一种孔隙水压力传感器保护装置及其装配施工方法 技术领域：
本发明涉及土建施工领域，特别涉及在地基稳定性监测时所用的带保护装置的孔隙水压力传感器及其装配施工方法。
背景技术：
在建筑与土建工程中，地基稳定性监测十分重要，其监测结果不仅能够作为构建物设计、施工时的依据，也能为构建物使用起见，长期稳定性情况的预警。测量土体的孔隙水压力作为一种常用的监测手段，在工程建设中普遍使用。
但目前孔隙水压力传感器在埋设期间损坏率较高，尤其在埋设深度较大，碎石层厚度又较厚的情况下，孔隙水压力传感器在放置过程中极易遭到损坏；另一方面，由于孔隙水压力测量是必须在特定深度的前提下测定土体孔隙水压力的，而常规的方法并不能确保传感器放置到特定深度。最为重要的是，在使用过程中，传统的孔隙水压力受土体变形、移位等因素的影响，很容易收到损坏，尤其是传感器引线特别容易因受拉而断裂。
发明内容：
本发明的一个目的是提供一种孔隙水压力传感器保护装置，使得孔隙水压力传感器能够快速、安全、便捷地进行埋设施工，并且能够长期地用于相关工程的地基稳定性监测。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种孔隙水压力传感器保护装置，包括第一节无缝钢管，其特征在于第一节无缝钢管内设有传感器洞穴，该传感器洞穴设有传感器托架，该传感器托架安装有孔隙水压力传感器，在传感器洞穴后端设有定位螺栓，定位螺栓之后的第一节无缝钢管内设有膨胀橡胶块，膨胀橡胶块与定位螺栓接触，膨胀橡胶块之后的第一节无缝钢管内充填膨胀粘土球，第一节无缝钢管的前端设有锥形砂袋，砂袋内充填有砂土。第一节无缝钢管内的传感器托架与钢丝绳连接，钢丝绳与第一节无缝钢管内的孔隙水压力传感器引线绑在一起，钢丝绳的另一端和孔隙水压力传感器引线一起穿过膨胀橡胶块，然后伸出第一节无缝钢管外。
第一节无缝钢管的后端与连接钢管的前端链接，连接钢管的后端与第二节无缝钢管的前端连接，第二节无缝钢管内也设有传感器洞穴，该传感器洞穴设有传感器托架，该传感器托架安装有孔隙水压力传感器，在传感器洞穴后端设有定位螺栓，定位螺栓之后的第二节无缝钢管内设有膨胀橡胶块，膨胀橡胶块与定位螺栓接触，膨胀橡胶块之后的第二节无缝钢管内充填膨胀粘土球。
第二节无缝钢管的后端与另一连接钢管的前端链接，连接钢管的后端与第三节无缝钢管的前端连接，第三节无缝钢管内也设有传感器洞穴，该传感器洞穴设有传感器托架，该传感器托架安装有孔隙水压力传感器，在传感器洞穴后端设有定位螺栓，定位螺栓之后的第三节无缝钢管内设有膨胀橡胶块，膨胀橡胶块与定位螺栓接触，膨胀橡胶块之后的第三节无缝钢管内充填膨胀粘土球。
本发明的另一目的是提供一种孔隙水压力传感器保护装置的装配施工方法，使得孔隙水压力传感器能够快速、安全、便捷地进行埋设施工，并且能够长期地用于相关工程的地基稳定性监测。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种孔隙水压力传感器保护装置的装配施工方法，其特征在于它包括以下步骤：A、钻设孔隙水压力传感器埋设孔；B、装配第一节无缝钢管；C、用吊机将装配好的第一节无缝钢管放入埋设孔，在第一节无缝钢管尾部放入膨胀粘土球。其中步骤B具体为：将孔隙水压力传感器安装在第一节无缝钢管内的传感器托架上，将膨胀橡胶块塞入第一节无缝钢管内，使得膨胀橡胶块与定位螺栓接触，将第一节无缝钢管内的孔隙水压力传感器引线与固定在传感器托架上的钢丝绳绑定在一起，然后一起穿出膨胀橡胶块，并在第一节无缝钢管前端的砂袋内充填砂土。
