CN209416568U - 便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪，包括正方形无盖盒体(1)、左侧圆形手柄(2‑1)、透水石(3)、电阻应变式压力传感器(4)、压力显示屏(6)、电池盒(7)；所述的正方形无盖盒体(1)的左侧安装有左侧圆形手柄(2‑1)，正方形无盖盒体(1)内部设置有透水石(3)和电阻应变式压力传感器(4)，且透水石(3)位于电阻应变式压力传感器(4)下侧，正方形无盖盒体(1)背面安装有压力显示屏(6)并预留有液压顶杆接口(10)，左侧圆形手柄(2‑1)上开设有电池盒(7)。本实用新型的便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪结构简单，使用便捷，所测得的裂隙水压力值误差较小，经济性和适用性俱佳。

Description

便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪

技术领域

本实用新型涉及便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪，适用于隧道、矿山等地下空间建设中地下涌水压力的测量。

背景技术

裂隙水是指赋存于基岩裂隙中的地下水，具有明显的不均匀性和各向异性特征。基岩裂隙率较低，裂隙在岩石中所占空间很小，连通性较差，裂隙岩层一般不易形成具有统一水力联系，其补给范围、***方式以及动态特征等均有差异。规模大的裂隙含水***贮容能力强，补给范围广，水量丰富，动态稳定；规模小的裂隙含水***贮存和补给有限，水量小而且动态不稳定。

随着我国基础建设的大力推进，高等级铁路、公路以及大型引水工程的实施，深埋隧道越来越常见，埋深可超过1000米，遇到的地下水灾害问题日益突出。在裂隙岩层中进行隧道等地下工程建设时，常常遭遇涌突水等灾害。涌突水具有水压不均匀而且突然发生等特点，往往会导致岩体的破坏，从而对隧道等地下工程施工及运营有重大影响。因此，确定隧道等地下工程中裂隙水压力是非常重要的。

目前国内外针对不同的隧道工程提出了不同的计算裂隙水压力方法，主要包括折减系数法、理论解析法及数值解析法等。但在计算过程中，参数选取以及条件假设等往往和实际情况具有一定偏差，从而导致计算结果出现误差。现已有的岩溶裂隙水压力测量仪虽然可以用来测量隧道裂隙水压力，但其测量量程仅为0-1Mpa，往往不能满足测量要求，且其误差较大。

按照现有的建设情况，隧道内水压力普遍较高，人力不能很好的固定住水压力测量仪，无法准确测量较大的水压力。因此，需要对现有的隧道裂隙水压力测量仪测量装置进行改进。

实用新型内容

为了弥补现有的岩溶裂隙水压力测量仪无法满足较大裂隙水压力测量的不足，本实用新型提供一种便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪。本便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪为获得隧道工程中不同裂隙岩体的裂隙水压力提供了方便、快捷且精确的方法与仪器，从而为隧道等地下工程设计、施工提供了一定的参考依据。

本实用新型采用如下技术方案：

便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪，包括正方形无盖盒体1、左侧圆形手柄2-1、透水石3、电阻应变式压力传感器4、压力显示屏6、电池盒7、电源开关8、液压顶杆接口10；所述的正方形无盖盒体1的左侧安装有左侧圆形手柄2-1，正方形无盖盒体1内部设置有透水石3和电阻应变式压力传感器4，且透水石3位于电阻应变式压力传感器4下侧，正方形无盖盒体1背面安装有压力显示屏6，左侧圆形手柄2-1上开设有电池盒7，电池盒7内装有电池，电池通过安装在左侧圆形手柄2-1内部的导线与电源开关8电连接，电源开关 8也安装于左侧圆形手柄2-1上，电源开关8通过导线与电阻应变式压力传感器4及压力显示屏6电连接，电阻应变式压力传感器4与压力显示屏6信号相连，所述的正方形无盖盒体1背面预留有液压顶杆接口，可在水压较大情况下采用液压顶杆将便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪固定在岩壁上。

进一步的技术方案是，所述的正方形无盖盒体1由高强度不锈钢材料制成。

进一步的技术方案是，所述的正方形无盖盒体1底部的四条侧边上均安装有柔性橡胶圈5。

进一步的技术方案是，所述的正方形无盖盒体1右侧通过螺纹安装有右侧可拆卸螺丝头圆形手柄2-2。

本实用新型的便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪是一种原位测量仪器，结构简单，使用方便，测量误差小，能够快速、准确的获得所测水压力数据，为研究裂隙水压力对隧道等地下工程的影响具有重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型的水平投影视图；

图2为本实用新型的底部投影视图；

图3为本实用新型的左侧投影视图；

图4为右侧可拆卸螺丝头圆形手柄结构示意图；

图5为电阻应变式压力传感器结构简图。

图中：1、正方形无盖盒体；2-1、左侧圆形手柄；2-2、右侧可拆卸螺丝头圆形手柄；3、透水石；4、电阻应变式压力传感器；5、柔性橡胶圈；6、压力显示屏；7、电池盒；8、电源开关；10、液压顶杆接口；11-引出线、12-覆盖层、13-基片、14-电阻丝。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

