙面磨平，磨平范圍應略大于端部封堵橡膠。清理鉆孔，然后將整個裝置打入鉆孔中，端部封堵橡膠13被壓縮入鉆孔與外筒的縫隙中，防止水從外筒與鉆孔的縫隙中滲漏，形成端部封堵。然后通過扳手轉(zhuǎn)動下部固定頭11的六角螺栓頭，由于下部固定頭11與固定板3、上部固定頭1通過平頭螺栓4形成整體，下部固定頭11與外筒2之間存在螺紋，下部固定頭11轉(zhuǎn)動，則下部固定頭11帶動上部固定頭1向外運動，上部固定頭1頂部的擴展頭將撐開外筒2端部的外筒，外筒2端部就與鉆孔緊密接觸，從而完成固定和封堵孔壓計的工作。下部固定頭11與外筒2之間設(shè)置兩道防水橡膠圈12，防止水從下部固定頭11與外筒2的縫隙中滲漏，下部固定頭11中穿監(jiān)測導線14的開孔通過轉(zhuǎn)動六角固定螺栓9壓縮封堵橡膠墊10實現(xiàn)封堵。監(jiān)測導線14與外部監(jiān)測記錄儀相連，實現(xiàn)對于孔隙水壓力的監(jiān)測。

當然，以上所述僅是本發(fā)明的一種實施方式而已，應當指出對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，除用于圖1中隧道頂部安裝、底部封堵和引出導線的情況，也適用于水平放入水平鉆孔，導線水平引出，或豎直放入沉孔，頂引出導線。錨栓可采用螺紋驅(qū)動擴脹的形式，也能采用是擠壓擴脹的形式，端部封堵橡膠和外筒下端部可根據(jù)巖體情況形狀和大小進行修改，總之只要落入權(quán)利要求所限定的技術(shù)方案中，任何改進和潤飾均屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。