该孔隙水压力传感器保护装置的装配施工方法还包括以下步骤：D、装配第二节无缝钢管；E、将连接钢管的前端与第一节无缝钢管连接；F、用吊机将装配好的第二节无缝钢管吊起，用螺栓将该第二节无缝钢管的前端与连接钢管的后端连接；G、将穿出第一节无缝钢管的钢丝绳和孔隙水压力传感器引线与第二节无缝钢管内的孔隙水压力传感器引线绑在一起，然后一起穿出第二节无缝钢管内的膨胀橡胶块，再穿出第二节无缝钢管；H、将第二节无缝钢管放入埋设孔，在第二节无缝钢管的尾部放入膨胀粘土球。
该孔隙水压力传感器保护装置的装配施工方法还包括以下步骤：I、装配第三节无缝钢管；J、将另一连接钢管的前端与第二节无缝钢管连接；K、用吊机将装配好的第三节无缝钢管吊起，用螺栓将该第三节无缝钢管的前端与连接钢管的后端连接；L、将穿出第二节无缝钢管的钢丝绳和孔隙水压力传感器引线与第三节无缝钢管内的孔隙水压力传感器引线绑在一起，然后一起穿出第三节无缝钢管内的膨胀橡胶块，再穿出第三节无缝钢管；M、将第三节无缝钢管放入埋设孔，在第三节无缝钢管的尾部放入膨胀粘土球。
本发明通过使用现有设备和市场上的常规材料，对孔隙水压力传感器的埋设方法进行改进。本发明的优点在于实施简单，价格低廉，无需经过专门培训就能完成本发明的装配和施工，每一孔埋设时间视孔深情况，一般在2～3小时内就能完成。
附图说明：
图1为本发明的示意图
图2为第一节无缝钢管的示意图
图3为其它无缝钢管的示意图
图4为连接钢管的示意图
图5为传感器托架的示意图
图6a为本发明的使用状态图之一
图6b为本发明的使用状态图之二
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。
一种孔隙水压力传感器保护装置，包括第一节无缝钢管1，其特征在于第一节无缝钢管1内设有传感器洞穴2，该传感器洞穴2设有传感器托架3，该传感器托架3上安装有孔隙水压力传感器4，在传感器洞穴2后端设有定位螺栓5，定位螺栓5之后的第一节无缝钢管1内设有膨胀橡胶块6，膨胀橡胶块6与定位螺栓5接触，膨胀橡胶块6之后的第一节无缝钢管1内充填膨胀粘土球7，第一节无缝钢管1的前端设有锥形砂袋11，砂袋内充填有砂土。第一节无缝钢管1内的传感器托架3与钢丝绳连接，钢丝绳与第一节无缝钢管1内的孔隙水压力传感器4的引线绑在一起，钢丝绳的另一端和孔隙水压力传感器4的引线一起穿过膨胀橡胶块6，然后伸出第一节无缝钢管1外。
第一节无缝钢管1的后端与连接钢管10的前端链接，连接钢管10的后端与第二节无缝钢管12的前端连接，第二节无缝钢管12内也设有传感器洞穴2，该传感器洞穴2设有传感器托架3，该传感器托架3也安装有孔隙水压力传感器，在传感器洞穴2后端设有定位螺栓5，定位螺栓5之后的第二节无缝钢管12内也设有膨胀橡胶块6，膨胀橡胶块6与定位螺栓5接触，膨胀橡胶块6之后的第二节无缝钢管12内充填膨胀粘土球7。
如果还有后续的传感器，则需再连接第三节无缝钢管，第三节无缝钢管的结构与第二节无缝钢管的结构相同。
需要特别指出的是，在附图、说明书和权利要求中，如果只有一节无缝钢管，则该节无缝钢管就是第一节无缝钢管1，如果有至少两节无缝钢管，则位于最底部，即最前端的是第一节无缝钢管1，后面依次为第二节无缝钢管12、第三节无缝钢管12、…。与其它无缝钢管不同的是，第一节无缝钢管1的底端设有锥形砂袋11，砂袋11内充填有砂土。在附图中，除第一节无缝钢管1外的其它无缝钢管如第二节无缝钢管、第三节无缝钢管均用标号12表示。
