[发明专利]隧道衬砌模型浇筑装置及隧道衬砌模型浇筑方法

说明书

本发明公开了一种隧道衬砌模型浇筑装置及隧道衬砌模型浇筑方法，浇筑装置包括具有泄砂孔的底座，底座放置在水平面时，其上的泄砂孔的位置高于水平面；底座上的泄砂孔处放置有支撑内模，支撑内模具有容纳及排出抵抗其向内变形的填充物的内腔；支撑内模的外部套装有支撑外模，支撑外模与支撑内模之间形成浇筑隧道衬砌模型的浇筑腔，支撑外模上等间距安装有多个抵抗支撑外模向外变形的锁紧机构；浇筑腔的顶端和底端分别放置有限定浇筑腔外形的底限位板和顶限位板；顶限位板上开设有注浆孔。本方案通过支撑外模和支撑内模及锁紧机构的相互配合能够保证长度较长的隧道衬砌模型顺利浇筑的同时，还能保证浇筑模具重复使用。

技术领域

本发明涉及成型隧道衬砌模型的装置，具体涉及一种隧道衬砌模型浇筑装置及隧道衬砌模型浇筑方法。

背景技术

实验分析方法是研究各类结构问题的极其重要而又有效的途径之一。由于物理模型是一个真实的物理实体，在基本满足相似原理的条件下，可以真实的反映地质构造、工程结构之间的空间关系。并且其试验结果通常给人们以直观的感觉，使人们容易从全局上把握岩土体的受力特征、变形趋势和稳定性特征，以及隧洞和结构之间的相互关系。通过物理模型试验可以在一定程度上验证各种数值分析的结果。而相似材料模型试验可以模拟现实中很多不能实现的研究，并且试验具有很强的重复性，可以对比分析不同情况下的模拟结果，而且能直观地把握隧道与地下结构物的受力特性与反应规律，尤其对于一些复杂的、难以通过其他手段有效研究的结构。

模型衬砌浇筑的精确性是试验结果精确的前提，在隧道工程相关的模型试验中，其隧道衬砌模型通常采用如下方法制作：根据衬砌模型的几何尺寸定制模具，将流塑状态的石膏浆液或水泥砂浆液注入其中，待浆液凝固且充分干燥后，拆除模具，得到试验用的衬砌模型。

若设计衬砌模型断面较大，长度较长(试验中长度1.5m)，模型底部相似材料浆液对模具压力较大，亦出现模具变形等现象，浇筑出来的大几何尺寸模型的质量不易控制。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的隧道衬砌模型浇筑装置及隧道衬砌模型浇筑方法解决了现有浇筑模具浇筑过程中易变形的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种隧道衬砌模型浇筑装置，包括具有泄砂孔的底座，底座放置在水平面时，其上的泄砂孔的位置高于水平面；底座上的泄砂孔处放置有支撑内模，支撑内模具有容纳及排出抵抗其向内变形的填充物的内腔；支撑内模的外部套装有支撑外模，支撑外模与支撑内模之间形成浇筑隧道衬砌模型的浇筑腔，支撑外模上等间距安装有多个抵抗支撑外模向外变形的锁紧机构；浇筑腔的顶端和底端分别放置有限定浇筑腔外形的底限位板和顶限位板；顶限位板上开设有注浆孔。

第二方面，提供一种隧道衬砌模型浇筑装置浇筑隧道衬砌模型的方法，其包括以下步骤：

底座放置于地面，并使底座顶面与水平面平行，之后在底座的漏砂孔下方放置多块支撑件封住漏砂孔；

在底座顶面放置底内模固定板，并使底内模固定板上的通孔与底座的漏砂孔对齐；放置底限位板，使底限位板内边缘与底内模固定板外边缘形成放置支撑内模的安装间隙；

标记两块相邻且位于底限位板仰拱侧的第一支撑板为板A和板B，在安装间隙内依次放置未标记的第一支撑板，之后安装板A；

采用铁皮从板A处环绕支撑内模一周，之后放入板B，并在铁皮顶部和底部采用一圈钢丝固定铁皮形成金属套筒；

向支撑内模的空腔中填充砂，敲击捣实，并使填充的砂高度低于支撑内膜3～6cm，之后在砂的顶部放置顶内模固定板及在铁皮外表面涂刷脱模剂；

在拼组外模主体的第二支撑板的内表面涂刷脱模剂，之后在底限位板边缘采用第二支撑板拼组形成外模主体，并在外模主体的底部架设一个锁紧机构；