[发明专利]一种用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于盾构尾刷渗漏试验的试验装置及方法，包括顶部盾尾钢板模拟机构、底部管片模拟机构、前面板、后面板和至少一侧的水压施加机构；待试验盾构尾刷设于所述顶部盾尾钢板模拟机构和底部管片模拟机构之间，并且内部填充有密封油脂；所述密封油脂、顶部盾尾钢板模拟机构、底部管片模拟机构、前面板、后面板和水压施加机构之间形成密封空间；所述顶部盾尾钢板模拟机构的底部与所述密封油脂对应的位置设有压力传感器。通过本发明，可以有效对盾构尾刷的渗漏情况进行试验，填补了该领域的空白，从而提高盾构施工过程中的安全性。

技术领域

本发明涉及盾构技术领域，具体涉及一种用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置及方法。

背景技术

盾构在富水砂层中施工，会因为施工振动导致砂层发生液化，因此盾构周边一定范围内的砂土呈液态状。而盾构尾刷出现渗漏是施工过程中比较常见的问题，在这种液化砂土中盾构尾刷若发生渗漏，会导致水土流失快，轻则地面塌方，重则管片结构破坏，泥沙淹没隧道。国内已有多个城市出现盾构在富水粉细砂地层中因盾尾刷渗漏最后演变成盾构隧道被埋的风险事故，引发了重大的人身伤亡和经济损失。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置及方法，可以有效对盾构尾刷是否存在渗漏现象进行有效的实验检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于盾构尾刷渗漏试验的试验装置，包括顶部盾尾钢板模拟机构、底部管片模拟机构、前面板、后面板和至少一侧的水压施加机构；待试验盾构尾刷设于所述顶部盾尾钢板模拟机构和底部管片模拟机构之间，并且内部填充有密封油脂；所述密封油脂、顶部盾尾钢板模拟机构、底部管片模拟机构、前面板、后面板和水压施加机构之间形成密封空间；所述顶部盾尾钢板模拟机构的底部与所述密封油脂对应的位置设有压力传感器。

进一步地，所述顶部盾尾钢板模拟机构通过高度调节机构7连接于所述底部管片模拟机构。

更进一步地，所述试验装置的一侧设置所述水压施加机构，所述顶部盾尾钢板模拟机构远离水压施加机构的一侧通过高度调节机构连接于所述底部管片模拟机构；所述水压施加机构的顶部通过调节螺丝连接于所述顶部盾尾钢板模拟机构；所述水压施加机构的顶部和顶部盾尾钢板模拟机构之间设有柔性密封垫。

进一步地，所述水压施加机构的底部连接于所述底部管片模拟机构，且所述水压施加机构的底部与所述底部管片模拟机构之间设有另一柔性密封垫。

进一步地，所述水压施加机构包括竖向钢板，所述竖向钢板上设有水压施加开口，用于连通水压施加装置。

进一步地，所述试验装置还包括有稳压器和气囊；所述稳压器的气压探测端连通于待试验盾构尾刷内，并控制连接于所述气囊装置，所述气囊装置连通于所述待试验盾构尾刷内。

利用上述用于盾构尾刷渗漏试验的试验装置进行盾构尾刷渗漏试验的方法，包括如下步骤：

S1将待试验盾构尾刷安装在顶部盾尾钢板模拟机构和底部管片模拟机构之间；

S2从待试验盾构尾刷远离水压施加机构的一侧向待试验盾构尾刷内注入密封油脂，模拟盾构施工过程中油脂的密封情况；

S3通过水压施加机构向试验装置内部施加水压，模拟盾构在施工过程中，盾构尾刷受到水土压力的情况；

S4利用压力传感器监测在施加不同水压下密封油脂的压力值，得到密封油脂在不同水压作用下的压力变化；同时观察水是否从待试验盾构尾刷的远离水压施加机构的一侧渗漏，一直加大水压直到观察到待试验盾构尾刷的远离水压施加机构的一侧有水渗漏为止，从而得到待试验盾构尾刷能抵抗多大的水压，同时密封油脂压力是如何变化的。

上述方法还可以包括：