第一节无缝钢管1内的传感器托架3与钢丝绳连接，钢丝绳与第一节无缝钢管1内的孔隙水压力传感器4的引线绑在一起，钢丝绳的另一端和孔隙水压力传感器4的引线一起穿过膨胀橡胶块6，然后伸出第一节无缝钢管1外。若有后续传感器，则将穿出第一节无缝钢管1的钢丝绳和传感器引线穿入第二节无缝钢管12内，与第二节无缝钢管12内的传感器引线绑在一起，然后一起穿出第二节无缝钢管12内的膨胀橡胶块6，再穿出第二节无缝钢管12，依次类推，直至最后一节无缝钢管12。
根据该孔隙水压力传感器保护装置的结构，设计出一种孔隙水压力传感器保护装置的装配施工方法，其特征在于它包括以下步骤：A、钻设孔隙水压力传感器埋设孔，技术要求同一般地质钻探取土孔，孔径一般大于100mm；B、装配第一节无缝钢管1，将孔隙水压力传感器4安装在第一节无缝钢管1内的传感器托架3上，将膨胀橡胶块6塞入第一节无缝钢管1内，使得膨胀橡胶块6顶住定位螺栓5，将第一节无缝钢管1内的孔隙水压力传感器引线与固定在传感器托架3上的钢丝绳绑定在一起，然后一起穿出膨胀橡胶块6，并在第一节无缝钢管1前端的砂袋11内充填砂土，其中在钢管1的一定位置预留两个孔，固定定位螺栓5，可以用来控制膨胀橡胶块6的位置，避免其滑落，膨胀橡胶块6高度为5cm～10cm，外径比钢管内径小2.5mm～3mm，膨胀橡胶块6上预留导线孔，导线孔的内径应比孔隙水压力传感器引线的外径略大，膨胀橡胶遇水后会膨胀，使得钢管内壁、导线外壁的空隙闭合，起到封水、封压力的作用；C、用吊机将装配好的第一节无缝钢管1放入埋设孔，注意，这时先不要放没，在第一节无缝钢管1尾部放入膨胀粘土球7，粘土球直径约1.5cm～2cm，遇水后自然散开并密实，并充实在钢管内，填实高度应大于2.5cm。如果接下来没有后续传感器，则将第一节无缝钢管1放到底，然后将穿出的保护钢丝绳和传感器引线梳理整齐。如果还有后续传感器，则该装配施工方法还包括以下步骤：D、装配第二节无缝钢管12，将孔隙水压力传感器4安装在第二节无缝钢管12内的传感器托架3上，将膨胀橡胶块6塞入该第二节无缝钢管12内，使得膨胀橡胶块6抵住定位螺栓5；E、用螺栓13将连接钢管10的前端与第一节无缝钢管1连接；F、用吊机将装配好的第二节无缝钢管12吊起，用螺栓13将该第二节无缝钢管12的前端与连接钢管10的后端连接；G、将穿出第一节无缝钢管1的钢丝绳和传感器引线与第二节无缝钢管12内的传感器引线绑在一起，然后一起穿出第二节无缝钢管12内的膨胀橡胶块6，再穿出第二节无缝钢管12；H、将第二节无缝钢管12放入埋设孔，在第二节无缝钢管的1尾部放入膨胀粘土球7，当然这时也不能将该第二节无缝钢管12放没，如果还有后续传感器，则继续连接再后一节无缝钢管，直至最后一节无缝钢管12放入埋设孔内。最后将穿出的保护钢丝绳和传感器引线梳理整齐，整道施工工序结束。图中标号14为吊机吊钩孔。
根据本发明的一个实施例，在某一海堤段，共设有16个孔隙水压力监测孔，每孔设传感器1～3个。在传感器的埋设施工中，采用了以上方法，使得传感器的安装成功率达到100％，在？时间内，74个孔隙水压力传感器存活68个，存活率达91.8％，大大超过了使用现有技术时的存活率。
在本发明中，无缝钢管按标准生产规格，一般长9m左右，外径89cm，壁厚5mm，传感器洞穴的长度可以根据传感器的实际长度确定，一般500mm。传感器引线和钢丝绳的连接均属现有技术，因此未在图中示出。