[实用新型]盾构隧道顶推施工模拟装置及系统有效

专利信息
申请号: 201921793400.7 申请日: 2019-10-23
公开(公告)号: CN210667457U 公开(公告)日: 2020-06-02
发明(设计)人: 傅支黔;聂大丰;陈炜韬 申请(专利权)人: 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
主分类号: G09B25/00 分类号: G09B25/00;G01D21/02
代理公司: 成都虹桥专利事务所(普通合伙) 51124 代理人: 成杰
地址: 610072 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 盾构 隧道 施工 模拟 装置 系统
【说明书】:

实用新型提供了一种盾构隧道顶推施工模拟装置,以及一种盾构隧道顶推施工模拟系统,属于盾构工程领域。该盾构隧道顶推施工模拟装置包括支撑结构、围岩荷载施力结构、夹持结构、端部约束结构以及轴向荷载施力结构。其中,夹持结构形成用于夹持管片结构的限位空间,围岩荷载施力结构用于模拟围岩荷载,管片结构的两端嵌入到第一环形凹槽和第二环形凹槽内。轴向荷载施力结构用于模拟轴向荷载。该盾构隧道顶推施工模拟装置能够模拟盾构隧道掘进过程中管片结构的受力特征和破坏模式,为盾构隧道结构稳定提供试验数据,优化盾构法隧道掘进施工设计。

技术领域

本实用新型属于盾构工程领域,具体涉及一种盾构隧道顶推施工模拟装置,以及一种盾构隧道顶推施工模拟系统。

背景技术

随着我国城市地下铁道交通隧道建设的高速发展,具有机械化程度高、环境影响小、施工高效安全的盾构掘进机是今后地铁隧道建设的主流工法之一。盾构掘进机工法是由刀盘掘进、管片拼装、千斤顶顶推前进、盾尾注浆等一系列复杂工序组成。盾构掘进机开挖前进主要是通过千斤顶顶推前进工序实现的,其实现过程为推进油缸千斤顶作用于已拼装管片环,以提供前进反力;进而,顶推油缸千斤顶油缸伸长,使盾构掘进机掘进前进。

现有国内外学者研究盾构法隧道掘进施工工艺优化内容,主要针对隧道开挖掌子面稳定及掘进速度方面,采用的方法有理论推导、数值模拟、室内试验等,并不能全面的为盾构隧道结构稳定提供试验数据。

而针对顶推千斤顶条件下管片结构受力特性与破坏模式方面的研究方法集中在理论推导与数值模拟两种。其中,理论推导往往假设条件限定过多,且相关变量的改变会导致计算量过大,结果也过于理想化,对实际施工指导意义有限;数值模拟虽然相对减少了计算量,节约计算时间,但模拟过程是基于理论,同样存在结果无法与实际情况相匹配的不足。

室内模型试验是将实际的施工过程进行缩尺真实模拟,具有与实际情况吻合度较好,成本低的特点,是研究盾构顶推施工较为理想的研究方法。

目前,国内外尚无关于盾构顶推施工的模拟装置,且现有研究重点主要集中在盾构掘进开挖掌子面稳定等方面,研究成果较为理想化,实用性有待增强;对不同顶推千斤顶条件下管片结构受力特征、破坏模式等方面的研究需进一步加深,以期对盾构顶推施工方案(工艺)进行优化。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种盾构隧道顶推施工模拟装置,旨在模拟盾构隧道掘进过程中管片结构的受力特征和破坏模式,为盾构隧道结构稳定提供试验数据,优化盾构法隧道掘进施工设计。

为解决上述技术问题本实用新型所采用的方案是:盾构隧道顶推施工模拟装置,包括支撑结构、围岩荷载施力结构、夹持结构、端部约束结构以及轴向荷载施力结构。夹持结构包括呈环形布置的多件弧形板,多件弧形板围合形成限位空间,端部约束结构设置于该限位空间轴线方向的一端、轴向荷载施力结构设置于该限位空间轴线方向的另一端,围岩荷载施力结构包括多件径向荷载施力结构,径向荷载施力结构与弧形板一一相对应,径向荷载施力结构安装于支撑结构上,弧形板连接于径向荷载施力结构的作用力输出端。

在一种优选的实施方案中,每一件弧形板均包括叠设的内层弧板和外层弧板,并且内层弧板和外层弧板之间具有间隔空间,在该间隔空间处通过弹簧将内层弧板和外层弧板连接。在进一步优选的实施方案中,弹簧为按照设定行距和设定排距间隔布置的多件。

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