[发明专利]模拟隧道单层衬砌整体防排水系统性能的模型试验装置

权利要求书

1.模拟隧道单层衬砌整体防排水系统性能的模型试验装置，其特征在于：该试验装置包括外部箱体和内部结构两部分；

外部箱体分为钢制试验箱(1)和进水口(2)，钢制试验箱(1)为方形箱，进水口(2)设置在钢制试验箱(1)的外表面，进水口(2)外接加压水泵；

内部结构分层填充在钢制试验箱(1)内，内部结构包括填土层(3)、初喷混凝土层(4)、排水管网(5)、复喷混凝土层(6)和出水口(7)；初喷混凝土层(4)、排水管网(5)、复喷混凝土层(6)为隧道结构，排水管网(5)设置在初喷混凝土层(4)内部；填土层(3)铺在初喷混凝土层(4)上；

出水口(7)设置在钢制试验箱(1)的侧部且与排水管网(5)的端面连接；

排水管网(5)为弧形；排水管网(5)由多种管壁开孔的管道制作而成，设置位置在初喷混凝土层(4)内部；

填土层(3)根据试验对象采用等比例的土质混合物进行配比；初喷混凝土层(4)采用喷射混凝土模拟隧道初期支护结构，喷射混凝土的材料性能通过参数控制的方法现浇，使其与实际的喷射混凝土物理力学性质等效相同，厚度为5～7cm；复喷混凝土层(6)与初喷混凝土层(4)工法等效相同，厚度为7～10cm，但抗渗性比初喷混凝土层(4)强，通过对复喷混凝土层(6)表面刷渗透结晶材料实现；

排水工作机理：水通过进水口(2)进入填土层(3)，再渗透通过初喷混凝土层(4)，通过排水管网(5)上的孔进入，排水管网(5)的管道与出水口(7)相连，水排出。

2.利用权利要求1所述试验装置进行的模拟隧道单层衬砌整体防排水系统性能的模型试验方法，其特征在于：

步骤1、将钢制试验箱(1)固定在试验场地；

步骤2、将事先预制好的复喷混凝土层(6)固定在钢制试验箱(1)内，在其表面刷渗透结晶材料，并对边缘处作防水处理；

步骤3、对排水管网(5)外部裹上过滤层并安装、接入出水口(7)；

步骤4、采用喷射混凝土制作初喷混凝土层(4)，并养护一段时间；

步骤5、根据试验围岩条件施做填土层(3)；

步骤6、安装带进水口(2)的盖板，进水口外接加压水泵。