元器件解释

电阻应变式压力传感器：型号“美控压力变送器P300进口扩散硅压力传感器0-10MPA。

压力显示屏：茂尚大屏压力显示器，型号：MS-XSDP-A。

本发明的工作原理：

本实用新型根据裂隙水压力通过透水石作用于电阻应变式压力传感器的弹性膜片上，弹性膜片变形引起电阻应变片桥臂的电阻变化，从而通过输出电压获得裂隙水压力。

如图1-4所示，本实用新型的便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪，结构简单，使用方便，可在隧道等地下工程中进行裂隙水压力的原位测量。

本装置包括正方形无盖盒体1，安装在正方形无盖盒体1左侧的圆形手柄2-1，安装在正方形无盖盒体1内部的透水石3和电阻应变式压力传感器4，并且正方形无盖盒体1设置于电阻应变式压力传感器4的下侧，安装在正方形无盖盒体1背面的压力显示屏6，用于读取电阻应变式压力传感器4的测量数据结果。

左侧圆形手柄2-1上设置有电源开关8、电池盒7，电池盒7内装有电池，电池通过安装在左侧圆形手柄2-1内部的导线与电源开关 8电连接，电源开关8通过导线与电阻应变式压力传感器4及压力显示屏6电连接，电阻应变式压力传感器4与压力显示屏6信号相连。

进一步的技术方案是，所述的正方形无盖盒体1由高强度不锈钢材料制成，使用寿命较长。

进一步的技术方案是，所述的正方形无盖盒体1底部的四条侧边上均安装有柔性橡胶圈5，柔性橡胶圈5可有效贴合岩壁，防止水流溢出，保证了测量仪能准确测定隧道裂隙水的压力。

进一步的技术方案是，所述的正方形无盖盒体1右侧通过螺纹安装有右侧可拆卸螺丝头圆形手柄2-2，在不需要安装时，能够卸下手柄装箱，节约了空间。

进一步的技术方案是，所述的正方形无盖盒体1背面预留有液压顶杆接口10，当水压力较大时，用液压杆将便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪固定在岩壁上。

电源开关8通过导线与电阻应变式压力传感器4及压力显示屏6 电连接是指，电源开关8分别通过电源线连接电阻应变式压力传感器 4、压力显示屏6，给电阻应变式压力传感器4和压力显示屏6供电。

电阻应变式压力传感器4与压力显示屏6信号相连，是指电阻应变式压力传感器4的两条引线分别连接压力显示屏6的两条输入引线。

如图5所示，为电阻应变式压力传感器4的结构简图，电阻应变式压力传感器包括引线11、覆盖层12、基片13、电阻丝14；电阻丝 14在基片13与覆盖层12之间，两条引线11分别连接电阻丝14的两端，将测量结果输出。

本实用新型具体使用步骤：

首先将电池装入电池盒7内，将按钮调到最大的量程，打开电源开关8，当压力显示屏6显示为“0.000”时，说明供电充足，可正常使用。安装右侧的可拆卸螺丝头圆形手柄2-2。在测量之前，将测量点四周的岩壁整理平整，并清洗干净。测量水压力前，两手分别握紧正方形无盖盒体1左侧圆形手柄2-1和右侧可拆卸螺丝头圆形手柄 2-2，将便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪的正方形无盖盒体的无盖面对准裂隙水压力测量点，使得柔性橡胶圈5紧贴岩壁，包裹整个测量点。

测量时，待正方形无盖盒体1背部压力显示屏6上的读数稳定后，读取该数值即为所测得的裂隙水压力值。

为了获得更加准确的数据，按照上述步骤反复测量3次，取其平均值为测量点的裂隙水压力。

当水压力较大时，通过液压顶杆接口10用液压杆将便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪固定在岩壁上。

本发明便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪结构简单，使用便捷，所测得的裂隙水压力值误差较小，经济性和适用性俱佳，具有重要的研究应用价值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪，其特征在于，包括正方形无盖盒体(1)、左侧圆形手柄(2-1)、透水石(3)、电阻应变式压力传感器(4)、压力显示屏(6)、电池盒(7)、电源开关(8)；所述的正方形无盖盒体(1)的左侧安装有左侧圆形手柄(2-1)，正方形无盖盒体(1)内部设置有透水石(3)和电阻应变式压力传感器(4)，且透水石(3)位于电阻应变式压力传感器(4)下侧，正方形无盖盒体(1)背面安装有压力显示屏(6)，左侧圆形手柄(2-1)上开设有电池盒(7)，电池盒(7)内装有电池，电池通过安装在左侧圆形手柄(2-1)内部的导线与电源开关(8)电连接，电源开关(8)也安装于左侧圆形手柄(2-1)上，电源开关(8)通过导线与电阻应变式压力传感器(4)及压力显示屏(6)电连接，电阻应变式压力传感器(4)与压力显示屏(6)信号相连，所述的正方形无盖盒体(1)背面预留有液压顶杆接口(10)。

2.根据权利要求1所述的便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪，其特征在于，所述的正方形无盖盒体(1)由高强度不锈钢制成。

3.根据权利要求1所述的便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪，其特征在于，所述的正方形无盖盒体(1)底部的四条侧边上均安装有柔性橡胶圈(5)。

4.根据权利要求1所述的便携式高精度隧道裂隙水压力测量仪，其特征在于，所述的正方形无盖盒体(1)右侧通过螺纹安装有右侧可拆卸螺丝头圆形手柄(2-2)。