[发明专利]类矩形盾构同步注浆试验设备

说明书

本发明公开了一种类矩形盾构同步注浆试验设备，其包括：模拟管片、模拟盾壳以及模拟盾尾，所述模拟盾壳的第一端和所述模拟管片的第二端之间设置有千斤顶回拉装置；所述模拟盾尾连接于所述模拟盾壳的第二端；所述模拟盾尾的末端设置有注浆孔；所述模拟管片的外表面设置有土压传感器，其内部设置有摄像头；土压传感器以及摄像头用于检测模拟盾尾注浆过程中浆液的流动以及压力传导过程。模拟盾壳以及模拟盾尾的截面为类矩形，因此本发明的试验设备可以有效的模拟类矩形盾构的注浆过程。注浆管设置于模拟盾壳内部，这样可以避免将注浆管设置于模拟盾壳外侧造成模拟盾尾以及模拟盾壳产生异形突起，进而防止异形突起对注浆试验的结果产生影响。

技术领域

本发明属于隧道施工领域，尤其涉及一种类矩形盾构同步注浆试验设备。

背景技术

对于地下隧道施工技术的研究有很多方式，如理论分析等，而试验方法也是一种非常重要的科学方法，例如通过模拟试验的方法来研究盾构掘进机在地下隧道施工过程中的特性、土体的特性以及机土之间的相互作用关系。目前国内外一些企业、科研机构和大学都建立相关的实验室以设计建造相应模拟试验台来进行这一特定的工程模拟试验，如上海隧道工程股份有限公司就研制了大型盾构掘进模拟试验平台以进行盾构掘进机施工试验。

在采用盾构掘进机掘进法进行地下隧道的施工过程中，一边盾构掘进机的头部向前方土层掘进，一边在盾构掘进机尾部之内用成型管片完成隧道的砌衬，当盾构掘进机向前推进时，盾尾就同时前进而在土体与管片砌衬之间留下了建筑间隙。为了有效地控制周围土体的变形和地面沉降，保证隧道的稳定，这时就要采用浆液按照预定压力和注浆量同步均匀地注入管片壁后，充填盾构掘进机推进在盾尾后侧产生的建筑间隙，即进行同步注浆。同步注浆是隧道盾构掘进机施工中的一道重要工序，它是降低管片偏移、防止土体变形、控制地面沉降和减少隧道后期变形的重要手段，因此同步注浆应达到及时、均匀、足量的要求。同步注浆的质量受到浆液种类、注浆压力、注浆流量等诸多因素影响，如何采用合适的工艺参数以达到最佳的同步注浆效果，是隧道盾构施工技术领域中的重要课题，这一课题的研究只单纯地通过理论分析方法进行是不够的，试验研究是解决这一技术课题的必不可少的重要方法。

现有试验装置均为针对圆形盾构设计，未考虑到异形盾构如类矩形盾构。对于注浆模拟装置我们找到了中国专利ZL200810162251.4《一种新型注浆模拟装置》，该专利所述注浆模拟装置主要包括空气压缩机、调压阀、压力容器、试验模具等，注浆浆液放置在压力容器内，压力容器顶部与空气压缩机连接，通过空气压缩机向压力容器内压入空气而将浆液压出并注入试验模具，模拟试验过程可以通过调压阀来调节注浆压力，该注浆模拟装置只能模拟室内各种土体的压密注浆和劈裂注浆过程。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种类矩形盾构同步注浆试验设备，该类矩形盾构同步注浆试验设备可以解决现有技术中存在的问题。

本发明的类矩形盾构同步注浆试验设备包括：

土箱，其内部填充有试验土体；

模拟管片，所述模拟管片是截面为类矩形的透明筒形构件；所述模拟管片插设于所述土箱内部，其第一端连接于所述土箱的第一侧壁；所述模拟管片的外表面设置有土压传感器，所述模拟管片的内部还设置有摄像头；

模拟盾壳，套设于所述模拟管片外侧；所述模拟盾壳为截面为类矩形的筒形构件，所述模拟盾壳的壳体内部设置有注浆管；所述模拟盾壳的第一端和所述模拟管片的第二端之间设置有千斤顶回拉装置；以及

模拟盾尾，所述模拟盾尾套设于所述模拟管片外侧且连接于所述模拟盾壳的第二端；所述模拟盾尾的末端设置有注浆孔，该注浆孔连接于所述模拟盾壳的所述注浆管，所述模拟盾尾的末端和所述模拟管片的外侧之间设置有盾尾刷；

所述模拟盾壳的内壁设置有多根注浆管，两根所述注浆管为一组，在一组所述注浆管中，两根所述注浆管的末端通过一桥接球阀连通，此外每根所述注浆管的末端还通过一注浆球阀连接于所述模拟盾尾的注浆管。