[实用新型]一种盾构隧道背填注浆实验的模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道实验模拟技术领域，特别是一种在盾构隧道背填注浆实验中使用的模拟装置。

背景技术

为了保证盾构隧道施工的安全性及效率，人们通常采用实验模拟装置对盾构隧道施工过程进程模拟，如中国专利CN 102221474A，公开日期2011年10月19日，公开了《一种泥水平衡式盾构模拟试验系统》，该系统可以模拟目标地层中的地质环境，为指导盾构隧道施工提供方便，但该系统无法模拟盾构隧道的背填注浆过程，更无法对注浆后形成的混凝土浆壳进行测试。

在盾构隧道的施工过程中，不同地层及不同地质条件下的背填注浆参数和工艺会有所不同，通过模拟不同盾构姿态下背填注浆过程并测试分析注浆后的浆壳，可以得到适合该地层及盾构姿态下的注浆参数和工艺，为解决盾构施工过程中易出现的地表沉降、管片渗漏和变形等问题提供指导。

实用新型内容

为了解决现有技术中盾构模拟实验系统无法模拟背填注浆过程的技术问题，本实用新型提供了一种盾构隧道背填注浆实验的模拟装置，由于该盾构隧道背填注浆实验的模拟装置能够很好的模拟盾构隧道的背填注浆过程，通过测试分析注浆后的浆壳就可以得到适合该地层及盾构姿态下的浆液参数和注浆工艺。

本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：一种盾构隧道背填注浆实验的模拟装置，包括筒形的外壳、套设于外壳内的筒形盾壳和套设于盾壳内的筒形内管，外壳的一端和内管的一端与端盖密封连接，外壳的另一端设有圆环状的盘盖，盾壳套设于盘盖内，外壳的另一端和盾壳通过盘盖密封连接，盾壳的一端与内管之间密封连接，外壳与盾壳之间形成用于充填土样的封闭环形储存腔，盾壳的一端还设置有用于注入砂浆的注浆口，盾壳能够沿着盾壳的轴线向盾壳的另一端移动，注浆口能够将砂浆注满盾壳移动后在储存腔与内管之间留下的封闭的环形空间。

使用时，将目标地层的土样填充到储存腔内同时向储存腔内注水使储存腔内的环境模拟目标地层的地质环境，然后使盾壳沿着盾壳的轴线向盾壳的另一端移动，由于盾壳被储存腔与内管包围，盾壳移动的过程中会在储存腔与内管之间留下封闭的环形空间，该环形空间的横截面为圆环形，该圆环的外径与盾壳的外径相对应，该圆环的内径与内管的外径相对应，该环形空间的长度等于盾壳沿着盾壳轴线方向移动的距离。在盾壳移动的同时，注浆泵通过注浆管从注浆口将砂浆注满所述的环形空间，这样该盾构隧道背填注浆实验的模拟装置能够很好的模拟盾构隧道施工中的背填注浆过程，通过测试分析注浆后的浆壳，即环形空间内砂浆凝固后的固体样品，就可以得到适合该地层及盾构姿态下的浆液参数和注浆工艺。

优选端盖为圆形，外壳的一端与端盖通过螺栓连接，内管的一端与端盖焊接。

优选外壳的另一端还设置有圆筒状的密封筒，盾壳和内管套设于密封筒内，密封筒的一端与盘盖通过焊接密封，盘盖与外壳的另一端为螺栓连接，密封筒的另一端与盾壳密封连接。

优选盾壳的一端与内管通过第一密封刷密封连接，密封筒的另一端与盾壳通过第二密封刷密封连接，密封筒的侧壁设置有注油孔，注油孔通过注油管与第一密封刷和第二密封刷连通。

优选密封筒的侧壁设置有注浆孔，注浆孔通过设置在盾壳与内管之间的注浆管与注浆口连通。

优选盾壳与内管之间设置有多个万向行走轮，万向行走轮与盾壳固定连接，万向行走轮能够在内管的表面滚动。

优选外壳的侧壁设置有注水孔、主填料孔、副填料孔和安全阀。

优选还包括底座，外壳与底座的一端固定连接，底座的另一端设置有能够使盾壳沿着盾壳的轴线向盾壳的另一端移动的牵引装置。

优选底座上固定连接有盾壳支撑轮，盾壳的外表面能够在盾壳支撑轮上滑动。

本实用新型的有益效果是：由于该盾构隧道背填注浆实验的模拟装置能够很好的模拟盾构隧道的背填注浆过程，通过测试分析注浆后的混凝土浆壳就可以得到适合该地层及盾构姿态下的浆液参数和注浆工艺，为解决盾构施工过程中易出现的地表沉降、管片渗漏和变形等问题提供指导。

附图说明

下面结合附图对本实用新型所述的盾构隧道背填注浆实验的模拟装置作进一步详细的描述。

图1是本实用新型所述盾构隧道背填注浆实验的模拟装置的初始状态结构示意图。

图2是图1中A-A方向的剖视示意图。

图3是本实用新型所述盾构隧道背填注浆实验的模拟装置中外壳部位的结构示意图。

图4是本实用新型所述盾构隧道背填注浆实验的模拟装置的工作状态结构示意图。